Исследование процессов стационарного и нестационарного заводнения трещиновато-пористых коллекторов

Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2018. Том 4. №3

Название: 
Исследование процессов стационарного и нестационарного заводнения трещиновато-пористых коллекторов


Для цитирования: Пятков А. А. Исследование процессов стационарного и нестационарного заводнения трещиновато-пористых коллекторов / А. А. Пятков, В. П. Косяков // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2018. Том 4. № 3. С. 90-102. DOI: 10.21684/2411-7978-2018-4-3-90-102

Об авторах:

Пятков Александр Александрович, аспирант кафедры механики многофазных систем, Тюменский государственный университет; лаборант с высшим образованием, Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; научный сотрудник, Юни-КОНКОРД (г. Тюмень); pyatkovi80@mail.ru

Косяков Виталий Петрович, кандидат физико-математических наук, доцент базовой кафедры расходометрии нефти и газа, Тюменский государственный университет; старший научный сотрудник, Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; заведующий лабораторией прикладной математики, Юни-КОНКОРД (г. Тюмень); hammer-rav@mail.ru

Аннотация:

Большое количество разведанных запасов углеводородов принадлежат к месторождениям, имеющим трещины различного масштаба. Из-за высокой проводимости, трещины оказывают существенное влияние на процесс добычи нефти из трещиновато-пористых коллекторов. В результате чего разработка таких месторождений бывает неэффективной и сопряжена с различными трудностями. В своих работах Дж. Аллан, Сунь С. Цинь, А. Фирузабади по данным 56 месторождений с наличием трещиноватости приводят диапазон изменения коэффициента извлечения нефти от 10% до 70%. В данной работе изучены особенности двухфазного течения в трещиновато-пористых коллекторах при стационарном и нестационарном заводнении с использованием дискретной модели трещин. Исследована зависимость динамики добычи нефти от длительности циклов закачки воды, параметров и положения трещины относительно скважин. Исследования проводились на модели с одной или несколькими трещинами различной длины и ориентации относительно скважин. Для проведения численного эксперимента использовался собственный гидродинамический симулятор с возможностью моделирования движения воды и нефти в условиях наличия уединенных протяженных трещин в пласте и неизотермичности процессов. Для снижения ориентационного эффекта и более корректного моделирования трещин в симуляторе используется неструктурированная расчетная сетка (полигоны Вороного). При этом сетка внутри трещин была прямоугольной. Для создания гидродинамического симулятора использовалась математическая модель фильтрации black oil.

В результате проведенных исследований показано, что в случае стационарного заводнения наличие трещиноватости в пласте приводит к быстрому прорыву воды в добывающие скважины и к снижению коэффициента извлечения нефти. Применение нестационарного заводнения позволяет увеличить добычу нефти. В то же время нестационарное заводнение в однородном пласте не приводит к значительному увеличению нефтеотдачи. Степень эффективности нестационарного заводнения сильно зависит от проницаемости и ориентации трещин относительно скважин. Наличие сильного эффекта от нестационарного заводнения может служить одним из признаков наличия трещин в пласте.

Список литературы:

  1. Азиз Х. Математическое моделирование пластовых систем / Х. Азиз, Э. Сеттари. М., Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004. 416 с.
  2. Басниев К. С. Подземная гидромеханика / 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. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. 140 с.
  4. Косяков В. П. Исследование влияния раскрытости трещин при моделировании разработки трещиновато-порового пласта / В. П. Косяков, А. А. Пятков // Нефтепромысловое дело. 2015. № 11. С. 25-29.
  5. Пятков А. А. Исследование процессов фильтрации высоковязкой нефти в трещиновато-пористом коллекторе / А. А. Пятков, В. П. Косяков // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2017. Том 3. № 3. С. 40-51. DOI: 10.21684/2411-7978-2017-3-3-40-51
  6. Allan J. Controls on Recovery Factor in Fractured Reservoirs: Lessons Learned from 100 Fractured Fields / J. Allan, Sun S. Qing // SPE paper 84590 presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Denver, 2003.
  7. Farzaneh S. A. Experimental Study of Solvent Flooding to Heavy Oil in Fractured Five-Spot Micro-Models: The Role of Fracture Geometrical Characteristics / S. A. Farzaneh, R. Kharrat. Iran: Tehran Petroleum Research Centre, March 2010.
  8. Firoozabadi A. Recovery Mechanisms in Fractured Reservoirs and Field Performance / A. Firoozabadi // Journal of Canadian Petroleum Technology. 2000. Vol. 39. No 11. Pp. 13-17. DOI: 10.2118/00-11-DAS
  9. Saidi A. M. Simulation of Naturally Fractured Reservoirs / A. Saidi // Paper SPE 12270, 7th SPE Symposium on Reservoir Simulation. San Francisco, 1983. DOI: 10.2118/12270-MS
  10. Weber K. J. How Heterogeneity Affects Oil Recovery / K. J. Weber // Reservoir Characterization. Orlando: Academy Press, 1986. DOI: 10.1016/B978-0-12-434065-7.50021-6