К вопросу изучения процесса фильтрации в низкопроницаемых коллекторах

UDK: 622.276.1/.4:553.98.Н.П.

DOI: 10.24887/0028-2448-2021-9-46-50

Ключевые слова: низкопроницаемые коллекторы, нелинейная фильтрация, закон Дарси, трудноизвлекаемые запасы, прирост запасов, нефть

Авт.: И.В. Шпуров (ФБУ «ГКЗ»), д.т.н., П.К. Коносавский (ООО «Геологический центр СПбГУ»; ООО «Водный центр СПбГУ»), к.г.-м.н., А.С. Черушникова (ООО «Геологический центр СПбГУ»), А.В. Тудвачев (ООО «Геологический центр СПбГУ»), А.И. Конкин (ООО «Геологический центр СПбГУ»), А.А. Арсеньева (ООО «Геологический центр СПбГУ»)

Выполнен обзор исследований процессов фильтрации в низкопроницаемых коллекторах. Дано описание факторов, влияющих на особенности фильтрации, таких как капиллярное давление и силы межмолекулярного взаимодействия; наличие в коллекторе воды и глинистых минералов; микроструктура породы и жидкости; изменение напряженного состояния породы. Особое внимание уделено нелинейным эффектам фильтрации в низкопроницаемых коллекторах. Отмечено, что отклонение от линейного закона фильтрации связывают с наличием начального градиента давления. Рассмотрены способы определения начального градиента давления, а также экспериментальные и теоретические варианты нахождения нижней границы применимости закона Дарси. Оценено влияние отклонения от закона Дарси на нижней границе на производительность скважин и эффективность методов интенсификации притока. Сделан вывод, что традиционные методы разработки месторождений, основанные на использовании закона Дарси и уравнении капиллярного давления Лапласа, в условиях низкопроницаемых коллекторов требуют корректировки. Существующие в настоящее время критерии классификации коллекторов с низкой проницаемостью не удовлетворяют условиям практической разработки,в связи с этим приведены варианты классификации коллекторов. Установлено, что к коллекторам с низким фильтрационным потенциалом необходимо относить породы с газопроницаемостью менее 0,004 мкм². Разработан план создания научно-методической базы для прогнозирования фильтрационных свойств в низкопроницаемых коллекторах. Данная научно-методическая база позволит подготовить проекты изменений в существующие нормативно-правовые документы. Создание выгодных условий освоения коллекторов проницаемостью менее 0,004 мкм² позволит увеличить извлекаемые запасы нефти на 4 млрд. т на разрабатываемых и разведываемых месторождениях. 

Список литературы

1. Нелинейная фильтрация в низкопроницаемых коллекторах. Лабораторные фильтрационные исследования керна Приобского месторождения / В.А. Байков, А.В. Колонских, А.К. Макатров [и др.] // Научно-технический вестник ОАО «НК» Роснефть». – 2013. – № 2. – С. 4–7.

2. 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. – С. 8–12.

3. Prada A., Civan F. Modification of Darcy’s law for the threshold pressure gradient // J Petrol Sci Eng. – 1999. – No 22 (4). – P. 37–40.

4.  Дударева О.В. Особенности фильтрации в низкопроницаемых коллекторах: дис. ... канд. физ.-мат. наук. – Уфа, 2016. – 119 с.

5. Фильтрация жидкостей в аномальных коллекторах / С.И. Грачев, В.А. Коротенко, Н.П. Кушакова [и др.] // Изв. Томского политехнического университета. – 2019. – Т. 330. – № 7. – С. 104–113.

6. Шпуров И.В., Тудвачев А.В. Обоснование граничного значения проницаемости коллекторов при их дифференциации на классы с высоким и низким фильтрационным потенциалом // Нефтяное хозяйство. – 2015. – N 9. – C. 2–6.7.

7. Шпуров И.В. Методология построения геолого-технологической модели низкопродуктивных отложений Ю1 Нижневартовского района // Нефтегазовая вертикаль. – 2010. – Специальный выпуск. «ЗапСибНИИГГ – 35 лет». – С. 52–61.

8. Wang X., Sheng J.J. Effect of low-velocity non-Darcy flow on well production performance in shale and tight oil reservoirs // Fuel. – 2017. – Nо 190.– P. 41–46.

9. Kundu P., Kumar V., Indra M. Mishra Experimental and numerical investigation of fluid flow hydrodynamics in porous media: Characterization of Darcy and non-Darcy flow regimes. – Powder Technology, 2016. – 51 p.

10. Шагапов В.Ш., Дударева О.В. Проявление нелинейных эффектов фильтрации в низкопроницаемых коллекторах при переменных режимах функционирования скважины // Вестник Томского гос. ун-та. – 2016. – № 1 (39). – С. 102–114.

11. Classification and Evaluation of Ultra-Low Permeability Reservoirs in the Changqing Oilfield / X. Ran, A. Li, J. Zhao, S. Li // IPTC 16603. – P. 1–7. – DOI: https://doi.org/10.3997/2214-4609-pdb.350.iptc16603

12. Non-Darcy flow numerical simulation for low–permeability reservoirs / J. Xu, R. Jiang , L. Xie [et al.]  // SPE 154890. – 2014. – DOI:10.2118/171174-MS. – DOI:10.2118/171174-MS