Коэффициент вытеснения нефти – доля нефти, которую в лабораторном эксперименте смог вытеснить вытесняющий агент при заданных условиях эксперимента из образца горной породы.
Роль вытесняющего агента могут выполнять разные флюиды. Это может быть вода разного минерального состава, вода с добавкой каких-либо химических веществ, горячая вода, водяной пар, углеводородные и неуглеводородные газы. Коэффициент вытеснения – технический параметр, который отражает эффективность вытесняющего агента.
Измерение коэффициента вытеснения позволяет сравнить разные агенты, которые потенциально могут быть применены на промысле. Полученные лабораторные значения будут использованы в математических расчётах движения нефти и вытесняющего агента в пласте. По результатам этих расчётов принимается финальное решение в пользу какого-то вытесняющего агента и технологии его применения.
Подробное описание методики измерения коэффициента вытеснения дано в соответствующем отраслевом стандарте (ссылка). Здесь приведём сокращённое описание методики для измерения коэффициента вытеснения нефти водой. Суть методики заключается в следующем.
- Лаборанты берут насыщенные пластовой водой образцы горной породы и размещают их в кернодержателе (обычно используют составную колонку из похожих друг на друга образцов).
- Внутри кернодержателя создают пластовые условия – давление и температуру. Прокачивают воду и определяют проницаемость по пластовой воде при 100% водонасыщенности.
- Имитируют формирование нефтяной залежи – отгоняют воду путём прокачки через керн керосина и нефти. Важно, чтобы насыщенность остаточной водой и нефтью на этом лабораторном этапе получилось таким же как в реальном пласте. Подавая в керн нефть, определяют проницаемость по нефти при остаточной водонасыщенности.
- Далее имитируют этап разработки нефтяной залежи, подавая в колонку керна вытесняющий агент, например, воду, имитирующую воду системы поддержания пластового давления. В зависимости от постановки экспериментальной задачи нефть могут дополнительно попытаться вытеснить какими-то дополнительными вытесняющими агентами, например, поменять состав нагнетаемой воды или использовать водогазовую смесь. Подавая в керн вытесняющий агент, определяют проницаемость по этому агенту при остаточной нефтенасыщенности.
- По показаниям сепаратора фильтрационной установки и по накопленному расходу каждого флюида можно рассчитать водонасыщенность керна на всех стадиях эксперимента. Благодаря этому лаборанты рассчитывают долю вытесненной из горной породы нефти.
Следует особенно подчеркнуть, что результат измерения зависит от множества природных и техногенных факторов. К последним следует отнести не только сам выбор вытесняющего агента, но и режим его нагнетания. По этой причине в отчётных документах о лабораторных испытаниях рекомендуется указывать все параметры эксперимента. Это позволит более объективно анализировать и сопоставлять между собой результаты, полученные в разное время разными лабораториями.