Введение к работе
Актуальность темы
В настоящее время одним из эффективных методов повышения производительности скважин является гидравлический разрыв пласта (ГРП). Гидроразрыв пласта активно применяется при разработке низкопроницаемых коллекторов, а также для интенсификации притока флюида к скважинам с загрязненной призабойной зоной.
Гидравлический разрыв пласта представляет собой процесс образования и распространения трещины в пласте под действием избыточного давления, которое оказывает на горные породы жидкость разрыва, закачиваемая в скважину. Для удержания трещины в раскрытом состоянии после снятия избыточного давления в нее закачивается твердый гранулярный материал -проппант. В результате в пласте образуется узкий канал для поступления флюида в скважину, проницаемость которого на несколько порядков больше проницаемости пласта.
Для оценки эффективности проведения ГРП используются гидродинамические методы исследования скважин. По результатам нестационарных гидродинамических исследований скважин определяются как параметры трещины, так и параметры пласта. Основной сложностью при численном моделировании фильтрации флюида к скважине с трещиной ГРП является разномасштабность геометрических параметров пласта и трещины.
Актуальной задачей является создание и совершенствование численных моделей фильтрации флюида к вертикальной скважине с трещиной ГРП, а также методов интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований вертикальных скважин с трещиной ГРП.
Цель работы
Разработка вычислительных алгоритмов интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований вертикальных скважин с трещиной гидравлического разрыва пласта.
Основные задачи исследования:
Разработка и верификация численной модели, описывающей гидродинамическое взаимодействие пласта и трещины гидроразрыва.
Разработка и программная реализация алгоритма интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований вертикальных скважин с трещиной ГРП.
Анализ эффективности гидравлического разрыва пласта по результатам гидродинамических исследований скважин.
Научная новизна диссертации состоит в следующем: 1. Предложена численная 20-модель фильтрации флюида к вертикальной скважине с трещиной ГРП.
2.Разработан вычислительный алгоритм оценки параметров нефтяного пласта и трещины гидроразрыва по результатам нестационарных гидродинамических исследований скважин.
Достоверность полученных результатов обеспечивается
использованием апробированных математических моделей фильтрации, разработкой вычислительных алгоритмов на базе общетеоретических концепций, касающихся обратных задач, проведением тестовых расчетов и согласованием с известными аналитическими решениями.
Практическая ценность
На основе метода регуляризации разработан вычислительный алгоритм интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований скважин с трещиной гидроразрыва. Он позволяет определять коэффициент проницаемости пласта, пластовое давление, длину и проводимость трещины. В отличие от графоаналитических методов такой подход не требует идентификации режимов течения к трещине ГРП.
Установлено, что в низкопроницаемых пластах существует предельное значение длины трещины ГРП, превышение которой не дает существенного увеличения дебита скважины.
Основные положения, выносимые на защиту
Численная 20-модель фильтрации флюида к вертикальной скважине с трещиной гидроразрыва.
Вычислительный алгоритм интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований вертикальных скважин с трещиной ГРП.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: + Научных семинарах кафедры общей химической технологии Казанского
государственного технологического университета (Казань, 2008-2011 гг.), + Научных семинарах лаборатории подземной гидродинамики Института
механики и машиностроения Казанского научного центра РАН (Казань,
2008-2011 гг.), + Итоговой научной конференции Казанского научного центра РАН, секция
«Механика и машиностроение» (Казань, 2008 г.), + VIII молодежной научной школе-конференции «Лобачевские чтения -
2009» (Казань, 2009 г.),
+ VIII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», посвященной 80-летию РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (Москва, 2010 г.),
+ Международной научно-практической конференции «Новые технологии в нефтегазодобыче» (Баку, 2010 г.),
+ Научно-практической конференции, посвященной 60-летию образования ОАО «Татнефть» (Альметьевск, 2010 г.),
+ IX молодежной научной школе-конференции «Лобачевские чтения - 2010» (Казань, 2010 г.),
+ VIII Всероссийской конференции «Сеточные методы для краевых задач и приложения» (Казань, 2010 г.),
+ Всероссийской школе-конференции молодых исследователей и V Всероссийской конференции, посвященной памяти академика А.Ф.Сидорова, «Актуальные проблемы прикладной математики и механики» (Абрау-Дюрсо, 2010 г.),
+ 1-м Российском нефтяном конгрессе (Москва, 2011 г.),
+ XII Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (Казань, 2011 г.).
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Объем работы, включая 11 таблиц, 65 рисунков, составляет ПО страниц машинописного текста. Список использованной литературы включает 104 наименования.
Публикации
По результатам исследования опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 статьи в научных журналах из списка, рекомендованного ВАК РФ. Список публикаций приведен в конце автореферата.
