Главная страница  |  Карта сайта  |  Обратная связь  |  Поиск по сайту:
Geologam.ru
Геология Геофизика Минералогия Индустрия Нефть и газ
Подразделы
Все статьи Разведка Проектирование Месторождения Месторождения Ямала Месторождения Гыдана
 
Социальные сети
 
Похожие статьи
Моделирование разработки газоводонефтяной залежи системой…
Нефть и газ › Проектирование

Моделирование процесса фильтрации неньютоновских жидкостей в пласте
Нефть и газ › Проектирование

Математическое моделирование и анализ разработки нефтяных и газовых…
Нефть и газ › Проектирование

Эффективность технологий разработки месторождений системами…
Нефть и газ › Проектирование

Проблемы строительства горизонтальных скважин
Нефть и газ › Проектирование

Выбор объектов для эффективной разработки залежей углеводородов…
Нефть и газ › Проектирование

Технологические модели разработки залежей углеводородов системами…
Нефть и газ › Проектирование

Состояние исследований по проблемам разработки нефтегазовых…
Нефть и газ › Проектирование

 
 

Численное моделирование притока жидкости к горизонтальным скважинам

  • Главная
  • Нефть и газ
  • Проектирование
  • Численное моделирование притока жидкости к горизон…

Статья добавлена: Февраль 2017
            0

Задача о притоке нефти и газа к ГС, вскрывшей неоднородные многослойные пласты, с учетом гидродинамических, капиллярных и гравитационных сил, сложного геологического строения пластов, системы размещения скважин, процессов, протекающих в стволе скважин и т.д. изучена, в основном, только численными методами [9, 90, 94, 180, 186, 196, 236, 243, 263 и др.]. Особо следует отметить работу [242], в которой для воспроизведения реальной неоднородности межскважинного пространства применена усовершенствованная стохастическая модель, с помощью которой генерируется толщина пласта (скалярная функция двух переменных), пористость (скалярная функция трех переменных) и абсолютная проницаемость (тензорная функция трех переменных).

В настоящее время отсутствуют точные аналитические решения, позволяющие однозначно интерпретировать результаты исследований продуктивности ГС, вскрывших многослойно-неоднородные пласты. Как отмечалось выше, рядом ученых [5, 21, 47, 75, 95, 96, 109, 143, 144, 164, 200, 269 и др.] создается научная основа для проведения расчетов работы горизонтальных, многозабойных и многоярусных скважин. Однако эти работы ограничиваются одиночными скважинами и касаются в основном стационарных режимов фильтрации. Точного аналитического решения задачи притока к ГС в многослойно-неоднородном пласте и, тем более, к системе ГС не получено. Это свидетельствует о том, что проблемы гидродинамической теории ГС оказались намного сложнее соответствующих проблем вертикальных скважин. Это касается как постановки задач, так и методов их решения.

В некоторых работах [3, 4, 5, 43, 238, 243, 251, 252, 256, 259, 260, 266, 271, 274, 276 и др.] приводятся достаточно простые решения, которые в определенном диапазоне изменения геометрических размеров зоны дренирования пригодны для вычисления продуктивности ГС и параметров пласта. Имеющиеся решения задачи фильтрации нефти и газа к ГС получены для однородных изотропных и анизотропных пластов круговой, эллиптической и полосообразных форм с симметрично и асимметрично расположенным в центре этих фигур стволом скважины. Для определения возможности их интерпретации в работах [163, 201] изучена пригодность некоторых из предложенных формул [43, 243, 262, 271, 276]. Возможную область применения приближенных формул проверяли точным численным решением уравнений фильтрации нефти и газа к ГС, путем создания геолого-математических моделей фрагментов однородных и послойно-неоднородных фрагментов залежей. Эти исследования позволили установить достоверность приближенных методов определения производительности ГС, область применения этих формул и показать тот неоспоримый факт, что она существенно зависит от соотношения размеров принятых геометрических моделей зоны дренирования [273]. Аналогичные выводы приведены в работе [86], в которой также отмечено, что производительность ГС связана с объемом пород, охваченных глубокой депрессионной воронкой, и предлагается модельный вариант оценки производительности ГС на базе сравнения объемов нефтесодержащих пород в зоне распространения депрессионной воронки вокруг стволов вертикальной и горизонтальных скважин в продуктивном пласте.


