Тематический рубрикатор статей

Георесурсы Т.22.№4.2020
Стр.
Скачать статью

Численное моделирование локального воздействия на нефтяной пласт с применением фиксированных трубок тока для типичных схем заводнения

К.А. Поташев, А.Б. Мазо

Оригинальная статья

DOI https://doi.org/10.18599/grs.2020.4.70-78

70-78
rus.
eng.

open access

Under a Creative Commons license
Трудность численного моделирования площадных методов перераспределения фильтрационных потоков в нефтяном пласте состоит в необходимости детального разрешения локальных гидродинамических эффектов и тонкой геологической структуры пласта сантиметровых масштабов на межскважинных расстояниях порядка нескольких сотен метров. Размерность расчетных сеток традиционных трехмерных моделей подобного разрешения даже для отдельных участков воздействия, содержащих малое число нагнетательных и добывающих скважин, оказывается чрезмерно большой для проведения проектировочных вычислений. Для преодоления данных ограничений предлагается выполнять детальное моделирование фильтрационного течения в двумерных поперечных сечениях нефтяного пласта вдоль фиксированных трубок тока переменной ширины между каждой парой взаимодействующих нагнетательных и добывающих скважин. Понижение размерности задачи позволяет использовать сетки высокого разрешения для моделирования краткосрочных локальных воздействий на пласт.

В настоящей работе представлен алгоритм построения единой фиксированной трубки тока между нагнетательной и добывающей скважинами, обеспечивающий минимальную погрешность вычисления динамики дебита и обводненности по задаче двухфазной фильтрации пониженной размерности вдоль трубки тока. Алгоритм продемонстрирован на примере двумерной задачи двухфазной фильтрации в пренебрежении капиллярными и гравитационными силами в однородном пласте постоянной толщины для трех элементов заводнения, соответствующих семи схемам расстановки вертикальных скважин – стандартным и обращенным четырехточечной, пятиточечной и семиточечной, а также смещенной однорядной. Для указанных элементов заводнения построены эффективные трубки тока, относительная ширина которых приближена кусочно-линейными функциями. На примере смещенной однорядной или пятиточечной схем расстановки скважин выполнена параметризация ширины эффективной трубки тока для произвольного отношения сторон элемента заводнения. Представленные трубки тока могут быть использованы в качестве готовых шаблонов для последующего моделирования геолого-технических мероприятий в соответствующих элементах заводнения нефтяного пласта.
 
Нефтяной пласт, двухфазная фильтрация, геолого-технические мероприятия, фиксированная трубка тока, схемы расстановки скважин, численное моделирование, быстродействующие модели, модели высокого разрешения
 
  • Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. (1984). Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 211 с.
  • Булыгин Д.В., Мазо А.Б., Поташев К.А., Калинин Е.И. (2013). Геолого-технические аспекты суперэлементной фильтрационной модели нефтяных месторождений. Георесурсы, 53(3), с. 31–35. https://doi.org/10.18599/grs.53.3.10
  • Крылов А.П., Белаш П.М., Борисов Ю.П., Бучин А.Н., Воинов В.В., Глоговский М.М., Максимов М.И., Николаевский Н.М., Розенберг М.Д. (1962). Проектирование разработки нефтяных месторождений. М.: Гостоптехиздат, 430 с.
  • Крылов А.П., Глоговский М.М., Мирчинк М.Ф., Николаевский Н.М., Чарный И.А. (1948). Научные основы разработки нефтяных месторождений. М.: Гостоптехиздат, 416 с.
  • Мазо А.Б., Поташев К.А. (2020). Суперэлементы. Моделирование разработки нефтяных месторождений: Монография. М.: ИНФРА-М, 220 с.
  • Мазо А.Б., Поташев К.А., Баушин В.В., Булыгин Д.В. (2017). Расчет полимерного заводнения нефтяного пласта по модели фильтрации с фиксированной трубкой тока. Георесурсы, 19(1), с. 15–20. https://doi.org/10.18599/grs.19.1.3
  • Мазо А.Б., Булыгин Д.В. (2011). Суперэлементы. Новый подход к моделированию разработки нефтяных месторождений. Нефть. Газ. Новации, 11, с. 6–8.
  • Поташев К.А., Ахунов Р.Р. (2020). Оценка неоднородности притока пластового флюида к контуру поперечного сечения вертикальной скважины. Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем. науки, 162(2), c. 180–192.
  • Поташев К.А., Мазо А.Б., Рамазанов Р.Г., Булыгин Д.В. (2016). Анализ и проектирование разработки участка нефтяного пласта с использованием модели фиксированной трубки тока. Нефть. Газ. Новации, 187(4), с. 32–40.
  • Сургучев М.Л., Желтов Ю.В., Симкин Э.М. (1984). Физико-химические микропроцессы в нефтегазоносных пластах. М.: Недра, 215 с.
  • Чарный И. А. (1948). Подземная гидромеханика. М.-Л.: Гостехиздат, 196 с.
  • Чарный И.А. (1963). Подземная гидрогазодинамика. М.: Гостоптехиздат, 397 с.
  • Шелепов В.В., Булыгин Д.В., Мазо А.Б., Поташев К.А., Рамазанов Р.Г. (2016). TubeGeo, версия 1.0. «Моделирование геолого-технических мероприятий методом трубок тока». Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016611381 от 01.02.2016 г.
  • Al-Najem A.A., Siddiqui S., Soliman M., Yuen B. (2012). Streamline Simulation Technology: Evolution and Recent Trends. Society of Petroleum Engineers. https://doi.org/10.2118/160894-MS
  • Aziz K., Settari A. (1979). Petroleum reservoirs simulation. London: Appl. Sci. Publ., 476 p.
  • Baek M., Hewett T.A. (2000). A Hybrid Streamtube Simulator Using A Semianalytical Method. Society of Petroleum Engineers. https://doi.org/10.2118/63151-MS
  • Christie M. A. (1996). Upscaling for reservoir simulation. J. Petroleum Technology, 48, pp. 1004–1010. https://doi.org/10.2118/37324-JPT
  • Emanuel A.S., Alameda G.K., Behrens R.A., Hewett T.A. (1989). Reservoir Performance Prediction Methods Based on Fractal Geostatistics. Society of Petroleum Engineers. https://doi.org/10.2118/16971-PA
  • Emanuel A.S., Milliken W.J. (1997). Application of Streamtube Techniques to Full-Field Waterflood Simulation. Society of Petroleum Engineers. https://doi.org/10.2118/30758-PA
  • Hewett T., Behrens R. (1991). Scaling Laws in Reservoir Simulation and Their Use in a Hybrid Finite Difference / Streamtube Approach to Simulation the Effects of Permeability Heterogeneity, Reservoir Characterization, II, L. Lake, and J. Carroll, H.B. (eds.). London: Academic Press, Inc. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-434066-4.50022-9
  • Higgins R.V., Leighton A.J. (1961). Performance of Five-Spot Water Floods in Stratified Reservoirs Using Streamlines. Society of Petroleum Engineers. https://doi.org/10.2118/57-MS
  • Higgins R.V., Leighton A.J. (1962). A Computer Method to Calculate Two Phase Flow in Any Irregularly Bounded Porous Medium. Journal of Petroleum Technology, June, pp. 679–683. https://doi.org/10.2118/243-PA
  • Lake L.W., Johnston J.R., and Stegemeier G.L. (1981). Simulation and Performance Prediction of a Large-Scale Surfactant / Polymer Project. Society of Petroleum Engineers. https://doi.org/10.2118/7471-PA
  • Martin J.C., Wegner R.E. (1979). Numerical Solution of Multiphase, Two-Dimensional Incompressible Flow Using Streamtube Relationships. Society of Petroleum Engineers. https://doi.org/10.2118/7140-PA
  • Renard G. (1990). A 2D Reservoir Streamtube EOR Model with Periodical Automatic Regeneration of Streamlines. In Situ, 14(2), pp. 175–200.
  • Spirina E.A., Potashev K.A., Mazo A.B. (2019). Evaluation of the reliability of the averaging over the reservoir thickness for the model with a fixed streamtube. Conf. Series: J. of Physics, 1158 042024, pp. 1–6. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1158/4/042024
  • Thiele M.R. (1994). Modeling Multiphase Flow in Heterogeneous Media Using Streamtubes. PhD Dissertation. 217 p.
  • Willhite G.P. (1986). Waterflooding. SPE Textbook Series. Richardson, TX. 331 p.
  •  

Константин Андреевич Поташев
Казанский федеральный университет
Россия, 420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 35

Александр Бенцианович Мазо
Казанский федеральный университет
Россия, 420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 35

 

Для цитирования:

Поташев К.А., Мазо А.Б. (2020). Численное моделирование локального воздействия на нефтяной пласт с применением фиксированных трубок тока для типичных схем заводнения. Георесурсы, 22(4), c. 70–78. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2020.4.70-78
 

For citation:

Potashev K.A., Mazo A.B. (2020). Numerical modeling of local effects on the petroleum reservoir using fixed streamtubes for typical waterflooding schemes. Georesursy = Georesources, 22(4), pp. 70–78. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2020.4.70-78

 

© 2025 Коллектив авторов