ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЧАСТИЧНОГО БЛОКИРОВАНИЯ ТРЕЩИНЫ АВТОГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА ДИСПЕРСНЫМИ ЧАСТИЦАМИ
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ТЕОРИИ ПОРОУПРУГИХ
ПАРАМЕТРОВ ПЛАСТОВОЙ СИСТЕМЫ 14
ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОВЕДЕНИЯ ГРП 21
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ФИЗИКО - МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 26
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
БЛОКИРОВАНИЯ ТРЕЩИНЫ АВТОГРП 33
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ 33
ВАРИАНТ №1 34
ВАРИАНТ №2 37
ВАРИАНТ № 3 40
ВАРИАНТ №4 42
ВЫВОДЫ 45
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 48
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ТЕОРИИ ПОРОУПРУГИХ
ПАРАМЕТРОВ ПЛАСТОВОЙ СИСТЕМЫ 14
ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОВЕДЕНИЯ ГРП 21
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ФИЗИКО - МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 26
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
БЛОКИРОВАНИЯ ТРЕЩИНЫ АВТОГРП 33
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ 33
ВАРИАНТ №1 34
ВАРИАНТ №2 37
ВАРИАНТ № 3 40
ВАРИАНТ №4 42
ВЫВОДЫ 45
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 48
Для сохранение высокого темпа добычи углеводородов, а также достижения максимального значения коэффициента извлечения нефти в продуктивных толщинах на установленном проектном значении применяют системы поддержания пластового давления (ППД). Ш1Д является процессом как упругого водонапорного режима, так и за счет закачки агентов вытеснения. Закачка вытесняющего флюида в продуктивную толщину пласта происходит через нагнетательные скважины с определенным значением давления на забое скважины в целях предотвращения создания техногенных трещин в продуктивных пластах нефтяной залежи и образования недренируемых зон. Стоит отметить, что если величина давление на забое превысит давление разрушения пласта, то появляется риск образования техногенной трещины авто-гидроразрыва пласта (автоГРП). Появление трещин автоГРП в эксплуатируемом пласте способно приводить к неравномерному прорыву вытесняющего агента в зону дренирования добывающих скважин, что приводит к уменьшению как добычи углеводорода, так и коэффициента охвата пласта заводнением. В случае, когда размеры трещины автоГРП в зоне репрессивного действия в нагнетательных скважинах имеют небольшие значения, то, как правило, это может привести к увеличению расхода нагнетаемого агента нагнетательной скважины. Частичное закрытие трещины автоГРП в подобных случаях достигается за счет ограничения расхода агента вытеснения, однако подобные ограничения не снимают риски в части снижения проводимости техногенных трещин.
Исследования по развитию трещин автоГРП происходили на Приобском месторождении и месторождении Daquing (КНР) и ряде других месторождений. На месторождении Daquing в 12% нагнетательных скважин при эксплуатации отмечается активное падение расхода закачиваемой в пласт воды, в связи с чем было решено поднимать на данных скважинах забойное давление в целях компенсации падения приемистости. В результате чего при давлениях закачки, имеющим отклонения в большую сторону от давления гидроразрыва пласта на 2 МПа, начинается массовое формирование трещин автоГРП. На примере Приобского месторождения отмечается характерное наличие аномально высокого пластового давления, а также невысокие значения расхода закачиваемой воды за счет малых значений относительной фазовой проницаемости воды при остаточной нефтенасыщенности, что в свою очередь, ограничивает значение забойного давления выше давления разрыва продуктивной толщины пласта. Определение профиля приемистости нагнетательных скважин показывает наличие излома на индикаторной диаграмме, гидропрослушивание скважин и специальные индикаторные исследования указывают на рост трещины автоГРП, размеры которых могут достигать километровой длины.
Для предотвращения развития трещин автоГРП применяются потокоотклоняющие технологии (ПОТ), основанные на закачке в нагнетательные скважины установленных объемов определенных реагентов, проникающих в каналы и трещины с высокой проводимостью, но не способных фильтроваться в остальном поровом пространстве пласта. Применение ПОТ рекомендуется для уменьшения потока нагнетаемого флюида через высокопроницаемые пропластки пласта, что приводит к созданию более равномерного фронта вытеснения нефти, а также происходит уменьшение рисков прорывов воды в зону дренирования добывающих скважин. Как правило, для ограничения притока воды по высокопроводимому пропластку производят закачку гелеобразующих или полимер-дисперсных составов, например, гидролизованный полиакриламид, являющийся наиболее распространенным полимером, применяющимся для выравнивания профиля приемистости. Лабораторные исследования, проводимые на керновом материале, показывают, что при закачке полимер-дисперсных составов происходит снижение эффективных размеров трещины автоГРП, вследствие оседания частиц геля вплоть до полного блокирования трещины. Отмечается также, что при наличии нескольких трещин автоГРП в пласте на одной скважине полимеры будут проникать преимущественно в более высокопроводимую трещину, оставляя менее проводимые каналы не блокированными, тем самым оставляя проводимые каналы для фильтрации нецелевой закачки....
