Регистрация / Вход
Прислать материал

Математическое моделирование изменения фильтрационнно-емкостных свойств пласта при закачке химически активного вещества

Сведения об участнике
ФИО
Егоров Арсений Владимирович
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М.Губкина"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о Земле, экология и рациональное природопользование
Раздел области наук
Поиск, разведка, разработка месторождений и добычи полезных ископаемых и их добыча
Тема
Математическое моделирование изменения фильтрационнно-емкостных свойств пласта при закачке химически активного вещества
Резюме
В настоящей работе была построена гидродинамическая математическая модель, описывающая многофазную фильтрацию вытеснения углеводородов водным раствором химически активного вещества, учитывающая изменение фильтрационных свойств флюидов и пористости. В модели производился расчет полноценного заводнения пласта, в отличие от обработки призабойной зоны. Учтено содержание в пласте связной воды и остаточной нефти, что отражается на кривых относительных фазовых проницаемостей.
Получены качественные кривые распределения во времени водонасыщенности, концентрации активного вещества, пористости и скоростей флюидов в пласте. Также получены данные о продукции добывающей скважины.
Ключевые слова
кислотная обработка пласта, химически активное вещество, фильтрационно-емкостные свойства пласта, математическое моделирование, двухфазная фильтрация, заводнение
Цели и задачи
Целью данной работы является построение гидродинамической модели физико-химического метода увеличения нефтеотдачи пластов, а именно – кислотной обработки пласта
Введение

Кислотная обработка нефтяных пластов является одним из наиболее широко распространенных способов воздействия на коллектор. Для растворения карбонатных пород обычно используется соляная кислота, для обработки песчаников – плавиковая кислота в сочетании с соляной. В технологиях глубокой солянокислотной обработки применяются различные замедлители реакции растворения. КОП активно применяется в России. Проблема расчета данного физическиого процесса остается актуальной. Ежемесячно только по Самарской области компанией ОАО «Роснефть» проводится порядка 50 операций КОП. В настоящей работе была построена гидродинамическая модель физико-химического метода увеличения нефтеотдачи пластов, а именно - кислотной обработки пласта

Методы и материалы

Математическая постановка задачи

Рассматривается процесс двухфазной изотермической фильтрациии несжимаемых несмешивающихся жидкостей в однородном недеформируемом пористом пласте кубической формы. Производится расчет данного процесса в карбонатном пласте. Химически активное вещество нагнетается в пласт в растворенном в воде виде с постоянной концентрацией. Наиболее часто применяемый реагент для обработки карбонатов – соляная кислота. Данная реакция проходит без выделения тепла, поэтому процесс можно считать изотермическим. Разность давлений между добывающей и нагнетательной скважиной задается постоянной. Учитывается содержание в пласте связной воды и остаточной нефти. Результатом закачки химически активного вещества является изменение фильтрационно-емкостных свойств пласта, а именно – кривых относительных фазовых проницаемостей и пористости. Лабораторные исследования показали, что абсолютная проницаемость меняется незначительно даже при закачке высококонцентрированной соляной кислоты, поэтому полагаем ее постоянной. Предполагаем линейную зависимость изменения пористости от расстояния в промываемой кислотой зоне пласта. Расчет производится в программной среде FlexPDE для одномерной постановки задачи. В ходе расчетов ведется наблюдение за распределением в пласте водонасыщенности, концентрации активного вещества в водном растворе, пористости и скоростей флюидов в разные моменты времени.

Конечная система уравнений:

Описание и обсуждение результатов

Основные результаты и выводы:

1.    Была построена гидродинамическая математическая модель, описывающая многофазную фильтрацию вытеснения углеводородов водным раствором химически активного вещества, учитывающая изменение фильтрационных свойств флюидов и пористости. В модели производился расчет полноценного заводнения пласта, в отличие от обработки призабойной зоны. Учтено содержание в пласте связной воды и остаточной нефти, что отражается на кривых относительных фазовых проницаемостей.

2.    Получены качественные кривые распределения во времени водонасыщенности, концентрации активного вещества, пористости и скоростей флюидов в пласте. Также получены данные о продукции добывающей скважины.

3.    Производя стандартный процесс заводнения чистой водой, виден один характерный фронт распространения водонасыщенности в пласте, что соответствует теоретическим данным расчета задачи Бакли-Леверетта [7]. Фронт водонасыщенности прорывается быстрее всего

4.    Закачивая активное вещество в пласт на протяжении всего расчетного времени, на кривой распределения водонасыщенности отчетливо виден второй фронт, который связан с отставанием фронта концентрации активного вещества. Это происходит в силу адсорбции вещества и уменьшению его относительного содержания из-за присутствия в пласте связной воды. Фронт водонасыщенности приходит на 10% позже, чем при стандартном заводнении. Период добычи чистой нефти возрастает.

5.    При закачке оторочки активного вещества на кривой распространения водонасыщенности видно уже 3 фронта. Первый фронт связан с распространением закачиваемого флюида. Второй – с отставанием фронта концентрации, Третий – с окончанием оторочки и соответствующим изменением фильтрационных свойств флюидов. Фронт водонасыщенности доходит практически за то же время, что и при постоянной закачке реагента.

6.    Опираясь на процесс вытеснения, наиболее эффективным является метод постоянной закачки химически активного вещества. Дебит по нефти за фронтом водонасыщенности существенно увеличивается в связи с изменением фильтрационных свойств флюидов и пористости пласта. Дебит по воде же, наоборот, падает. Период добычи чистой нефти также возрастает. Подобная картина видна и при проталкивании оторочки реагента в пласте. Закачивание реагента на протяжении всего времени разработки экономически сильно затратно, в то время как оторочка закачивается только в начале заводнения, а процесс вытеснения отличается некритично. Основным отличием между данными способами вытеснения – окончательное распределение пористости в пласте.

Используемые источники
1. Т. Р. Закиров, А. И. Никифоров, Кислотное воздействие на многослойные нефтяные пласты// Выч. мет. Программирование, том 14, выпуск 1 – 2013.
2. Т.Р. Закиров, А.И. Никифоров. Моделирование кислотного воздействия на нефтяные пласты при заводнении // Нефтяное хозяйство – 2012
3. Литвин В.Т., Фарманадзе А.Р., Орлов М.С. Подбор кислотного состава для низкопроницаемых высокоглинистых пластов баженовской свиты// Интернет-журнал Науковедение, Выпуск № 5 (30), том 7 – 2015
4. Г.Т. Булгакова, А.Р. Шарифуллин, Р.Я. Харисов [и др.] Лабораторные и технические исследования кислотной обработки карбонатов // Нефтяное хозяйство. – 2010
5. Воробьев С.В. Современные перспективные технологии интенсификации добычи нефти . ГРП и кислотные обработки. // IQ education. Самара – 2016
6. Ш.К. Гиматудинов. Физика нефтяного и газового пласта // «Недра», Москва – 1971
Information about the project
Surname Name
Egorov Arsenii
Project title
Mathematical modeling of reservoir properties changes during the injection of chemically active agents
Summary of the project
The project includes the hydronomical mathematical model that describes multiphase filtration of hydrocarbon extraction by an aqueous solution of the chemically active agent. The changes of reservoir fluids properties and porosity have been considered. The model used for calculating the full reservoir flooding unlike machining of effective drainage area. There are 3 way of flooding have been observed: a waterflooding, the flooding of an active agent that has a constant concentration and active agent fringe.
Keywords
acidizing the formation, chemically active agent, reservoir properties, mathematical modeling, two-phase filtration, the flooding