Совершенствование методик релаксационной фильтрации жидкости по результатам гидродинамических исследований

• Автор: Билалов, Марат Хамматович
• Шифр специальности: 25.00.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Бугульма
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ОСНОВНЫХ МОДЕЛЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ И ИХ ДОПУЩЕНИЙ

1.1 Основные принципы создания моделей фильтрации

1.2 Модель фильтрации В.Н. ГЦелкачева

1.3 Модель фильтрации Г.И. Баренблатта-Ю.П. Желтова

1.4 Модель фильтрации жидкости с начальным градиентом давления

1.5 Фильтрация жидкости в деформируемом коллекторе

1.6 Модель фильтрации A.C. Христиановича

1.7 Модель фильтрации Ю.М. Молоковича

Выводы к главе
2 ВЫДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО ПОДХОДА ПРИ СОЗДАНИИ МОДЕЛЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ И РАЗРАБОТКА БОЛЕЕ СОВЕРШЕННОЙ РЕЛАКСАЦИОННОЙ МОДЕЛИ
2.1 Взаимосвязь между реологическими уравнениями и моделями фильтрации жидкости
2.2 Предлагаемая модель фильтрации жидкости
Выводы к главе
3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОЙ И ПЛОСКОРАДИАЛЫЮЙ НЕУСТАНОВИВШЕЙСЯ ФИЛЬТРАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРЕДЛАГАЕМОЙ РЕЛАКСАЦИОННОЙ МОДЕЛИ
3.1 Алгоритмы решения задач плоскопараллельной и плоскорадиальной неустановнв-шейся фильтрации с использованием предлагаемой релаксационной модели
3.2 Интегральное преобразование Лапласа и численные методы его обращения
3.3 Оптимизация времени и точности вычисления предлагаемых алгоритмов
Выводы к главе
4 ИЗУЧЕНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КЕРНА И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН
4.1 Интерпретация результатов фильтрационных исследований керна
4.2 Оценка чувствительности предлагаемой релаксационной модели к изменению параметров фильтрации и определение области её применения
4.3 Сравнение релаксационных моделей (фильтрации A.C. Христиановича, Ю.М. Молоковича и предлагаемой по результатам гидродинамических исследований
скважин
Выводы к главе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А Результаты интерпретации КПД скважин кыновского и пашийского горизонтов Ромашкинского месторождения НГДУ «Альметьевнефть» при использовании
различных алгоритмов вычисления функций Бесселя Ко(х) и К(х)
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Программа интерпретации КВД (КПД) по моделям В.Н. Щелкачева,
A.C. Христиановича, Ю.М. Молоковича и предлагаемой (код Matlab)
ПРИЛОЖЕНИЕ В Результаты интерпретации КПД скважин кыновского и пашийского горизонтов Ромашкинского месторождения НГДУ «Альметьевнефть» с применением
релаксациоиных моделей фильтрации
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Результаты интерпретации КВД скважин, эксплуатирующих отложения франского, турнейского и визейского ярусов с применением релаксационных моделей фильтрации

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Эффективная разработка нефтяных месторождений невозможна без информации о параметрах фильтрации и текущем состоянии продуктивных коллекторов, отсутствие которой может привести к безвозвратной потере извлекаемых запасов.
Гидродинамические исследования (ГДИ) скважин позволяют в пределах области дренирования скважины определить фильтрационные параметры призабойной зоны и пласта, среднее пластовое давление, оптимальные и предельно допустимые забойные и пластовые давления, уточнить геологическую модель объекта и качество его вскрытия, оценить эффективность применяемых методов увеличения нефтеотдачи, обеспечить информационное сопровождение постоянно-действующих гидродинамических моделей разработки нефтяных и газовых месторождений.
При интерпретации результатов ГДИ широкое распространение получили модели, основанные на линеаризованных уравнениях фильтрации, состояния пористой среды и флюида. Однако результатами многочисленных исследований показано, что в случае проявления нелинейных процессов, как отдельно, так и в совокупности, отсутствие их учёта ведёт к ошибочным результатам.
Необходимо отметить, что актуальность применения нелинейных моделей возрастает при одновременном изучении кривых отбора (нагнетания) жидкости и восстановления (падения) давления, на которых проявляются явные между ними отличия. При этом широкое применение моделей, учитывающих нелинейные закономерности изменения параметров в уравнениях фильтрации и состояния пористой среды и флюида, ограничено необходимостью использования численных методов.
Степень разработанности темы
Известны модели, основанные на релаксационных уравнениях фильтрации, принципиальным отличием и достоинством которых является учёт релаксационных процессов, проявляющихся в режиме неустановившейся фильтрации и приводящих не к мгновенным, а к постепенным изменениям градиента давления и скорости фильтрации флюида.
Изучению вопросов релаксационной фильтрации жидкости посвящены труды
A.C. Христнановича, Ю.М. Молоковича, Г.И. Баренблагга, Ю.П. Желтова, И.И. Кочнной,
B.М. Енгова, В.М. Рыжика, П.П. Осипова, М.И. Овчинникова, А.И. Маркова, A.A. Давлетшина, Г.Г. Кушгановой, В.II. Николаевского, В.А. Иктисанова и др.

2 ВЫДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО ПОДХОДА ПРИ СОЗДАНИИ МОДЕЛЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ И РАЗРАБОТКА БОЛЕЕ СОВЕРШЕННОЙ РЕЛАКСАЦИОННОЙ МОДЕЛИ
2Л Взаимосвязь между реологическими уравнениями и моделями фильтрации жидкости
Реология, являясь смежной дисциплиной между гидромеханикой и теорией упругости, выделилась из физической механики и сформировалась в 20-30-х годах прошлого века трудами Е.К. Бингама [90], Г.В. Скотт-Блэра (G.W. Scott-Blair) [119, 120], В.Г. Гершеля (W.II. Ilerschel) [103], Е. Хатчека (E. Hatschek) [102], Е.О. Кремера (Е.О. Kraemer) [110], М. Рейнера (М. Reiner) [65, 66] и др.
М. Рейнер [66] впервые систематизировал основы теоретической реологии как науки о текучести веществ и ввёл три аксиомы, основанные на экспериментально полученных утверждениях.
Первая и вторая аксиомы реологии гласят [17]: 1. «Под действием всестороннего равномерного давления все материалы ведут себя одинаково - они ведут себя как идеально упругие тела», 2. «Каждый материал обладает всеми реологическими свойствами, хотя и в различной степени».
В реологии фундаментальные свойства тел, такие как упругость, вязкость и пластичность, описываются тремя элементарными (идеальными) телами: представляемого пружиной упругого тела Гука (обозначается «Н»), вязкого тела Ньютона (обозначается «N»), представляемого в виде цилиндра, наполненного вязкой жидкостью, и пластического тела Сен-Венана (обозначается «StV»), которое представляется в виде тела, расположенного горизонтально на негладкой опорной поверхности [66]. Модели элементарных тел представлены рисунке 1.

Пластическое тело
Упругое тело Гука Вязкое тело Ныотона „
Сен-Венана
Рисунок 1 — Модели элементарных тел
Согласно второй аксиоме реологии для описания поведения реальных тел, которые, как правило, сильно отличаются от идеальных, например, в горных породах могут одновременно развиваться упругие, вязкие и пластических деформации, необходимо применять комбинированные реологические модели, получаемые различным сочетанием элементарных тел, соединя-