Исследования по развитию трещин автоГРП происходили на Приобском месторождении и месторождении Daquing (КНР) и ряде других месторождений. На месторождении Daquing в 12% нагнетательных скважин при эксплуатации отмечается активное падение расхода закачиваемой в пласт воды, в связи с чем было решено поднимать на данных скважинах забойное давление в целях компенсации падения приемистости. В результате чего при давлениях закачки, имеющим отклонения в большую сторону от давления гидроразрыва пласта на 2 МПа, начинается массовое формирование трещин автоГРП. На примере Приобского месторождения отмечается характерное наличие аномально высокого пластового давления, а также невысокие значения расхода закачиваемой воды за счет малых значений относительной фазовой проницаемости воды при остаточной нефтенасыщенности, что в свою очередь, ограничивает значение забойного давления выше давления разрыва продуктивной толщины пласта. Определение профиля приемистости нагнетательных скважин показывает наличие излома на индикаторной диаграмме, гидропрослушивание скважин и специальные индикаторные исследования указывают на рост трещины автоГРП, размеры которых могут достигать километровой длины.
Для предотвращения развития трещин автоГРП применяются потокоотклоняющие технологии (ПОТ), основанные на закачке в нагнетательные скважины установленных объемов определенных реагентов, проникающих в каналы и трещины с высокой проводимостью, но не способных фильтроваться в остальном поровом пространстве пласта. Применение ПОТ рекомендуется для уменьшения потока нагнетаемого флюида через высокопроницаемые пропластки пласта, что приводит к созданию более равномерного фронта вытеснения нефти, а также происходит уменьшение рисков прорывов воды в зону дренирования добывающих скважин. Как правило, для ограничения притока воды по высокопроводимому пропластку производят закачку гелеобразующих или полимер-дисперсных составов, например, гидролизованный полиакриламид, являющийся наиболее распространенным полимером, применяющимся для выравнивания профиля приемистости. Лабораторные исследования, проводимые на керновом материале, показывают, что при закачке полимер-дисперсных составов происходит снижение эффективных размеров трещины автоГРП, вследствие оседания частиц геля вплоть до полного блокирования трещины. Отмечается также, что при наличии нескольких трещин автоГРП в пласте на одной скважине полимеры будут проникать преимущественно в более высокопроводимую трещину, оставляя менее проводимые каналы не блокированными, тем самым оставляя проводимые каналы для фильтрации нецелевой закачки....
На основе уравнений, описанных в главе №2 (11)-(16), была создана полноценная геолого - технологическая модель, позволяющая подробно описывать процесс кольматации трещин автоГРП. Опираясь на полученную гидродинамическую модель рассчитаны различные сценарии проведения геолого - технологического мероприятия. Полученные результаты позволяют в полной мере предсказать поведение введенных выше параметров. Результаты моделирования являются физически обоснованными, проведена верификация с данных реальных месторождений, определены основные отличия.
С использованием построенной в работе гидродинамической модели, описывающей процесс кольматации трещины автоГРП, определён объём утечек реагента из трещины.
С помощью сопоставления расчётов по гидродинамической и упрощённой моделям показано, что начальные значения забойного давления, полученные по обеим моделям, совпадают, однако в дальнейшем из-за наличия утечек реагента, учтённых в гидродинамической модели, забойное давление по этой модели растёт медленнее, чем по полуаналитической.
В результате моделирования по варианту №1 установлено, что критическое время заполнения трещины уменьшается при увеличении расхода закачиваемого раствора и концентрации полимера в закачиваемой воде при постоянных параметрах трещины автоГРП.
В результате моделирования кольматации трещины автоГРП согласно варианту №2 установлено, что критическое время заполнения трещины и объем утечек реагента зависят от расхода закачиваемого раствора и концентрации полимера в закачиваемой жидкости. Отмечается, что с увеличением приемистости раствора в нагнетательной скважине критическое время кольматации трещины будет уменьшаться. В свою очередь, объем утечек полимера за рамки трещины автоГРП будет увеличиваться по причине роста как приемистости нагнетаемого раствора, так и самой концентрации полимера в растворе.
