Гибридное моделирование поглощения жидкостей глушения в условиях трещиновато-пористых коллекторов на основе физико-математического моделирования и машинного обучения

UDK: 681.518:622.276.7
DOI: 10.24887/0028-2448-2024-12-46-52
Ключевые слова: глушение скважин, жидкости глушения, неньютоновская жидкость, трещиновато-пористый коллектор, математическое моделирование, машинное обучение, классификация, регрессия, градиентный бустинг, реологические тесты
Авт.: Р.Р. Гумеров, к.т.н. (Группа компаний «Газпром нефть»); С.А. Калинин, к.т.н. (Группа компаний «Газпром нефть»); А.П. Рощектаев, к.ф.-м.н. (Группа компаний «Газпром нефть»); С.Р. Кармушин (Новосибирский гос. университет); В.В. Неверов, к.ф.-м.н. (Новосибирский гос. университет); А.С. Кожухов, к.ф.-м.н. (Новосибирский гос. университет); Ю.Д. Кацер (Новосибирский гос. университет); М.С. Ипполитов (Новосибирский гос. университет); Е.М. Кучендаева (Новосибирский гос. университет); Е.В. Новиков (Новосибирский гос. университет); А.С. Бесов, к.ф.-м.н. (Новосибирский гос. университет); Р.И. Мулляджанов, д.ф.-м.н. (Новосибирский гос. университет); С.В. Головин, д.ф.-м.н. (Новосибирский гос. университет)

Целью работы является повышение эффективности глушения скважин на месторождениях с карбонатными трещиновато-пористыми коллекторами, высоким газовым фактором, наличием сероводорода и зон аномально низких пластовых давлений. Для проведения операций глушения скважин в таких условиях применяются различные мероприятия, в том числе закачка в определенной последовательности различных объемов неньютоновских вязкоупругих и эмульсионных блокирующих составов, а также солевых растворов с целью предотвращения газонефтеводопроявлекний. Результат достигается за счет недопущения поглощения технологических составов призабойной зоной пласта и обеспечения противодавления на пласт столбом жидкости в стволе скважины. Ключевой проблемой при этом является выбор оптимального состава и объемов жидкости глушения, обеспечивающих минимальное число неуспешных случаев проведения работ. В качестве способа решения поставленной задачи было выбрано гибридное моделирование, объединяющее методы машинного обучения с классическими методами математического (физического) моделирования. Гибридный подход позволяет, с одной стороны, улавливать сложные и неочевидные зависимости в данных, с другой - опираться на физические принципы, лежащие в основе математических моделей фильтрации жидкости в трещиновато-пористых средах. Разработанные модели дают возможность прогнозировать необходимые для успешного глушения объемы технологических составов с точностью от 2 до 50 м3 в зависимости от вида состава и скважины, при этом коэффициент детерминации R2 достигает 0,7, что указывает на высокую предсказательную способность регрессионных моделей.

 

 

Список литературы

1. Особенности глушения скважин в условиях трещинно-поровых карбонатных коллекторов Восточного участка Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения / Ю.В. Овчаренко, Р.Р. Гумеров, И.Ш. Базыров [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2017. – № 12. – С. 52–56. - https://doi.org/10.24887/0028-2448-2017-12-52-55

2. Моделирование инициации трещин в наклонных и горизонтальных скважинах в трещиноватом коллекторе / И.Ш. Базыров, А.С. Гунькин, Ю.В. Овчаренко [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2019. – № 12. – С. 56-59. - https://doi.org/10.24887/0028-2448-2019-12-56-59

3. Расчет объемов поглощения технологических составов глушения в условиях трещинно-поровых коллекторов на основе физико-математического моделирования и статистического анализа / С.Р. Кармушин, К.Э. Лежнев, Р.Р. Гумеров [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2021. – № 12. –С. 30–33. - https://doi.org/10.24887/0028-2448-2021-12-30-33

4. Хасанов М.М., Булгакова Г.Т. Нелинейные и неравновесные эффекты в реологически сложных средах. – М. – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. – 288 с.

5. Hecht F. New development in FreeFem++ // J Numer Math. – 2012. –V. 20 (3–4). – P. 251–266. - https://doi.org/10.1515/jnum-2012-0013

6. Bernabe Y. Permeability and pore structure of rock under pressure. – Massachusetts: Massachusetts Institute of Technology, 1985.

7. Жуков В.С. Влияние трещинной пустотности на проницаемость горных пород при росте эффективного давления // Труды конференции «Новые идеи в геологии нефти и газа». – М.: Изд-во «ПЕРО», 2019. – С. 179-1874.

8. Жуков В.С., Моторыгин В.В. Влияние межзерновой пористости и трещинной пустотности на проницаемость // Вести газовой науки. – 2019. – № 1 (38). – С. 82–88.

9. https://catboost.ai/en/docs/concepts/python-reference_catboostregressor

10. https://shap.readthedocs.io/en/latest/

11. https://fastapi-tutorial.readthedocs.io/en/latest/



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