Физико-математическая модель и метод расчета процессов тепломассопереноса в системе пласт--горизонтальные скважины

Выполнено численное исследование процессов тепломассопереноса водонефтяной смеси для решения научных и производственных задач в области анализа и разработки трудноизвлекаемых запасов углеводородов на месторождениях высоковязкой нефти. Для достижения поставленных целей разработана гидродинамическая и теплофизическая модель нестационарного квазитрехмерного тепломассопереноса в пласте с системой горизонтальных скважин. Предложен аналитический подход к построению динамической расчетной сетки в естественной полуфиксированной системе координат. Линии тока и равного потенциала рассчитываются из предложенного аналитического решения, основанного на теории функций комплексной переменной. В качестве объекта исследования взяты природные пласты, насыщенные многофазной жидкостью. На основе предложенной физико-математической модели и метода расчета разработан комплекс компьютерных программ и проведена серия расчетно-параметрических исследований влияния теплофизических свойств горных пород и флюидов, а также различных режимов работы системы горизонтальных скважин, показано их влияние на скорость отбора нефти на примере реальногоместорождения высоковязкой нефти. Полученные результаты обоснованы за счет верификации с фактическими данными исследования керна и технологическими показателями разработки месторождений, а также сопоставлены с известными аналитическими решениями и коммерческими гидродинамическими симуляторами

Литература

[1] Прищепа О.М., Халимов Э.М. Трудноизвлекаемая нефть: потенциал, состояние и возможности освоения. Нефтегазовая вертикаль, 2011, № 5, с. 24--29.

[2] Жижимонтов И.Н. Создание технологии цифровых исследований керна на основе стохастического порово-сетевого моделирования. Бурение и нефть, 2018, № 10, с. 17.

[3] Zhizhimontov I.N., Stepanov S.V., Stepanov A.V. Development of the technology for obtaining relative phase permeabilities at different temperatures based on digital stochastic poro-network modeling. SPE Russ. Petroleum Technol. Conf., 2019, art. SPE-196994-MS. DOI: https://doi.org/10.2118/196994-MS

[4] Иванцов Н.Н., Степанов С.В., Степанов А.В. и др. Оценка возможностей гидродинамических симуляторов имитировать разработку месторождений высоковязкой нефти. Часть 1. Конусообразование. Нефтепромысловое дело, 2015, № 6, с. 52--58.

[5] Гайдуков Л.А., Степанов С.В., Иванцов Н.Н. и др. Оценка возможностей гидродинамических симуляторов имитировать разработку месторождений высоковязкой нефти. Часть 2. Пены и эмульсии. Нефтепромысловое дело, 2016, № 1, с. 37--44.

[6] Butler R.M., McNab G.S., Lo H.Y. Theoretical studies on the gravity drainage of heavy oil during in-situ steam heating. Can. J. Chem. Eng., 1981, vol. 59, iss. 4, pp. 455--460. DOI: https://doi.org/10.1002/cjce.5450590407

[7] Федоров К.М., Шевелев А.П., Андреев В.Е. и др. Методика расчета и оптимизации парогазоциклического воздействия на призабойную зону пласта. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ, 2005, № 3, с. 42--49.

[8] Fedorov K., Gilmanov A., Shevelev A. Comparative analysis of different well patterns for steam-assisted gravity drainage. SPE Russ. Petroleum Technol. Conf., 2018, art. SPE-191494-18RPTC-MS. DOI: https://doi.org/10.2118/191494-18RPTC-MS

[9] Шабаров А.Б., Вакулин А.А., Захаров А.А. и др. Измерительно-вычислительная система диагностики параметров течения и теплообмена многофазной смеси в скважинах и трубопроводах. Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика, 2012, № 4, с. 74--79.

[10] Сироткин Я.А. Аэродинамический расчет лопаток осевых турбомашин. М., Машиностроение, 1972.

[11] Сироткин Я.А. Расчет осесимметричного вихревого течения невязкой сжимаемой жидкости в радиальных турбомашинах. Известия АН СССР. Механика и машиностроение, 1963, № 3, с. 16--28.

[12] Степанов Г.Ю. Гидродинамика решеток турбомашин. М., Физматгиз, 1962.

[13] Darcy Н. Les fontaines publiques de la ville de Dijon. Paris, V. Dalmont, 1856.

[14] Шабаров А.Б. Физикоматематическая модель и метод расчета течения газоконденсатной смеси в пласте. Вестник ТюмГУ. Физикоматематическое моделирование. Нефть, газ, энергетика, 2014, № 7, с. 7--18.

[15] Zhizhimontov I.N., Zemenkov Yu.D., Shabarov A.B. Nonstationary mass transfer of oilwater mixture in reservoirs with a system of horizontal well. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 952, art. 012002. DOI: https://doi.org/10.1088/1757899X/952/1/012002