«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

Особенности математического моделирования экспериментов на кернах по вытеснению тяжелых нефтей с использованием газов-растворителей

УДК: 532.546
DOI: 10.33285/2073-9028-2023-2(311)-128-142

Авторы:

¹ Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, Москва, Российская Федерация

Ключевые слова: высоковязкая нефть, методы повышения нефтеотдачи, водогазовое воздействие, азот, математическое моделирование экспериментов на кернах, нелинейный закон фильтрации

Аннотация:

Проведен анализ эффективности методов вытеснения высоковязких нефтей с применением различных растворителей на месторождениях трудноизвлекаемых запасов с учетом типа коллектора и особенностей его взаимодействия с вытесняющим агентом и пластовым флюидом. Для моделирования реальных керновых экспериментов использована оригинальная математическая модель, позволяющая описывать нестационарные фильтрационные течения в широком диапазоне реологических законов в пористых средах различной структуры. Учитывается изменение фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) пористого скелета при трансформации кривой распределения пор по размерам с учетом взаимодействия с вытесняющим агентом (растворов ПАВ, полимеров, газов, кислотных составов). Созданы собственные коды, позволяющие решать прямые и обратные задачи теории фильтрации с учетом тепловых эффектов, влияния ствола скважины, проявления нелинейности фильтрации, эффекта Джоуля – Томпсона и изменения ФЕС. Имитационное моделирование закачки азота показало хоророшее совпадение с результатами физических экспериментов по методике “Slim Tube” при условии использования нелинейного закона фильтрации с непрерывно меняющейся кажущейся вязкостью.

Список литературы:

1. Забродин Д.П., Титков Е.А. Учет ТрИЗ в соответствии с международной классификацией SPE-PRMS: что может быть полезно в российской практике//Геология и недропользование. – 2022. – № 1. – С. 4–14.
2. ЛУКОЙЛ обеспечил себя современными технологиями//ТСР. Федеральный деловой журнал. – 2019. – URL: http://tsr-media.ru
3. Технологии освоения трудноизвлекаемых углеводородов. – URL: https://minenergo. gov.ru
4. Забродин П.И., Раковский Н.Л., Розенберг М.Д. Вытеснение нефти из пласта растворителями. – М.: Недра, 1968. – 224 с.
5. Pratama R.A., Babadagli T. A review of the mechanics of heavy oil recovery by steam injection with chemical additives//Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2022. – Vol. 208, Article 109717.
6. Игнатьев Н.А., Синцов И.А. Опыт и перспективы закачки азота в нефтегазовой промышленности//Фундаментальные исследования. – 2015. – № 11–4. – С. 678–682.
7. Павлова П.Л., Михиенкова Е.И. Анализ зарубежной техники и технологии закачки диоксида углерода в нефтегазоносный пласт//Нефтегазовое дело. – 2021. – № 5. – С. 58–97.
8. Ghoodjani E., Bolouri S.H. Experimental Study of CO2–EOR and N2–EOR with Focus on Relative Permeability Effect//J. Pet Environ Biotechnol. – 2011. – Vol. 2, № 1. – P. 1–5.
9. Оптимизация технологической эффективности закачки СО2 на залежах сверхвязкой нефти при помощи лабораторных исследований и численного моделирования/А.В. Некрасов, К.И. Максаков, Г.А. Усачев [и др.]//Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2019. – № 8 (332). – С. 81–87.
10. Сафиева Р.З. Физикохимия нефти. – М.: Химия, 1998. – 448 с.
11. Petrophysical and rock-mechanics effects of CO2 injection for 105 enhanced oil recovery: Experimental study on chalk from South Arne field, North Sea/M.M. Alam, M.L. Hjuler, H.F. Christensen, I.L. Fabricius//Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2014. – Vol. 122. – P. 468–487.
12. Андреева Д.Б., Фахрутдинов Р.З. Коррозионно-опасная микрофлора нефтяных месторождений//Вестник Казанского технологического университета. – 2013. – Т. 16, № 10. – С. 237–242.
13. Лян М. Физическое моделирование вытеснения нефти газом (растворителем) с использованием керновых моделей пласта и Slim Tube: дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук: 25.00.17. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2016. – 118 с.
14. Гурбанова Ш.А., Харитонова Н.Л. Сравнительный анализ данных по растворимости кислорода, водорода, азота, гелия и ксенона в воде и паре при повышенных параметрах//Ядерные технологии: от исследований к внедрению: сборник материалов научно-практической конференции, г. Нижний Новгород, 17–18 октября 2019 года. – Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2019. – С. 32–33.
15. Технология и техника водогазового воздействия на нефтяные пласты/А.Н. Дроздов, Ю.А. Егоров, В.П. Телков [и др.]//Территория Нефтегаз. – 2006. – № 2. – С. 54–59.
16. Measurements and NRTL modeling of liquid–liquid equilibrium of dimethyl ether/bitumen/H.S. Yamchi, M. Zirrahi, H. Hassanzadeh, J. Abedi//Fluid Phase Equilibria. – 2020. – Vol. 512. – Article 112549.
17. Орлов Д.М., Рыжов А.Е., Перунова Т.А. Методика определения относительных фазовых проницаемостей по данным нестационарной фильтрации путем совместного физического и компьютерного моделирования//Прикладная механика и техническая физика. – 2013. – Т. 54, № 5. – C. 119–128.
18. Моделирование процессов вытеснения нефти азотом при нестационарном режиме фильтрации/О.Ю. Козырев, Е.Н. Пинигин, А.А. Вольф, А.А. Хайруллин//Академический журнал Западной Сибири. – 2016. – Т. 12, № 5 (66). – С. 22–24.
19. Кравченко М.Н., Ивлев М.И., Пантелей К.Д. Математическое моделирование сорбционных процессов с учетом трансформации пористой матрицы//Ученые записки Казанского университета. Серия: Физико-математические науки. – 2021. – Т. 163, кн. 2. – С. 128–142.
20. Percolation approach to hydrodynamic modeling of flooding through active agents/ M.N. Kravchenko, V.V. Kadet, V.V. Yarysh [et al.]//SOCAR Proceedings. – 2020. – № 1. – P. 29–35.
21. Влияние реологических свойств неньютоновских жидкостей на реверс кривых ОФП при течении в пористой среде/А.М. Галечян, В.В. Кадет, Э.С. Батыршин, С.П. Саметов//Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2021. – № 2 (303). – С. 5–14.
22. Применение методов физического и математического моделирования для оценки эффективности использования технологии водогазового воздействия на Чаяндинском нефтегазоконденсатном месторождении/В.М.Троицкий, Б.А. Григорьев, С.Г. Рассохин [и др.]//Вести газовой науки. – 2018. – № 5 (37). – С. 140–155.
23. Zolotukhin A.B., Gayubov A.T. Analysis of nonlinear effects in fluid flows through porous media//Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. – 2022. – Vol. 12, № 8. – P. 2237–2255.
24. Мирзаджанзаде А.Х., Хасанов М.М., Бахтизин Р.Н. Этюды о моделировании сложных систем нефтедобычи. Нелинейность, неравновесность, неоднородность. – Уфа: Гилем, 1999. – 464 с.
25. Кравченко М.Н., Аминев Д.А. Изменение характера нелинейности закона фильтрации с учетом структурной перестройки флюида//Естественные и технические науки. – 2022. – №  7 (170). – С. 23–28.