Гидродинамическое моделирование лабораторных экспериментов по вытеснению нефти термополимерным раствором

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


Выпуск:

2022. Том 8. № 2 (30)

Название: 
Гидродинамическое моделирование лабораторных экспериментов по вытеснению нефти термополимерным раствором


Для цитирования: Степанов А. В. Гидродинамическое моделирование лабораторных экспериментов по вытеснению нефти термополимерным раствором / А. В. Степанов, И. А. Зубарева, Е. Р. Волгин // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2022. Том 8. № 2 (30). С. 77-100. DOI: 10.21684/2411-7978-2022-8-2-77-100

Об авторах:

Степанов Анатолий Викторович, кандидат физико-математических наук, доцент базовой кафедры ООО «ТННЦ» ПАО «НК «Роснефть», Высшая инженерная школа EG, Тюменский индустриальный университет, Тюмень, Россия; эксперт, Тюменский нефтяной научный центр; avstepanov5@tnnc.rosneft.ru

Зубарева Ирина Александровна, специалист, Тюменский нефтяной научный центр, Тюмень, Россия; iazubareva-tnk@tnnc.rosneft.ru

Волгин Евгений Рафаилович, главный специалист, Нефтяная компания «Роснефть» (г. Москва); ervolgin@rosneft.ru

Аннотация:

Для применения результатов лабораторных потоковых экспериментов в секторных или полномасштабных гидродинамических моделях залежей используется моделирование экспериментов на микромасштабе, требующее настройки ряда параметров численной модели составной сборки образцов керна. Настройка параметров численной модели керна производится при воспроизведении измеренных показателей потоковых экспериментов. При этом возникают неопределенности фильтрационно-емкостных свойств, связанные с неоднородностью образцов керна и неустойчивостью фронта вытеснения нагретым полимерным раствором. В настоящей работе разработан и реализован итерационный алгоритм, предусматривающий адаптацию серии синтетических гидродинамических моделей лабораторных экспериментов. В начале процесса адаптации учитывается весь спектр неопределенностей серии лабораторных экспериментов. На итерациях производится минимизация количества варьируемых параметров и погрешности адаптации моделей. Для повышения достоверности адаптации спектр 1D-моделей дополняется синтетическими 3D-моделями со стохастическим распределением неоднородности по пористости и проницаемости. Это позволяет в рамках моделирования более полно учитывать процессы фильтрации в условиях адсорбции полимера и неоднородности свойств коллектора, а также уточнять адаптируемые параметры с учетом ремасштабирования на расчетных сетках различной детальности. Разработанный алгоритм апробирован на экспериментах по вытеснению нефти нагретым полимерным раствором и определению относительной фазовой проницаемости в зависимости от температуры. Результатом применения стало снижение неопределенности варьируемых параметров: относительных фазовых проницаемостей в зависимости от концентрации полимерного раствора, фактора остаточного сопротивления, зависимости вязкости полимерного раствора от скорости сдвига. Данные результаты впоследствии передаются в процесс адаптации секторных и полномасштабных гидродинамических моделей.

Список литературы:

1. Закиров С. Н. Нетрадиционные результаты экспериментов по вытеснению вязких нефтей различными рабочими агентами и их обработка / С. Н. Закиров, В. А. Николаев, Э. С. Закиров, И. М. Индрупский, А. С. Рассохин // Георесурсы, геоэнергетика, геополитика. 2010. № 2 (2). С. 23.

2. Каневская Р. Д. Математическое моделирование гидродинамических процессов разработки месторождений углеводородов / Р. Д. Каневская. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 140 с.

3. Котяхов Ф. И. Физика нефтяных и газовых коллекторов / Ф. И. Котяхов. М.: Недра, 1977. 287 с.

4. Орлов Д. М. Методика определения относительных фазовых проницаемостей по данным нестационарной фильтрации путем совместного физического и компьютерного моделирования / Д. М. Орлов, А. Е. Рыжов, Т. А. Перунова // Прикладная механика и техническая физика. 2013. Том 54. № 5 (321). С. 119-128.

5. ОСТ 39-195-86. Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях. М., 1986. 20 с.

6. Плохотников С. П. Математическое моделирование неизотермической двухфазной фильтрации с модифицированными относительными фазовыми проницаемостями / С. П. Плохотников, О. И. Богомолова, Д. С. Плохотников, В. А. Богомолов, О. Р. Плохотникова, М. С. Нурсубин // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Том 16. № 21. С. 122-124.

7. РД 39-8148311-206-85. Руководство по проектированию и технико-экономическому анализу разработки нефтяных месторождений с применением метода полимерного воздействия на пласт. М., 1985. 209 с.

8. Хижняк Г. П. Результаты лабораторных исследований по полимерному вытеснению нефти / Г. П. Хижняк, Н. Ю. Балуева, В. А. Мордвинов, И. Р. Юшков // Вестник Пермского государственного технического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2006. Том 5. № 1. С. 122-125.

9. Ahmad Ali Manzoor. Modeling and simulation of polymer flooding with time-varying injection pressure / Ahmad Ali Manzoor // ACS Omega. 2020. Vol. 5. No. 10. Pp. 5258-5269. DOI: 10.1021/acsomega.9b04319

10. Potcharaporn Pongthunya. Upscaling in Polymer Flooded Reservoirs: PhD thesis / Potcharaporn Pongthunya. Imperial College London, 2013. 233 p.