Введение к работе
Актуальность проблеми. В процессе разработки месторождений нефти и газа часто встречаются продуктивные переходные зоны, добыча нефти и газа из которых связана с совместным двухфазным течением флюидов. Кроне того, современное разшітиз нефтяной промышленности характеризуется активным вовлечением в разработку все большего числа нефтегазоанх месторождений с обширными подгазовыма зонами и незначительными нефтенаснщенными толшшаии, рентабельная добыча нефти на которых раньше считалась малоперспектишой. При разработке подобных месторождений в определенных частях продуктивных пластов имеет место двух- я трехфазная фильтрации флюидов.
.Относительная фазовая проницаемость (МП), зависящая от воде-насыщенности, одна из важнейших характеристик процесса многофазной фильтрации, используется при решении ряда геолого-промысловых задач, данные о ОФП необходимы для обоснования кондиционных характеристик нефтегазояасыценных пород, при промышленной оценке водонефтяных переходных зон пластов, при газогидродинамических расчетах технологических показателей разработки, при выборе методов воздействия на пласт с целью увеличения нефтеотдачи, а также при анализе и контроле за разработкой залежей.
Очевидно, что создание новых технология, обеспечивающих эффективную разработку нефтегазовых месторождений, невозможно без детальных знаний механизма многофазной фильтрации, без достоверной оценки фильтрационных характеристик горных пород, необходимых при построении фильтрационно-емкостных модэлэй резервуара, организации контроля за разработкой месторождений геофизическими методами.
Из вышеизложенного становится ясным, что проблема определения СФП горных порол с целью оценки фильтрационных характеристик и
теоретического анализа механизма многофазной фильтрации является актуальной.
На практике, существуют две большие группы методов определения ОФП пористой среды: экспериментальные и модельные.
В экспериментальных методах исследуются естественные керны горных пород в лаборатории при условиях, моделирующих пластовые. Это трудоемкий и сложный процесс, предъявляющий требования к сохранению естественных свойств горной порода после ее извлечения из скважины.
Модельные метода определения ОФП горных пород базируются на построении моделей, имитирующих пористые среда. С помощью этих моделей можно установить математические зависимости для оценки ОФП. Эти методы менее трудоемки и позволяют быстро оценить величины ОФП горных пород без использования значительного количества кернов. С распростронением компьютеров модельные методы приобретают все больший интерес.
Цель работы. Математическое моделирование ОФП с применением разных видов моделей, сравнение результатов с прямыми экспериментальными данными и изучение факторов, влияющих на характер этих зависимостей ОФП.
Основные задачи исследования. I. Построение алгоритмов вычисления ОФП на перколяционной модели, моделирующей процесс двух-и трехфазной Фильтраций, создание вычислительных программ для компьютера и сравнение с ОФП, определяемыми на образцах керна из разных месторождений.
2. Определение ОФП на капиллярно-сеточной модели и оценка влияния таких факторов, как распределения пор по размерам, степени цементации, разветвленности системы пор к коэффициента смачиваемости.
3. Построение эмпирических моделей (формул) для вычисления ОФП
применительно к пластан АВ2.3, БВв и БВ10 Самотлорского
месторождения.
4. Сопоставление кривых ОФП, полученных в результате
эксперимента и путем математического моделирования.
Объекты исследования и исходная информация. Объектами
исследования настоящей работы явились образцы кернов из месторождений нефти и газа Западной Сибири — Самотлорского, Ромашкинского, Муравленковского, Приобского, Пермяковского, Хохряковского и Кошелевского. Расчеты по моделированию выполнялись не персональных компьютерах и советских вычислительных машинах типа СМ-1420. В качестве исходных данных использованы татрофизические характеристики образцов и экспериментальные данные В.н.Черноглазова и А.А.Кадочникова.
Методы исследования. Для решения поставленных задач были использованы дифференциальные и интегральные методы, методы наименьших квадратов и статистики.
Научная новизна. I. Разработаны новые алгоритмы и пакет прикладных программ для реализации на компьютерах процессов многофазной фильтрации с использованием перколяционной модели, а также исследовано влияние на ОФП различных факторов с помощью перколяционной и капиллярно-сеточной моделей.
2. Уточнена формула для вычисления водонасыщенности е
перколяционной модели путем учета доли воды в нефильтруэдих
капиллярах и в связанных с ними порах.
3. Получены новые эмпирические формулы для определения ОФП для
пластов АВ _ , БВ и БВ Самотлорского месторождения.
Защищаемые положения. Моделирование процесса многофазной фильтрации на перколяционной и капиллярно-сеточной моделях с целью
получения кривых ОФП для Самотлорского и других кесторондений и оценка влияния на вид этих кривых параметров, характеризувдих смачиваемость пород, распределения пор по размерам, степени цементации и рэзвегвленности системы шр. Создание емпирических моделей для пластов АВ2_5. ЕБв и ЕВіо Самотлорского месторождения путем обработки экспериментальных данных образцов керна из этих пластов.
Практическая ценность работы. Результаты проведенных
исследований дгзт возможность:
1) судить о фильтрационных характеристиках пластов и влиянии
ряда фактороз на характер изменения Offll;
2) прл рэшэЕИИ задач разработки иметь возможность
воспользоваться модельными экспериментами, позволяхякми получить
ОФП с учетом различных факторов, влиящих Еа нефтеотдачу.
Личный вклад автора в выполнении диссертационной работы. Автором разработаны алгоритмы и созданы вычислительные программы для определения ОФП при моделировании процессов двух- и трехфазной фильграцпй на перколяциошгай модели, выполнены расчеты ОФП горных пород ка перколадюнной и капиллярно-сеточной моделях, получены новые формулы для определения 001 для пластов АВ2.3, БВа и БВіо Сшотлорского месторождения, сделан сравнительный анализ результатов моделирований и экспериментов и указаны тенденции изменения ОФП в зависимости от ряда факторов, уточнена формула для вычисления водонзсвденвости в перколяционной модели.
Структура и объем работы, диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 85 наименований. Текст изложен на 118 страницах, включая 65 рисунок, 4 таблицы, а также придонная на 8 страницах.