Моделирование капиллярных свойств коллекторов с целью решения промыслово-геологических задач и повышения энергоэффективности вытеснения нефти водой

• Автор: Борисов, Александр Геннадьевич
• Шифр специальности: 25.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление

Список обозначений и сокращений

Введение
1 Теоретические основы действия капиллярных процессов при разработке и эксплуатации нефтяных залежей

1.1 Геолого-физические основы возникновения капиллярных явлений в

коллекторах нефти и газа

1.1.1 Характеристика пустотного пространства пород

1.1.2 Межфазное натяжение

1.1.3 Капиллярное давление

1.1.4 Детализация кривой капиллярного давления

1.1.5 Радиус капилляра
1.2 Оценка соотношения капиллярных и гидродинамических сил с помощью
капиллярного числа
1.2.1 Формулировки капиллярного числа
1.2.2 Разработка улучшенной формы капиллярного числа
1.2.3 Выбор параметров геометрии порового пространства
1.2.4 Оценка соотношения капиллярных и гидродинамических сил в единичных
капиллярах
1.3 Капиллярные эффекты при разработке нефтяных залежей
1.3.1 Основные виды капиллярных эффектов
1.3.2 Капиллярно-гидродинамические взаимодействия в условиях двойной
среды
1.3.3 Вклад капиллярно-гидродинамических процессов в добычу нефти
1.4 Основные выводы к разделу
2 Разработка метода повышенной достоверности исследования капиллярных характеристик пород в лабораторных условиях
2.1 Краткий Обзор способов исследования капиллярных характеристик горных
пород
2.1.1 Метод полупроницаемой мембраны
2.1.2 Ртутная порометрия
2.1.3 Метод центрифугирования
2.1.4 Исследование структуры порового пространства в шлифах
2.1.5 Исследования методом ядерно-магнитного резонанса
2.1.6 Рентгеновская микротомография
2.2 Характеристика процесса вытеснения при центрифугировании
2.3 Анализ существующих методов обработки результатов центрифугирования
2.3.1 Классификация существующих методов
2.3.2 Методы сопоставления частоты вращения с капиллярным давлением
2.3.3 Дифференциальные методы
2.3.4 Интегральные методы
2.3.5 Проблемы и недостатки существующих методов
2.4 Разработка метода повышенной достоверности
2.4.1 Оценка искажения формы ККД при центрифугировании
2.4.2 Моделирование методом радиальных капилляров
2.4.3 Моделирование методом сообщающихся капилляров
2.4.4 Моделирование методом параллельных капилляров
2.4.5 Результаты трехмерного моделирования

2.4.6 Использование результатов трехмерного моделирования для восстановления
истинной формы капиллярной кривой и пересчета кривых, полученных по разным
методикам
2.5 Основные выводы к разделу
3 Моделирование капиллярных характеристик с целью решения промысловогеологических задач
3.1 Необходимость построения капиллярных петрофизических моделей
3.2 Анализ Существующих методов построения капиллярных петрофизических
моделей
3.2.1 Применение 3-функции для моделирования капиллярных свойств пласта
3.3 Модифицированные виды 3-функции
3.3.1 Зк - функция от проницаемости
3.3.2 Зт-функция
3.3.3 3-функция по нормированной насыщенности
3.3.4 Модификация с учетом извилистости
3.3.5 Построение индивидуальных 3-функций
3.4 Другие методы моделирования
3.4.1 Аппроксимационные модели
3.5 Метод капиллярных палеток
3.5.1 Описание метода
3.6 Применение МКП для решения геолого-промысловых задач
3.6.1 Построение капиллярных моделей разреза с помощью метода капиллярных
палеток
3.6.2 Расчет значений водонасыщенности при подсчете запасов углеводородов
3.6.3 Построение капиллярных моделей залежей
3.7 Основные выводы к разделу
4 Повышение энергоэффективности вытеснения нефти водой за счет капиллярных процессов
4.1 Физические основы экономии энергозатрат за счет капиллярных перетоков
4.2 Оценка потенциалов капиллярных перетоков на основании капиллярной
петрофизической модели
4.2.1 Общие принципы оценки
4.2.2 Оценка доли капиллярно-извлекаемой нефти на примере пласта ЮСЗ
Омбинского НМ
4.3 Оценка доли нефти, добываемой за счет капиллярных перетоков, по
промысловым данным
4.4 Рекомендации по выбору наиболее энергоэффективных режимов
эксплуатации
4.4.1 Требования к режимам эксплуатации
4.4.2 Применение циклического заводнения
4.4.3 Циклическое разнонаправленное заводнение
4.5 Оценка энергетического эффекта от внедрения технологии
4.6 Основные выводы к разделу
Список литературы

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
сс - коэффициент капиллярности;
J- .1-функция Леверетта; к - проницаемость;
/ - длина образца; т - пористость;
N0 -капиллярное число;
2„ - накопленная добыча нефти;
- текущая добыча нефти; гК - радиус порового канала;
Рс - капиллярное давление;
Д -давление начала вытеснения;
РвС - вытесняющее давление в единичном капилляре; Ра - ориентационный параметр;
Рь - параметр длины канала;
Рг - параметр эффективного радиуса;
Рвыт ~ давление начала вытеснения;
- водонасыщенность на входном торце образца;
- водонасыщенность;
- нормированная водонасыщенность; ис - универсальное капиллярное число;
в - угол смачивания; о - межфазное натяжение;
ГТМ - геолого-технологические мероприятия;
ГИС - геофизические исследования скважин;
Кпо - открытая пористость;
Кво - остаточная водонасыщенность;
ККД - кривая капиллярного давления;
КККД - кривая кажущегося капиллярного давления; ККЧ - кривая капиллярных чисел;
МКП - метод капиллярных палеток;
ФЕС - фильтрационно-емкостные свойства;
ППД - поддержание пластового давления.

тогда
гп=АЕ-г

= 0,224745г,.
(1.30)

А соотношение между радиусом поры и радиусом порового канала
равно
гз г р п и ^}
г шах Г, (А-1) (2-л/з)
= 1,452774.
(1.31)
Поскольку ромбическая укладка наиболее близка к реальной, то при расчетах рекомендуется использовать соотношения, свойственные для нее. Однако следует не забывать, что эти соотношения получены для зерен одного размера с идеальной сферической формой и в реальном коллекторе величина Ь/гк может быть несколько больше. Если предположить, что величина Ь не может быть больше диаметра зерна 2г3., то максимальное соотношение равно
р ^тах Етах

= 12,9282.
(1.32)
Т.е при плотной упаковке длина канала может быть на порядок больше его радиуса. Подтверждают вышесказанное рисунки 1.8, 1.9. По слепку каналов на томографическом снимке и снимках шлифов отчетливо видно, что длина каналов во много раз больше их диаметра, поэтому для получения более точных соотношений может быть использована оценка радиусов каналов по результатам капилляриметрии и длин каналов по результатам грануллометрии пород. В целом же для сильно сцементированных песчаников рекомендуется Р1 >10.