В результате гидродинамического моделирования согласно варианту № 3 получено, что объем утечек реагента зависит от фильтрационно - емкостных свойств (абсолютной проницаемости по оси x). Отмечается, что критическое время кольматации трещины автоГРП не зависит от значения абсолютной проницаемости по оси x по причине поддержания постоянных параметров трещины, расхода закачиваемой жидкости. Установлено, что при различных значениях абсолютной проницаемости по оси x объем утечек полимера за рамки трещины автоГРП будет увеличиваться вследствие увеличения абсолютной проницаемости по оси x. Основной причиной увеличения значений объемов утечек полимера является увеличение пропускной способности самого пласта, в результате чего за рамки трещины молекулы полимера смогут утекать с большей скоростью.
В результате гидродинамического моделирования согласно описанию варианта № 4 получено, что критическое время кольматации трещины и объем утечек реагента зависят от значений полудлины и ширины трещины автоГРП. Отмечается, что при увеличении данных параметров происходит увеличение критического времени кольматации трещины и объема утечек полимера за рамки трещины при сохранении постоянства параметров по причине увеличения объема самой трещины автоГРП. Следовательно, для кольматации трещины больших размеров, относительно варианта №1, понадобится больше времени обработки, в результате чего потери полимера также будут расти.
Дополнительно по варианту №1 проведено сравнение гидродинамической модели с помощью сопоставления расчётных данных забойного давления после блокирования трещины автоГРП с результатами геолого-технологического мероприятия данными. Сопоставление результатов свидетельствует о верификации модели с точностью 12%. Причиной низкой точности является упрощения, заложенные при создании гидродинамической
модели. В модели предполагается пласт с усредненными параметрами геолого - физических характеристик таких как абсолютная проницаемость по оси х, пористость пласта и так далее...
С использованием построенной в работе гидродинамической модели, описывающей процесс кольматации трещины автоГРП, определён объём утечек реагента из трещины.
С помощью сопоставления расчётов по гидродинамической и упрощённой моделям показано, что начальные значения забойного давления, полученные по обеим моделям, совпадают, однако в дальнейшем из-за наличия утечек реагента, учтённых в гидродинамической модели, забойное давление по этой модели растёт медленнее, чем по полуаналитической.
В результате моделирования по варианту №1 установлено, что критическое время заполнения трещины уменьшается при увеличении расхода закачиваемого раствора и концентрации полимера в закачиваемой воде при постоянных параметрах трещины автоГРП.
В результате моделирования кольматации трещины автоГРП согласно варианту №2 установлено, что критическое время заполнения трещины и объем утечек реагента зависят от расхода закачиваемого раствора и концентрации полимера в закачиваемой жидкости. Отмечается, что с увеличением приемистости раствора в нагнетательной скважине критическое время кольматации трещины будет уменьшаться. В свою очередь, объем утечек полимера за рамки трещины автоГРП будет увеличиваться по причине роста как приемистости нагнетаемого раствора, так и самой концентрации полимера в растворе.
В результате гидродинамического моделирования согласно варианту № 3 получено, что объем утечек реагента зависит от фильтрационно - емкостных свойств (абсолютной проницаемости по оси x). Отмечается, что критическое время кольматации трещины автоГРП не зависит от значения абсолютной проницаемости по оси x по причине поддержания постоянных параметров трещины, расхода закачиваемой жидкости. Установлено, что при различных значениях абсолютной проницаемости по оси x объем утечек полимера за рамки трещины автоГРП будет увеличиваться вследствие увеличения абсолютной проницаемости по оси x. Основной причиной увеличения значений объемов утечек полимера является увеличение пропускной способности самого пласта, в результате чего за рамки трещины молекулы полимера смогут утекать с большей скоростью.
В результате гидродинамического моделирования согласно описанию варианта № 4 получено, что критическое время кольматации трещины и объем утечек реагента зависят от значений полудлины и ширины трещины автоГРП. Отмечается, что при увеличении данных параметров происходит увеличение критического времени кольматации трещины и объема утечек полимера за рамки трещины при сохранении постоянства параметров по причине увеличения объема самой трещины автоГРП. Следовательно, для кольматации трещины больших размеров, относительно варианта №1, понадобится больше времени обработки, в результате чего потери полимера также будут расти.
Дополнительно по варианту №1 проведено сравнение гидродинамической модели с помощью сопоставления расчётных данных забойного давления после блокирования трещины автоГРП с результатами геолого-технологического мероприятия данными. Сопоставление результатов свидетельствует о верификации модели с точностью 12%. Причиной низкой точности является упрощения, заложенные при создании гидродинамической
модели. В модели предполагается пласт с усредненными параметрами геолого - физических характеристик таких как абсолютная проницаемость по оси х, пористость пласта и так далее...
Подобные работы
- Интегральная модель расчёта объёма суспензионного состава для
блокирования трещин автогидроразрыва пласта
Магистерская диссертация, физика. Язык работы: Русский. Цена: 4700 р. Год сдачи: 2023