USD ЦБ — 59,08 −0,60
EUR ЦБ — 69,65 −0,59
Brent — 62,72 +2,20%
суббота 18 ноября 07:38

Наука и технологии // Разведка и разработка

Влияния ремасштабирования сетки на результаты моделирования вытеснения нефти водой в трещиноватых коллекторах​

03 декабря 2014 г., 09:51И. Мухаметзянов, УГНТУNeftegaz.RU666

Одной из проблем при проектировании разработки месторождений нефти является учет влияния трещин на объективность расчетов показателей эксплуатации.

Трещинные коллекторы (ТК) представляют собой чрезвычайно интересный предмет для характеристики фильтрационного процесса из-за высокой неоднородности их статической и динамической природы.

Поток флюида в трещиноватых коллекторах, за счет влияния трещин, значительно отличается от потока в коллекторах, не осложненных трещинами. Во многом это отличие объясняется более высокой проводимостью трещин по сравнению с матричной составляющей, а также, как правило, наличием выделенного направления трещиноватости, которое обеспечивает анизотропию направления потока [1]. Трещинный коллектор представляет собой коллектор, в котором трещиноватость способствует увеличению коэффициента проницаемости, что значительно сказывается на производительности скважины и эффективности извлечения нефти.

Трещиноватость - это механические разрывы или разделения, вызванные хрупкими разрушениями. С точки зрения моделирования существует 2 подхода к представлению трещиноватой среды: континуальный и дискретный.

1й подход отражен, например, в модели Уоррена-Рута [2]. Во 2м, более позднем подходе, такие элементы пласта, как трещины или разломы, представляют собой дискретные объекты [3].

Континуальное представление трещиноватой среды является, как правило, непригодным для моделирования, поскольку не позволяет учесть фактические параметры пласта. Поэтому дискретный подход, позволяющий получить максимально реалистичную модель с точки зрения поведения фильтрационных потоков, является более предпочтительным. К тому же, этот подход позволяет более эффективно использовать численное моделирование из-за сильного контраста взаимодействующих систем проницаемости.

Текущие программные реализации подхода не позволяют моделировать композитные среды, по этой причине невозможно полностью отказаться от традиционного моделирования в рамках континуального представления.

Выход был найден в комбинированном подходе: строилась дискретная сеть трещин и производилось ремасштабирование на гидродинамическую сетку. В постановке задаче было принято: прямоугольный пласт 300x1000x10м, на 1м из краев которого находится нагнетательная скважина, а на другом - добывающая.

Моделировалось вытеснение нефти водой в трещиноватом пласте.

Было взято 2 варианта интенсивности трещиноватости:

1) сетка с низкой интенсивностью (порядка 200 трещин различной длины на всей площади пласта);

2) сетка с плотной трещиноватостью (1000 трещин различной длины на всю площадь пласта).

Также для каждого варианта интенсивности рассматривалось по 2 варианта направленности трещин:

1) равновероятное направление трещин во все стороны (хаотичное направление) (рис. 1 и 3);

2) преимущественно выделенное направление трещин в сторону Севера (рис. 2 и 4).

В каждой проводящей ячейке принималась только вторичная пустотность, ячейки, непересекаемые трещинами считались непроницаемыми.

Для каждой модели расчеты велись по 3 вариантам количества ячеек: 3х10х1, 9х30х1, 27х90х1.

Соответственно размер ячеек был равен: 100х100х10 м, 33,3х33,3х10 м, 11,1х11,1х10м. Срок моделирования - 1 год.

Рис. 1. Сетки с низкой интенсивностью трещин для хаотичного направления: а) 3х10х1 , б) 9х30х1, в) 27х90х1.

Рис. 2. Сетки с низкой интенсивностью трещин для выделенного направления: а) 3х10х1 , б) 9х30х1, в) 27х90х1.

Рис. 3. Сетки с высокой интенсивностью трещин для хаотичного направления: а) 3х10х1 , б) 9х30х1, в) 27х90х1.

Рис. 4. Сетки с высокой интенсивностью трещин для выделенного направления: а) 3х10х1 , б) 9х30х1, в) 27х90х1.

Главная задача исследования состояла в анализе обводнения продукции добывающей скважины в зависимости от интенсивности, направленности трещин и размера сеток в процессе гидродинамических расчетов в симуляторе Eclipse.

В результате расчета были получены следующие результаты. В моделях с низкой интенсивностью трещин при увеличении количества ячеек в сетке (уменьшении их размера) обводненность продукции уменьшалась, а в сетке 27х90х1 фронт вытеснения не доходил до добывающей скважины и, следовательно, обводненность продукции была практически равна нулю.

Это происходило из-за того, что с уменьшением размера ячейки, многие из них не пересекали трещины и как следствие они становились непроницаемыми, что тормозило продвижение фронта вытеснения (рис. 5 и 6).

В моделях с высокой интенсивностью трещин для обоих вариантов их направленности при увеличении количества ячеек в сетке, характер обводненности по мере продвижения фронта вытеснения практически не отличается, а в конечном результате, обводненность нефти остается постоянной с весьма незначительным отклонением для хаотичных трещин и не превышает 5% для варианта с трещинами выделенного направления (рис. 7 и 8).

Исходя из результатов, был сделан вывод о том, что для моделирования пластов с высокой интенсивностью трещиноватости можно строить относительно укрупненную сетку для первоначальной адаптации модели и избежать долгого процесса адаптации кривых относительных фазовых проницаемостей при переходе от мелкой сетки к более крупной.

Список литературы

1. Черницкий А.В. Геологическое моделирование нефтяных залежей массивного типа в карбонатных трещиноватых коллекторах. М.: ОАО «РМНТК «Нефтеотдача», 2002. 254 с.

2. Warren J.E., Root P.J. The Behavior of Naturally Fractured Reservoirs. Gulf Research & Development CO. Pittsburgh, PA.

3. Голф-Рахт Т.Д. Основы нефтепромысловой геологии и разработки трещиноватых коллекторов.

4. Denis Biruykov, Fikri J. Kuchuk. Transient Pressure Behavior of Reservoirs with Discrete Conductive Faults and Fractures.


Neftegaz.RU context