Степенной закон фильтрации и его следствия для низкопроницаемых коллекторов

UDK: 622.276.1/4:558.98.NP
DOI: 10.24887/0028-2448-2020-4-34-37
Ключевые слова: нелинейная фильтрация, низкопроницаемые коллекторы, фазовая проницаемость, гидродинамическое моделирование
Авт.: Н.Н. Михайлов (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина; ИПНГ РАН), д.т.н., Е.С. Туманова (Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ВолгоградНИПИморнефть» в г. Волгограде), М.В. Зайцев (ИПНГ РАН), к.т.н.

В статье рассмотрена нелинейная фильтрация в низкопроницаемых коллекторах. Низкопроницаемые коллекторы являются важнейшим нетрадиционным источником углеводородов, освоение которых осложняется аномалиями фильтрации. Имеющиеся исследования представляют нелинейную фильтрацию аналогично фильтрации вязкопластичной жидкости с выделением начального (пускового) градиента давления, проницаемость определяется законом Дарси. В статье предложен новый степенной закон, связывающий скорость фильтрации с градиентом давления, который исключает наличие начального градиента давления. Проницаемость в степенном законе фильтрации не соответствует проницаемости по закону Дарси и является переменной величиной. Отнесение коллектора к классу низкопроницаемых осуществляется на основе значений абсолютной проницаемости, которая не учитывает физико-химических взаимодействий при фильтрации целевых фаз. Абсолютная проницаемость характеризует исключительно структуру порового пространства. Фазовая проницаемость учитывает эффекты сопротивления движению фаз при их физико-химическом взаимодействии со скелетом. Взаимосвязь фазовой и абсолютной проницаемости при степенном законе фильтрации существует лишь для фиксированных значений градиентов давления. Показано, что в реально существующих диапазонах градиентов давления в низкопроницаемых коллекторах фазовая проницаемость не является постоянной величиной, а увеличивается с ростом градиента давления. Отмечено, что классические гидродинамические модели неприменимы для описания фильтрации в низкопроницаемых коллекторах. Степенной закон фильтрации обусловливает нелинейность уравнения сохранения массы и предопределяет нетрадиционный вид уравнения пьезопроводности. Отличия заключаются в коэффициенте пьезопроводности и нелинейности уравнения. Соответствие классическим уравнениям наблюдается лишь в частном случае равенства единице показателя степени в степенном законе фильтрации. Сделан вывод, что формальное использование коммерческих симуляторов для прогноза разработки месторождений с низкопроницаемыми коллекторами некорректно.

Список литературы

1. Нелинейная фильтрация в низкопроницаемых коллекторах. Анализ и интерпретация результатов лабораторных исследований керна Приобского месторождения / В.А. Байков, Р.Р. Галеев, А.В. Колонских [и др.] //  Научно-технический вестник ОАО «НК «Роснефть». – 2013. – № 2. – Вып. 31. – C. 8–12.

2. Нелинейная фильтрация в низкопроницаемых коллекторах. Влияние на технологические показатели разработки месторождения / В.А. Байков, Р.Р. Галеев, А.В. Колонских [и др.] //  Научно-технический вестник ОАО «НК «Роснефть». – 2013. – № 2. – Вып. 31. – C. 17–19.

3. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. – М.: Недра, 1984, – 211 с.

4. Ли Сюаньжань. Нелинейная фильтрация воды в низкопроницаемых коллекторах // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». – 2015. – № 3 (23). – С. 116–121.

5. Baoquan Z., Linsong C., Chunlan L. Low velocity non-linear flow in ultra-low permeability reservoir // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2011. – V. 80 – P. 1–6.

6. Threshold Pressure Gradient in Ultra-low Permeability Reservoirs / H. Fei, L.S. Cheng, O. Hassan [et al.] // Petroleum Science and Technology. – 2008. – V. 26. – P. 1024–1035.

7. Pseudo threshold pressure gradient to flow for low permeability reservoirs / W. Xiong, Q. Lei, S. Gao [et al.]  // Petroleum Exploration and Development. – 2009. – V. 36. – P. 232–236.

8. Михайлов Н.Н. Физика нефтяного и газового пласта (физика нефтегазовых пластовых систем). – М.: МАКС пресс, 2008. – 448 с.

9. Levorsen A.I. Geology of Petroleum. – San Francisco: W. H. Freeman and Company, 1967. – 724 p.

10. Effect of absorption boundary layer on nonlinear flow in low permeability porous media / X. Wang, Z. Yang, Y. Qi, Y. Huang // Journal of Central South University of Technology. – 2011. – V. 18. – P. 1299–1303.

11. Сопоставление величин проницаемости продуктивных пород-коллекторов по жидкости и газу / А.Г. Ковалев, А.М. Кузнецов, А.Б. Баишев [и др.] // Тр. ин-та / ВНИИнефть им А.П. Крылова. – 2001. – Вып. 125. – С. 61–63.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.