Моделирование процесса двухфазной фильтрации с учетом воздействия периодической нагрузки

Об авторах:

Родионов Сергей Павлович, доктор физико-математических наук, профессор, Тюменский государственный университет; заведующий лабораторией нефтегазовой механики, Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН; rodionovsp@bk.ru

Боталов Андрей Юрьевич, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН; aybotalov@bk.ru

Легостаев Дмитрий Юрьевич, младший научный сотрудник Тюменского филиала Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича CО РАН, старший преподаватель кафедры прикладной и технической физики, Тюменский государственный университет; eLibrary AuthorID, legostaevdy@yandex.ru; ORCID: 0000-0001-6371-7031

Аннотация:

Горные породы, вмещающие углеводороды, находятся в напряженном состоянии из-за нагрузки от вышележащих слоев. Процессы разработки месторождений оказывают влияние на напряженно-деформированное состояние пласта, что влечет за собой изменение фильтрационно-емкостных свойств горных пород. Для учета влияния процессов, происходящих в скелете горной породы, на добычу углеводородов используется совместное геомеханическое и гидродинамическое моделирование.

Целью настоящей статьи является исследование влияния периодических нагрузок на процесс фильтрации флюидов. Примером периодических нагрузок в реальных пластовых системах могут быть гравитационные приливы земной коры. В работе представлены результаты решения одномерной задачи о вытеснении нефти водой. Гравитационные приливы земной коры моделировались периодической боковой нагрузкой на пласт, изменяющейся по гармоническому закону.

На основе расчетов установлено, что в условиях периодической нагрузки на нефтеотдачу влияет режим закачки воды. Установлено, что существует оптимальный режим закачки, при котором нефтеотдача максимальна.

Список литературы:

1. Азиз Х. Математическое моделирование пластовых систем / Х. Азиз, Э. Сеттари; пер. с англ. М.: Недра, 1982. 407 с. 
2. Басниев К. С. Подземная гидромеханика. Учебник для вузов / К. С. Басниев, И. Н. Кочина, В. М. Максимов. М.: Недра, 1993. 416 с. 
3. Каневская Р. Д. Математическое моделирование гидродинамических процессов разработки месторождений углеводородов / Р. Д. Каневская. Ижевск: ИКИ, 2003. С. 121. 
4. Мирзоев К. М. Способы увеличения добычи нефти с учетом приливных движений Земли / К. М. Мирзоев, А. В. Николаев, В. К. Мирзоев, А. А. Лукк, А. И. Харламов, А. В. Дещеревский // Экспозиция Нефть Газ. 2014, апрель. № 2/Н (34). С. 93–96. 
5. Муслимов Р. Х. Влияние гравитационных лунно-солнечных приливов земной коры на добычу нефти / Р. Х. Муслимов, К. М. Мирзоев, Р. Г. Ахмадиев, В. А. Агафонов, Р. Р. Хузин, В. С. Тимиро, В. К. Мирзоев, А. А. Лукк, А. В. Дещеревский // Нефтяное хозяйство. 2006. № 8. С. 111–115. 
6. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости / С. Патанкар: пер. с англ.; М.: Энергоатомиздат, 1984. 152 с. 
7. Biot M. A. General Solutions of the Equations of Elasticity and Consolidation for a Porous Material / M. A. Biot // Journal of Applied Mechanics. 1956. No 78. Pp. 91–96. 
8. Biot M. A. General Theory of Three-Dimensional Consolidation / M. A. Biot // Journal of Applied Physics. 1941. No 12. Pp. 155–164. DOI: 10.1063/1.1712886
9. Coussy O. Poromechanics / O.Coussy. Chichester, England: John Wiley and Sons, 2004. 298 pp. 
10. Geertsma J. The Effect of Fluid Pressure Decline on Volumetric Change of Porous Rocks / J. Geertsma // Transactions of the Metallurgical Society of AIME. 1957. No 210. Pp. 331–340.