Численное исследование влияния неоднородности пластов и свойств флюидов на миграцию нефти и конфигурацию ее залежей

• Автор: Степанов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 135 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. МИГРАЦИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА В НЕОДНОРОДНЫХ ПЛАСТАХ В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
1.1. Геологические аспекты природной миграции углеводородов
1.1.1. Классификация миграционных процессов
1.1.2. Причины миграции углеводородов
1.1.3. Закономерности расположения залежей нефти и газа
1.2. Физические аспекты перемещения и распределения флюидов в
природных пластах
1.2.1 Характеристики пустотного пространства породы
1.2.2. Капиллярные эффекты в пористых средах
1.2.3. Движение флюидов в пористой среде под действием гравитационных и капиллярных сил
1.2.4. Роль гидродинамического напора в формировании залежей углеводородов
1.2.5. Наклонные контакты между флюидами
1.2.6. Капиллярно-гравитационное распределение флюидов
I.3. Обзор современных подходов к численному моделированию
природной миграции углеводородов
Выводы к главе
Глава II. ПОСТАНОВКА И ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ФИЛЬТРАЦИИ ДВУХФАЗНОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ В
НЕОДНОРОДНОЙ ПОРИСТОЙ СРЕДЕ
П.1. Физико-математическая модель
П.1.1. Система уравнений
II. 1.2. Учет неоднородности пластов
П.2. Трехмерное численное моделирование
11.2.1. Построение пространственной сеточной модели и аппроксимация
уравнений
П.2.2. Применимость разностной схемы к задачам миграции нефти и
конфигурации ее залежей. Граничные и начальные условия
П.2.3. Сравнение численных и аналитических расчетов
П.2.4.Сходимость численного решения при математическом
моделировании миграции нефти в неоднородных пластах
Выводы к главе II
Глава Ш. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДНОЙ МИГРАЦИИ НЕФТИ И КОНФИГУРАЦИИ ЕЕ
ЗАЛЕЖЕЙ В НЕОДНОРОДНЫХ ПЛАСТАХ
Ш.1. Миграция н аккумуляция нефти в неоднородном пласте
Ш. 1.1. Постановка задачи

III. 1.2. Миграция и аккумуляция нефти посредством капиллярной
пропитки
III. 1.3. Совместное влияние капиллярных и гидродинамических сил на
миграцию нефти
III. 1.4. Влияние латеральной неоднородности пластов на миграцию и аккумуляцию нефти
111.2. Конфигурация залежей нефти в гидростатических условиях
Ш.2.1. Постановка задачи
111.2.2. Стационарное положение водо-нефтяного контакта в однородном пласте
111.2.3. Распределение флюидов в горизонтальном пласте, неоднородном вдоль напластования
111.2.4. Влияние различных типов распределения пористости и
проницаемости на конфигурации залежей нефти
Выводы к главе III
Глава IV. ОЦЕНКА ЗАПАСОВ УГЛЕВОДОРОДОВ МЕТОДОМ
ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ
IV.1. Теоретическая постановка задачи
IV.2. Оценка запасов нефти в природных пластах
Выводы к главе IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
/ - относительная фазовая проницаемость
J - функция Леверетга
к - абсолютная проницаемость
т - пористость
Р - давление
Р- капиллярное давление
S - насыщенность
// - динамическая вязкость
в - краевой угол смачивания
р - плотность
а - поверхностное натяжение
Нижние индексы
i - номер фазы о (oil) - параметры нефти
г — остаточное значение соответствующей насыщенности w (water) - параметры воды
Сокращения
ВНК - водо-нефтяной контакт
КД - капиллярное давление
ОФП - относительная фазовая проницаемость
УВ — углеводородная фаза

Для залежи УВ важное значение имеет величина смещения контакта по отношению к горизонтальной поверхности. Впервые соответствующие количественные закономерности были получены В.П. Савченко [24], который показал, что величина смещения зависит от напора пластовой воды и отношения плотностей флюидов
где Иж - смещение отметки контакта УВ-вода, рк - истинная плотность УВ, И - разность пьезометрических уровней воды на рассматриваемом участке. Согласно этой формуле величина смещения нефтяной залежи всегда превышает величину смещения газовой залежи.
В работе [22] указывается, что «даже малые изменения давления и объема флюидов могут обеспечивать смещение разделов углеводородная смесь - вода на несколько зерен породы каждый. Тектонические вариации напряжений, лунно-солнечные приливы вызывают и вариации раскрытия межгранулярных каналов, особенно трещинных. Для очень тонких трещин это может приводить к изменению — уменьшению КД на десятые доли мегапаскаля, а порой и на единицы мегапаскалей. В условиях, близких к равновесию избыточного и КД, эти изменения могут обеспечивать смещение разделов».
Знания смещений контактов во многих случаях оказывается недостаточным - часто необходима информация о конфигурации поверхности раздела между флюидами. Для решения соответствующих задач при условии наличия фильтрационного потока требуется интегрировать дифференциальное уравнение для отметок контактов [24]. Впервые такое уравнение, основанное на гидравлическом приближении, было получено И. А. Чарным и В. А. Томельгасом и является обыкновенным дифференциальным уравнением первого порядка:
(1.1)