Системный подход к процессу кислотного воздействия на призабойную зону пласта (ПЗП) включает подбор скважин-кандидатов, определение типа повреждения ПЗП, выбор способа воздействия и состава рабочих жидкостей, составление дизайна закачки, выполнение работ на скважине и оценку технологической и экономической эффективности. Большое развитие достигнуто в области разработки технологий, но недостаточно внимания уделяется моделированию ввиду сложности происходящих процессов. При этом моделирование дает возможность достоверно перенести результаты лабораторных исследований на масштаб скважины и позволят регулировать процессы, происходящие на забое и в ПЗП.
В статье рассмотрен программный комплекс, разработанный на основе ряда теоретических, лабораторных и практических исследований и решений, направленных на моделирование обработки ПЗП. В основе симулятора лежит численное решение системы уравнений, описывающих гидродинамические процессы, реакции водных растворов между собой и с породой. В симуляторе реализована возможность моделирования геометрии ПЗП для наиболее актуальных конструкций скважин. Разработаны алгоритмы и методы моделирования свойств породы и ее минералогического состава, а также загрязняющих агентов в поровой среде. Помимо этого для условий ПЗП реализован модуль расчета движения флюидов по стволу скважины от устья к забою с учетом ее внутренней конструкции и геометрии вскрытия пласта. В симуляторе реализована возможность моделирования кислотных составов с различными типами отклонителей на основе моделирования течения неньютоновской жидкости в скважине и пласте, в том числе с учетом температурных эффектов. Разработанный симулятор ориентирован на оптимизацию дизайна кислотной обработки в полевых условиях. Поэтому дополнительно разработаны модули оптимизации на основе многовариантных расчетов и оптимизационных алгоритмов с учетом экономической модели и модели прогноза дополнительной добычи. Разработан модуль адаптации для поиска характерных для объекта эмпирических коэффициентов на основе ранее проведенных обработок и лабораторных исследований. Приведены сопоставительные расчеты с помощью реализованного программного комплекса и на упрощенных моделях для обоснования и оценки значимости имплементированных инструментов. Даны примеры расчетов для различных типов скважин и условий с учетом настройки на ранее проведенные лабораторные эксперименты и реальные обработки. Рассмотрены и проведены вычислительные эксперименты для определения влияния температуры закачиваемой жидкости на эффективность обработки; распределения профиля воздействия кислоты для скважин с горизонтальным окончанием при использовании отклонителей; влияние объемов закачки кислоты в скважинах с трещиной гидроразрыва и на эффективность обработки карбонатных и терригенных коллекторов. На основе опыта разработки симулятора проанализированы задачи и перспективы развития моделирования обработки ПЗП.
Список литературы
1. Maltcev A., Shcherbakov G. The Development of the Trends in Formation Damage Removal Technologies in Sandstone Reservoirs // SPE–199321-MS. – 2020. – https://doi.org/10.2118/199321-MS
2. The Development of Chemical Stimulation Method Trends in Sandstone Reservoirs / G. Shcherbakov, A. Yakovlev, A. Groman, A. Maltcev // SPE-196992-MS. – 2019. – https://doi.org/10.2118/196992-MS
3. Математическое моделирование и оптимизация солянокислотных обработок скважин в карбонатных коллекторах / Г.Т. Булгакова [и др.] // Научно-технический вестник ОАО «НК «Роснефть». – 2014. – № 2. – С. 22–28.
4. Оптимизация кислотных обработок горизонтальных скважин в карбонатных коллекторах / Г.Т. Булгакова [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2013. – № 6. – С. 102–105.
5. Sevougian S.D., Lake L.W., Schechter R.S. KGEOFLOW: A new reactive transport simulator for sandstone matrix acidizing //SPE-24780-PA. – 1995. – https://doi.org/10.2118/24780-PA
6. Филиппов Д.Д., Васекин Б.В., Митрушкин Д.А. Гидродинамическое моделирование сложнопостроенных коллекторов на динамической адаптивной PEBI-сетке // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. – 2017. – № 4(6). – С. 48–53
7. Development of Acidizing Simulator for Sandstone Reservoirs / A. Blonsky, D. Mitrushkin, A. Kazakov [et al.] // SPE-94566-MS. – 2020. – https://doi.org/10.2118/94566-MS
8. Oda M. Permeability tensor for discontinuous rock masses // Geotechnique. – 1985. – V. 35. – P. 483–495.
9. Баренблатт Г.И., Желтов Ю.П., Кочина И.Н. Об основных представлениях теории фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах // Прикладная математика и механика. – 1960. – Т. XXIV. – № 5. – С. 852–864.
10. Мальцев А.А. Оптимизация дизайна кислотной обработки терригенного коллектора на основе геохимического подхода к моделированию // Нефтяное хозяйство. – 2021. – № 6. – С. 55–58. – DOI: 10.24887/0028-2448-2021-6-80-83.