Рис. 2.25. Схема притока к ГС (трехмерное течение) 
Рис. 2.25. Схема притока к ГС (трехмерное течение)
При проведении вычислительных экспериментов для оценки эффективности разработки залежей углеводородов системой ГС и при конкретном проектировании реальных объектов нами за основу принята трехмерная модель двухфазной фильтрации в неоднородных пластах [196]. В качестве объекта моделирования принимается прямоугольный элемент пласта, разрабатываемый системой добывающих и нагнетательных скважин (рис. 2.25). Для оценки размеров элемента нами использовались уравнения, приведённые У. Хёрстом [282], для определения предела дренирования скважины. При моделировании процесса фильтрации взята модель фильтрации несмешивающихся жидкостей, включающая обобщенный закон Дарси, соотношение для капиллярного давления и учитывающая гравитационные силы. Для численного решения системы нелинейных уравнений с частными производными использован метод конечных разностей, связанный с раздельным определением поля давлений и поля насыщенности на каждом временном слое [119, 225]. Область течения разбита на прямоугольные параллелепипеды со сторонами Δxi, Δyj, Δzk. Для учета работы горизонтального ствола скважины используем результаты работ Н.В. Ювченко [159].

Пусть горизонтальная скважина длиной l расположена в ячейках (г, l, к),..., (i, j0, k) со сторонами Δxi, Δzk, j = 1, 2,...,j0. В этом случае дискретизация члена, учитывающего работу скважины, имеет следующий вид:


где rc — радиус горизонтальной скважины; Рз — забойное давление; Рi,j,k — среднее по ячейке давление; ki,j,k — проницаемость; δ — размеры элемента заводнения.


Для моделирования процесса фильтрации в плоскости Ozx принята модель слоисто-неоднородного пласта. Для описания соответствующей краевой задачи использованы уравнения двухмерного течения в системе скважин. Теоретическая модель фильтрации несмешивающихся жидкостей, включающая обобщенный закон Дарси и соотношение для капиллярного давления, является общепринятой:


где Vн, Vв — скорости фильтрации нефти и воды соответственно; kн, kв — относительные фазовые проницаемости воды и нефти, μн, μв — вязкости фаз; ρн, ρв — плотность нефти и воды; m — пористость; S — нефтенасыщенность; f(S) — функция Леверетта; Рн, Pв — давление в фазах; x, z — пространственные координаты; t — время, g — ускорение свободного падения; δ0 — член, учитывающий работу скважин; δ — межфазное натяжение; θ — краевой угол смачивания.

Уравнения 2.65—2.69 описывают течение в плоскости вертикального сечения неоднородного пласта с учетом гравитационных и капиллярных сил. Для численного решения системы уравнений 2.65—2.69 используется метод конечных разностей, связанный с раздельным определением поля давлений и поля насыщенности на каждом временном слое [118, 208].

Разобьем область течения на прямоугольные ячейки (j, k) со сторонами Δxj, Δzk. Дискретизацию уравнений проведем согласно [118]. Для учета работы скважины используем результаты [115]. Пусть скважина расположена в ячейке (j, k) со сторонами Δxj, Δzk. В этом случае дискретизация члена, учитывающего работу скважины, имеет вид:


где δ(z) — сигма-функция Вейерштрасса с основными периодами 2Δxj, 2Δzk; ζ, η — координаты скважины в ячейке; Рj,k — среднее по ячейке давление; Рз — забойное давление; r — радиус скважины; Re Z — реальная часть Z; i — мнимая единица; kx, kz — проницаемость по осям x и z соответственно; αj,k — доля работы скважины.

Табличные значения δ-функции Вейерштрасса приводятся в работе [1]. Система разностных уравнений решалась методом, описанным в [182]. Результаты математических экспериментов для аномальных залежей углеводородов, разрабатываемых системой ГС, и при конкретном проектировании с использованием разработанной модели приведены ниже.
Источник: «Проектирование разработки нефтегазовых месторождений системами горизонтальных скважин», 2000

Проверка статьи: Комаров Сергей

ОЦЕНИТЕ ПОЖАЛУЙСТА ЗА ЭТУ СТАТЬЮ
0
ПРЕДЫДУЩИЕ СТАТЬИ
Математические модели прогнозирования показателей разработки горизонтальными…
Определение оптимальной конструкции горизонтального ствола скважин
Технологические модели разработки залежей углеводородов системами…
Выбор объектов для эффективной разработки залежей углеводородов системами…
Проблемы строительства горизонтальных скважин
СЛЕДУЮЩИЕ СТАТЬИ
Оценка процессов термического заводнения в пласте с горизонтальными скважинами
Моделирование процесса фильтрации неньютоновских жидкостей в пласте
Моделирование разработки газоводонефтяной залежи системой горизонтальных скважин
Оценка коэффициентов извлечения нефти при разработке залежей системой…
Проектирование разработки опытных участков залежей углеводородов…



ССЫЛКА НА СТАТЬЮ В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАТАХ
ТекстHTMLBB Code


Комментарии к статье


Еще нет комментариев


Сколько будет 17 + 44 =

       



 
 
Geologam.ru © 2016 | Обратная связь | Карта сайта | Поиск по сайту | Мобильная версия
Статьи о геологии Земли • Геофизика процессов в геосфере Земли • Минералогия и изучение структуры минералов • Индустриальные предприятия, рудники и шахты • Разведка и добыча нефти и газа