Математические модели расчета фильтрационных процессов на месторождении

Цифровая геологическая модель явилась основой для гидродинамического моделирования.

Выбор методики создания фильтрационных моделей обосновывался, исходя из степени изученности месторождения, геологического строения пластов, типа и размеров залежей, физико-химических свойств коллекторов и насыщающих их флюидов, неоднородности, режима эксплуатации объектов разработки.

При построении гидродинамических моделей использовался пакет программ расчетного комплексаTempestMore 6.7(фирмы Roxar), который позволяет:

- создавать трехфазные трехмерные модели нефти (black oil model);

- учитывать влияние капиллярных и гравитационных сил, сжимаемости пласта и пластовых жидкостей на процесс фильтрации;

- с достаточной степенью точности моделировать сложнопостроенные в структурном плане залежи, приуроченные к различным типам коллекторов;

- учитывать порядок разбуривания залежи, систему размещения и режимы работы скважин, их интерференцию и др.;

- позволяет выполнить адаптацию модели на основе воспроизведения истории разработки месторождения.

В указанном программном комплексе PVT-свойства флюидов, относительные фазовые проницаемости, капиллярные давления и свойства породы задаются в табличном виде, причем для различных частей пласта могут быть использованы различные таблицы.

TempestMoreпозволяет задать проницаемости как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Имеются возможности учитывать явления гистерезиса относительных проницаемостей и капиллярного давления.

Программный комплекс осуществляет решение системы уравнений, описывающих фильтрацию пластовых флюидов и закачиваемых агентов в пласте с учетом их взаимодействия с поверхностью породы, межфазовых явлений и фазовых переходов, на разностной сетке размером до нескольких сотен тысяч узлов и числом скважин до 1000 и более.

В программном комплексе TempestMoreпредусмотрены различные режимы работы добывающих и нагнетательных скважин, которые в процессе разработки объектов, как правило, изменяются. На добывающих и нагнетательных скважинах могут быть заданы ограничения на забойные давления, устьевые давления, суммарный отбор (закачку) жидкости, дебиты нефти, воды и газа, что позволяет управлять работой как выделенных групп, так и отдельных скважин. Кроме того, в добывающих скважинах могут быть заданы технологические и экономические ограничения (например, предельная обводненность продукции, предельный рентабельный дебит), при достижении которых скважина автоматически останавливается или изменяется интервал ее вскрытия.

Программный комплекс включает средства для управления поведением групп скважин и объекта в целом, например, имеется возможность обеспечить:

- установленную суммарную добычу (нефти, воды, газа или жидкости) и закачку вытесняющей жидкости;

- фиксированное пластовое давление;

- определенный уровень компенсации отбора закачкой.

В TempestMoreотсутствуют какие-либо ограничения на расположение ячеек, вскрываемых одной скважиной, что делает возможным моделирование наклонных и горизонтальных скважин.

Исходные данные для построения цифровых фильтрационных моделей

Построение цифровой фильтрационной модели началось после создания геолого-математической модели и проведения анализа наличия геолого-промысловой информации и данных геофизического контроля над процессом разработки месторождения.

При гидродинамическом моделировании используются следующие классы исходных данных:

- данные, полученные из геолого-математической модели;

- аналитические (лабораторные) данные по PVT свойствам пластовых флюидов и ФЕС коллекторов;

- данные о пластовой водонапорной системе;

- промысловые данные по скважинам.

В геолого-математической модели представлены необходимые для гидродинамического моделирования группы данных:

- в сеточном виде структурно-геометрические параметры пласта;

- сеточные фильтрационно-емкостные параметры пласта;

- координаты устьев скважин, данные инклинометрии, пластопересечения, интервалы перфорации в сеточном виде;

- сеточные данные о характере насыщения объекта.

Отделом технологической поддержки ИННЦ получены данные по PVT свойствам пластовых флюидов и ФЕС коллекторов:

- физико-химические характеристики пластовой и поверхностной нефти;

- физико-химические свойства пластовой воды;

- коэффициенты пористости и проницаемости по керну;

- относительные фазовые проницаемости и капиллярные давления.

Данные по истории разработки были взяты из корпоративного банка данных.

Наличие данных, описанных выше, позволяет сделать вывод о возможности построения фильтрационной модели.