В статье представлена комплексная резервуарная математическая модель, предназначенная для анализа и прогнозирования разработки нефтяных месторождений в режиме истощения. Особенностью модели является учет зависимости проницаемости и нелинейной зависимости пористости пласта от пластового давления. Это особенно актуально в случаях, когда в процессе истощения пластовое давление снижается ниже давления насыщения нефти газом и наблюдается значительное изменение физических свойств коллектора и флюидов. Представленная модель учитывает два основных режима работы нефтяного пласта на истощение: упругий и растворенного газа. При упругом режиме снижение пластового давления вызывает уплотнение породы, что поддерживает производительность скважин благодаря упругим деформациям. В режиме растворенного газа при снижении давления газ начинает выделяться из нефти, переходя в свободную фазу. Это приводит к значительным изменениям фазовых проницаемостей и существенно усложняет процесс фильтрации, что требует особого подхода при моделировании. Для верификации предложенной модели проведено численное моделирование на основе данных, полученных на одном из месторождений Северо-Кавказской нефтегазоносной провинции. Результаты расчетов подтвердили необходимость учета зависимости проницаемости и нелинейной зависимости пористости от давления при моделировании и прогнозировании разработки нефтяных месторождений в режиме истощения. Модель позволяет повысить точность расчетов, что способствует оптимизации процессов добычи нефти и увеличению коэффициента извлечения углеводородов. Данный подход может применяться на различных месторождениях со сложным характером изменения фильтрационно-емкостных свойств при падении пластового давления.
Список литературы
1. Ahmed T. Reservoir Engineering Handbook (5th ed.). – Gulf Professional Publishing, 2018. ISBN: 9780128136492.
2. Dake L.P. Fundamentals of Reservoir Engineering. – Elsevier, 1983. ISBN: 9780444418302.
3. Biot M.A. General Theory of Three-Dimensional Consolidation // Journal of Applied Physics. – 1941. – V. 12 (2). – P. 155-164. - https://doi.org/10.1063/1.1712886
4. Minkoff S.E., Stone C.M., Bryant S. Coupled fluid flow and geomechanical deformation modeling // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2003. – V. 38 (1). – P. 37-56. – https://doi.org/10.1016/S0920-4105(03)00021-4
5. Кашников О.Ю. Исследование и учет деформационных процессов при разработке залежей нефти в терригенных коллекторах: дисс… канд.техн.наук. – Пермь, 2008.
6. Mandel’s problem revisited / Y.N. Abousleiman, A.H.-D. Cheng, L.F. Cui, E. Detournay // Geotechnique. – 1996. – V. 46 (2). – P. 187-195. – https://doi.org/10.1680/geot.1996.46.2.187
7. Walsh J.B. The Effect of Cracks on the Uniaxial Elastic Compression of Rocks // Journal of Geophysical Research. – 1965. – V. 70. – P. 399–411. – https://doi.org/10.1029/JZ070i002p00399
8. Han G., Dusseault M.B. Description of fluid flow around a wellbore with stress-dependent porosity and permeability // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2003. – V. 40(1-2). – P. 1-16. - https://doi.org/10.1016/S0920-4105(03)00047-0
9. Фейзуллаев А.А., Годжаев A.Г., Мамедова И.М. Деформационные процессы при разработке залежей углеводородов и их влияние на продуктивность пласта // Нефтегазовая геология. Теория и практика. – 2022. – Т. 17. – № 2. – https://doi.org/10.17353/2070-5379/16_2022
10. Coupled Geomechanics and Reservoir Simulation / L.K. Thomas, Yeen Chin Leow, R.G. Pierson, J.E. Sylte // SPE-77723-MS. - 2003. – https://doi.org/10.2118/77723-MS
11. Mattax C.C., Dalton R.L. Reservoir Simulation. – SPE, 1990. – 173 p.
12. Chen Z., Huan G., Ma Y. Computational Methods for Multiphase Flows in Porous Media. – SIAM, 2006. - https://doi.org/10.1137/1.9780898718942
13. Ertekin T., Abou-Kassem J.H., King G.R. Basic Applied Reservoir Simulation. – SPE, 2001 – 406 p.
14. Учет геомеханических эффектов при моделировании процессов разработки месторождений углеводородов / И.М. Индрупский, Д.П. Аникеев, Э.С. Закиров, Ю.В. Алексеева // Актуальные проблемы нефти и газа. – 2022.– Вып. 4 (39). – С. 75–102. – https://doi.org/10.29222/ipng.2078-5712.2022-39.art7
15. Walsh M.P., Lake L.W. A Generalized Approach to Primary Hydrocarbon Recovery of Petroleum Exploration and Production. – Elsevier, 2003, 640 p.
16. Особенности разведки и испытания малых многопластовых месторождений нефти и газа при аномально высоких давлениях и температурах / А.А. Глушаков, М.Ю. Ахапкин, А.Г. Дяченко [и др.] // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2023. – № 1 (373). – С. 57–64. – https://doi.org/10.33285/2413-5011-2023-1(373)-57-64
17. Еременко Н.А., Чилингар Г.В. Геология нефти и газа на рубеже веков. – М.: Наука. – 1996. – 176 с.
18. Тиаб Д., Дональдсон Эрл Ч. Петрофизика: теория и практика изучения коллекторских свойств горных пород и движения пластовых флюидов. пер. с англ. М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2009. - 836 с.
19. Фомин А.А. Влияние аномально высоких пластовых давлений на деформационные и коллекторские свойства горных пород при различных объемных напряженных состояниях // В сб. Физические свойства коллекторов нефти при высоких давлениях и температурах. – М.: Наука, 1979. – С. 20–30.
