Особенности распространения теплового и гидродинамического полей в слоисто-неоднородном пласте и их учет в задачах тепломассопереноса

Об авторах:

Выдыш Иван Владимирович,

аспирант, кафедра моделирования физических процессов и систем, Школа естественных наук, Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия

vydysh3d@gmail.com

Федоров Константин Михайлович, доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры моделирования физических процессов и систем, Школа естественных наук, Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия; k.m.fedorov@utmn.ru, https://orcid.org/0000-0003-0347-3930

Аннотация:

Основной проблемой разработки нефтяных пластов является их слоистая неоднородность. Заводнение такого пласта приводит к раннему прорыву воды по высокопроницаемым пропласткам и росту обводненности добываемой продукции. Для борьбы с данной проблемой применяют технологии выравнивания профиля приемистости или потокоотклоняющие технологии, основанные на закачке осадко-гелеобразующих композиций в нагнетательную скважину, которые под действием пластовых условий формируют в призабойной или межскважинной зоне пласта барьеры со сниженной проницаемостью. Для прогноза применения таких технологий применяют математические модели, построенные на основе уравнений неразрывности, импульса и притока тепла. Тем не менее для ряда задач тепломассопереноса достаточно лишь грубых прогнозов структуры теплового поля и оценок вероятности тех или иных тепловых процессов в пласте. Поэтому целью данной работы является исследование особенностей распространения теплового и гидродинамического полей в слоисто-неоднородном пласте и их применение в задачах тепломассопереноса. В качестве характеристики неоднородности полей в слоисто-неоднородной среде введен безразмерный критерий, показывающий во сколько раз радиальная скорость в заданном поле больше вертикальной скорости. Исследование значений критериев неоднородности для теплового и гидродинамического полей показали, что гидродинамическое поле является более неоднородным, чем температурное поле. Выполненные оценки показали, что в слоисто-неоднородном пласте необходимо учитывать неоднородность потока жидкостей по вертикали, в то время как тепловое поле выравнивается достаточно быстро в этом направлении, и для практических прогнозов и оценок его можно считать однородным по вертикали несмотря на слоистый характер пласта.

Список литературы:

Алтунина Л. К., Кувшинов В. А. 2013. Увеличение нефтеотдачи месторождений на поздней стадии разработки физико-химическими методами // Нефть. Газ. Новации. № 8. С. 18–25.

Валиуллин Р. А., Шарафутдинов Р. Ф., Гафуров А. И., Федотов В. Я. 2017. Исследование термогидродинамических процессов на модели пористой среды // Вестник Башкирского университета. Том 22. № 2. С. 340–345.

Выдыш И. В., Фёдоров К. М., Шевелёв А. П. 2023. Прогноз распределения температуры в пласте при вытеснении нефти флюидом с температурой, отличной от пластовой // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. Том 9. № 2 (34). С. 6–22. https://doi.org/10.21684/2411-7978-2023-9-2-6-22

Грачев С. И., Земцов Ю. В., Мазаев В. В., Грачева С. К. 2021. Регулирование разработки нефтяных месторождений физико-химическими методами увеличения нефтеотдачи. Тюмень: ТИУ. 89 с.

Желтов Ю. В., Рыжик В. М., Бернадиев М. Г., Васильков А. Г. 1976. Схема расчета параметров теплового воздействия в трещиновато-пористых пластах // Нефтяное хозяйство. № 5. С. 31–34.

Земцов Ю. В., Мазаев В. В. 2021. Современное состояние физико-химических методов увеличения нефтеотдачи (литературно-патентный обзор). Екатеринбург: Издательские решения. 239 с.

Малофеев Г. Е., Кеннави Ф. А. 1978. О коэффициенте теплоотдачи от теплоносителя блокам трещиноватого пласта // Известия вузов. Нефть и газ. № 1. С. 29–35.

Стромберг А. Г. 1999. Физическая химия. М.: Высшая школа. 527 с.

Федоров К. М., Выдыш И. В., Морозовский Н. А., Торопов К. В., Анурьев Д. А., Емельянов А. Н. 2022. Общий подход к моделированию технологий выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. № 7 (3). С. 84–95. https://doi.org/10.51890/2587-7399-2022-7-3-84-95

Федоров К. М., Шевелев А. П., Выдыш И. В., Анурьев Д. А., Морозовский Н. А., Торопов К. В. 2022. Методика оценки и прогнозирования реакции добывающих скважин на обработку нагнетательных скважин по технологии выравнивания профиля приемистости // Нефтяное хозяйство. № 1187. С. 106–110. https://doi.org/10.24887/0028-2448-2022-9-106-110

Хисамов Р. С., Газизов А. А., Газизов А. Ш. 2002. Основы применения полимерно-суспензионных систем для повышения нефтеотдачи пластов // Нефтяное хозяйство. № 83 (11). С. 52–56.

Caili D., Qing Y., Fulin Z. 2010. In-depth profile control technologies in China — A review of the state of the art // Petroleum Science and Technology. Vol. 28. No. 13. Pp. 1307–1315. https://doi.org/10.1080/10916460903419164

Ghaddab F., Kaddour K., Tesconi M., Brancolini A., Carniani C., Galli G. 2010. El Borma — Bright Water: A tertiary method for enhanced oil recovery for a mature field // SPE Production and Operations Conference and Exhibition (June, Tunis, Tunisia). https://doi.org/10.2118/136140-MS

Kabir A. H. 2001. Chemical water and gas shutoff technology – an overview // SPE Asia Pacific Improved Oil Recovery Conference (October, Kuala Lumpur, Malaysia). https://doi.org/10.2118/72119-MS

Lauwerier H. A. 1955. The transport of heat in an oil layer caused by the injection of hot fluid // Applied Scientific Research, Section A. Vol. 5. No. 2. Pp. 145–160. https://doi.org/10.1007/BF03184614

Manrique E., Garmeh G., Izadi M., Salehi M., Romero J., Aye N., Thomas C., Shevelev P. 2012. In-depth Sweep Efficiency Improvement: Screening Criteria and Engineering Approach for Pattern Evaluation and Potential Field Implementation // SPE Russian Oil and Gas Exploration and Production Technical Conference and Exhibition (October, Moscow, Russia). https://doi.org/10.2118/160749-MS

Seright R. S., Lane R. H., Sydansk R. D. 2003. A strategy for attacking excess water production // Society of Petroleum Engineers. No. 18 (3). Pp. 158–169. https://doi.org/10.2118/84966-pa

Sydansk R. D., Romero-Zeron L. 2011. Reservoir Conformance Improvement. Society of Petroleum Engineers. 138 p.

Tobenna O., Robert L. 2012. Simulation and economic screening of improved oil recovery methods with emphasis on injection profile control including waterflooding. Polymer flooding and a thermally activated deep diverting gel // SPE Western Regional Meeting, March 21–23, Bakersfield, California, USA. https://doi.org/10.2118/153740-MS

Willhite G. 1986. Waterflooding. Society of Petroleum Engineers. 326 p.