Физики ТюмГУ провели вычисления для поддержания темпов добычи нефти
Стратегическая для Российской Федерации задача – поддержание темпов добычи нефти на определённом уровне. Доля нетрадиционных и трудноизвлекаемых запасов нефти (в том числе высоковязких нефтей из газогидратных и газоконденсатных месторождений) неуклонно растет.
Применение тепловых методов позволяет вовлечь в разработку большие объёмы высоковязкой нефти. К этим методам относятся паротепловое воздействие, парогравитационный дренаж, пароциклическое воздействие, внутрипластовое горение, нагрев пласта электромагнитным излучением. При этом пароциклическое воздействие обладает наибольшим коэффициентом использования закачанного в пласт тепла.
Пароциклическое воздействие нашло широкое распространение как в России, так и в мире за счёт быстрого отклика добывающей скважины на закачку наибольшего количества теплоты в пласт с теплоносителем, отсутствия дополнительных буровых работ. В последнее время активно развивается технология пароциклической обработки (ПЦО) горизонтальных стволов добывающих скважин.
Однако без физико-математического моделирования оценить эффективность указанной технологии не представляется возможным.
Однако интегральные модели хороши для оценочных расчётов, но для более точного описания и понимания процессов, происходящих внутри пласта с учётом конвективного теплообмена, необходимо применять программное средство, позволяющее проводить вычисления в рамках фильтрационной гидродинамики— гидродинамический симулятор.
Симулятор базируется на классической системе уравнений механики многофазных сред, включающей законы сохранения массы фаз, импульса и энергии.
Статья «Анализ возможности моделирования локальных задач в гидродинамических симуляторах при пароциклическом воздействии» физиков Антона Федорова, Александра Гильманова, Александра Шевелёва вышла в журнале «Вычислительная механика сплошных сред».
Тюменские ученые в своей работе проанализировали решения локальных задач, возникающих при разработке месторождений высковязкой нефти с применением технологии пароциклического воздействия, полученных с помощью гидродинамических симуляторов.
В работе впервые проводится оптимизация параметров пароциклического воздействия с учетом движения теплового фронта.
Для оценки применимости симулятора тНавигатор к решению локальных задач построено 17 вариантов гидродинамической модели с различными технологическими параметрами.
В рамках каждого варианта проведено по 3 вычислительных эксперимента, направленных на выявление физической непротиворечивости результатов расчётов с использованием симулятора тНавигатор, а также степени влияния изменения длительности этапов закачки пароводяной смеси в пласт и паротепловой пропитки на динамику накопленной добычи нефти.
Установлено, что при вычислениях в рамках рассмотренных гидродинамических моделей наибольший вклад в прирост накопленной добычи нефти при пароциклическом воздействии вносит закачка в пласт смеси, состоящей из пара и воды.
При этом прирост накопленной добычи возрастает с увеличением времени закачки теплоносителя в пласт. Паротепловая пропитка вызывает скорее негативный эффект: с увеличением длительности паротепловой пропитки пароциклического воздействия прирост накопленной добычи нефти снижается, что связано с увеличением времени простоя добывающей скважины, а также с тем, что фазовые переходы описываются по упрощённой схеме.
Верификация показала, что гидродинамический симулятор тНавигатор достоверно воспроизводит обводнённость добытой продукции при моделировании процессов разработки месторождений высоковязкой нефти с применением пароциклической обработки призабойной зоны пласта.
Источник:
Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ и сайт Naked Science