Дослідження впливу неоднорідного розподілу проникності на процеси витіснення нафтової фази

Анотація

Об’єктом дослідження є фільтраційні процеси витіснення нафтової фази під дією нагнітальної свердловини в неоднорідному пористому середовищі. Оцінити та врахувати вплив неоднорідності пласта на розподіл пластового тиску (а отже, на інтенсивність фільтраційного процесу) можна за допомогою чисельного моделювання фільтраційних процесів на основі рівняння п’єзопровідності. Для розв’язку нестаціонарної анізотропної задачі п’єзопровідності пропонується застосувати комбінований скінчено-елементно-різницевий метод Лубкова М. В., що дозволяє враховувати неоднорідний розподіл проникності всередині анізотропного нафтоносного пласта та на його межах, та адекватно розраховувати розподіл пластового тиску. Застосування комбінованого скінчено-елементно-різницевого методу дозволяє поєднувати переваги скінчено-елементного методу та методу скінчених різниць: моделювати геометрично складні області, знаходити значення в будь-якій точці досліджуваного об'єкта. При цьому застосування неявної різницевої схеми при знаходженні вузлових значень сітки забезпечує високу надійність та сходимість результатів.

Результати моделювання показують, що розподіл поля тиску між видобувною та нагнітальною свердловинами суттєво залежить від їх розташування, як у зсувно-ізотропному, так і у анізотропному нафтоносному пласті. Показано, що відстань між свердловинами більше 1 км нівелює ефективність впливу нагнітальної свердловини на фільтраційний процес нафти. Вплив проникності нафтової фази у зсувному напрямку домінує над впливом проникності у осьових напрямках (впливає на зниження тиску на 4–9,5 %). У випадку зсувно-ізотропного пласта свердловини слід розташовувати у зсувному (діагональному) напрямку, що забезпечить найменший рівень падіння середнього пластового тиску (на 4 %).

Виходячи з отриманої інформації, для ефективного використання анізотропних слабопроникних пластів необхідно розміщувати видобувні та нагнітальні свердловини в областях з відносно низькою анізотропією проникності пласта, особливо уникати місць із наявністю зсувної проникності пласта. Важливе таке розташування свердловин, щоб з однієї сторони не відбувалось блокування нафти з боку пониженої проникності, а з іншої сторони не відбувалось швидке виснаження пласта з боку підвищеної проникності. А також не припинявся взаємний обмін між видобувною та нагнітальною свердловинами. При розміщенні системи видобувних та нагнітальних свердловин у анізотропних пластах нафтового родовища необхідно проведення системного аналізу навколишньої анізотропії пластів з метою такого їх розміщення, яка б забезпечувала ефективну динаміку процесів фільтрації навколо цих свердловин. За допомогою використаного методу можна спрогнозувати вплив нагнітальної свердловини на розподіл пластового тиску в пласті.