Моделирование тепломассопереноса в системе: нефтяной пласт - трещины гидроразрыва - скважины

• Автор: Гильмиев, Денис Рустамович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ПЛАСТЕ ПРИ НАЛИЧИИ ТРЕЩИН ГРП И МЕТОДОВ ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
1.1 Анализ применения гидроразрыва пласта на фонде добывающих и нагнетательных скважин
1.2 Методы гидродинамического расчета течений в системе пласт -трещина ГРП
1.2.1 Исследования стационарного притока к трещине гидроразрыва
1.2.2 Исследования нестационарного притока к трещине гидроразрыва
1.2.3 Исследования интерференции скважин, пересеченных трещинами гидроразрыва
1.2.4 Численное моделирование фильтрации в пласте с трещинами гидроразрыва
1.3 Термические методы повышения нефтеотдачи
2 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОГО
ТЕЧЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ СМЕСИ В СИСТЕМЕ: ПЛАСТ - ТРЕЩИНЫ -СКВАЖИНЫ
2.1 Физическая постановка задачи
2.1.1 Механизм гидравлического разрыва пласта
2.1.2 Гидравлический разрыв пласта как метод увеличения
нефтеотдачи
2.2 Математическая постановка задачи
2.2.1 Допущения
2.2.2 Пространственное течение жидкости в пласте (внешняя задача)
2.2.3 Течение жидкости в скважине (внутренняя задача)
2.2.4 Течение жидкости в трещине (внутренняя задача)
2.3 Численное решение задачи
2.3.1 Обсуждение метода контрольного объема
2.3.2 Численная модель пласта
2.3.3 Учет скважины в численной модели пласта
2.3.4 У чет трещин в численной модели пласта
2.4 Реализация расчета на ЭВМ
2.4.1 Входные данные
2.4.2 Алгоритм программного комплекса
2.4.3 Тестирование и апробация алгоритма
3 ВЛИЯНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОВОДИМОСТИ ТРЕЩИН ГРП НА ДИНАМИКУ РАБОТЫ СКВАЖИН
3.1 Моделирование притока жидкости к трещине конечной проводимости
3.2 Интерференция в пятиточечной схеме расстановки скважин

3.3 Моделирование динамики обводнения скважин пересеченных
трещиной гидроразрыва пласта
3.4 Моделирование работы горизонтальных скважин
4 ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ СМЕСИ В ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ РАЗРАБОТКИ ПРИ НАЛИЧИИ ТРЕЩИН ГРП
4.1 Влияние длин трещин гидроразрыва на коэффициент охвата при прорыве в пятиточечном элементе разработки
4.2 Влияние трещин гидроразрыва на процесс выработки по разрезу
4.3 Влияние ориентации, длин и расположения трещин ГРП на эффективность выработки запасов при рядной расстановки скважин
4.4 Влияние ориентации, длин и расположения трещин ГРП на эффективность выработки запасов при семиточечной схеме расстановки скважин
5 ЗАКАЧКА ГОРЯЧЕЙ И ХОЛОДНОЙ ВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Современные способы эксплуатации нефтегазовых месторождений требуют все большего привлечения наукоемких методов для решения задач отрасли. К числу таких задач могут быть отнесены тепловые методы в сочетании с гидроразрывом пласта (ГРП).
К трудноизвлекаемым запасам относятся низкопроницаемые пласты или месторождения с высоковязкой нефтью. Месторождения с высоковязкой нефтью разрабатываются, в основном, с применением тепловых методов. Если нефтесодержащие породы при этом являются низкопроницаемыми, то для эффективной разработки, помимо тепловых методов, необходимо применение ГРП.
Рассмотрение сложных процессов переноса тепла и массы, возникающих при разработке месторождений с применением термических методов и ГРП возможно только на основе численного эксперимента. Прямое численное моделирование для описания подобных процессов сопряжено с большими сложностями, связанными с необходимостью локального измельчения ячеек в окрестности трещины и, как следствие, использования небольших временных шагов. Поэтому изучение особенностей и закономерностей переноса массы и тепла в системе нефтяной пласт -трещины гидроразрыва - скважины, невозможно без эффективного, быстродействующего и экономного алгоритма, работающего на «крупных» сетках и физично отражающего процессы, протекающие в окрестности трещин. В связи с этим моделирование тепломассопереноса, в системе нефтяной пласт - трещины гидроразрыва - скважины является актуальной, научной и практической проблемой.
Цель диссертационной работы:
Цель данной работы состоит в изучении особенностей и закономерностей тепломассопереноса водонефтяной смеси в нефтяном пласте с трещинами гидроразрыва и в скважинах.

Д Ът?" = д| тьрьа +РЬМ+ тьра р -Д)]=
Д ~-уЬрЬа+РЬМ +т4Д>-д*(Д, +трУ]=8арьа{рг+ткРаЩ{
Второе слагаемое уравнения (2.40):
тРаЦ^=тЬрЪа
1 + (Д+шДа)
[Р-Рь)
Вторым слагаемым (в квадратных скобках) в виду его малости по сравнению с единицей можно пренебречь [11]. В итоге выражение (2.40) можно представить в виде:
(2.41)
Э'»АА _ <■ Эи»Ра ЭД _ ь / „ )ЭР ь ьМ,,
Эг “ Эг Эг Ра)д1+тР« д(
Преобразуем второе слагаемое уравнения неразрывности системы (2.37) предварительно заменив скорости фаз законом Дарси. Пренебрегая выражением Д.(/) - Д’) по сравнению с единицей [11]получаем:
<Ну(р^а)=-(Иу
Ра{1 + Ра{Ра~РЬ))к~; ?(Д -РЬа{ + Ра{Ра-Р"))8}г) Ра
= -Р*4(
^{Ра-Р^ф)
_ г^а
Таким образом уравнение неразрывности системы (2.37) можно представить предварительно разделив на плотность:
$а(Рг+>ПЬРа)д^+>П
" Ц& -4(4’ Эг
^(д-д>)

+ Яа “О
(2.42)
Запишем уравнение (2.42) для каждой из фаз, заменив обозначения
т = т д = д и перегруппировав слагаемые, получим:

: + Д (Д + Д„)+ Ш ■+ 4(Ч>|
д(д+д

+ рс) =Ч„ + Д(Д + тра)г‘, + т“ + 4(У ^Уд^А Ро ) 01 Эг (//„

= д + Д(Д +шД0)^ + ш^ + 4(У(д^А) * Э/ (д
-4(4’

+д(д+«#,
)« ' Эг
(2.43)
(2.44)
(2.45)
Сложим уравнения (2.43) и (2.45)