Фильтрация жидкостей в аномальных коллекторах

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки эксплуатационных объектов юрских и ачимовских отложений с низкими фильтрационными свойствами и залежей вязкопластичной нефти. Для исследования фильтрации флюидов в указанных коллекторах нельзя применять классический закон Дарси. Поэтому для прогнозирования технологических показателей разработки и расчёта добывных возможностей скважин следует учитывать возникающие особенности процессов фильтрации и вытеснения нефти. Цель: установление связи между параметром Лагранжа и начальным градиентом давления; определение значений параметра Лагранжа при нарушении пределов применимости закона Дарси; обоснование применения методов гидродинамического моделирования, разработанных для описания фильтрационных процессов вязкопластичной жидкости, к изучению движения флюидов в низкопроницаемых коллекторах. Объекты: высокопроницаемые коллектора, насыщенные высоковязкой (вязкопластичной) нефтью; низкопроницаемые пласты ачимовских и юрских отложений. Методы: интерпретация результатов лабораторных исследований керна; физическое моделирование фильтрационных процессов флюидов в аномальных коллекторах. Результаты. Отклонение от закона Дарси при фильтрации жидкостей в аномальных коллекторах определяется посредством вычисления значений параметра Лагранжа. Предложен способ определения нижней границы применимости закона Дарси, при нарушении которого для описания предлагаются две модели: с начальным градиентом давления и нелинейная модель. Для процессов фильтрации с нарушением верхнего предела применимости закона Дарси рассмотрена нелинейная модель. Приведены примеры определения параметра Лагранжа для случаев нарушения нижней и верхней границ закона Дарси. Для описания процессов фильтрации дилатантных и псевдопластических жидкостей вместо нелинейных уравнений предлагается использовать систему уравнений пьезопроводности. Показано, что методы решения гидродинамических задач фильтрации и вытеснения нефти, установленные для вязкопластичных нефтей, применимы и для низкопроницаемых коллекторов.

The relevance of the research is caused by the need of development of Jurassic and Achimov reservoirs with low filtration properties and viscoplastic oil deposits. Classic Darcy law can not be applied to these reservoirs. So to predict development indicators and to calculate well production potential the filtration and oil displacement features should be considered. The main aim of the research is to find the relation between Lagrange parameter and initial pressure gradient, to identify values of Lagrange parameter when Darcy law can not be applied. The aim of the research is to explain as well the hydrodynamic modeling methods (developed for liquid filtration) application to research of fluid flow in anomalous reservoirs. Objects: high-permeability reservoirs with high-viscosity (viscoplastic) oil; low-permeability Jurassic and Achim layers. Methods: interpretation of laboratory core researches; physical modeling of fluid filtration in anomalous reservoirs. Results. The deviation from Darcy law for liquid filtration in anomalous reservoirs is defined by Lagrange parameter calculation. Method of determination of lower limit of Darcy Law applicability is proposed. For the case of Darcy Law violation two models are proposed: with initial pressure gradient and nonlinear model. Nonlinear model is considered for the case of upper limit of Darcy law vialation. Lagrange parameter calculation examples are considered for upper and lower limits of Darcy's Law vialation. It is proposed to use system of piezoconductivity equations instead of nonlinear equations for dilatant and pseudoplastic fluids filtration. It is shown that methods for solving hydrodynamic filtration and oil displacement problems are applicable to both viscoplastic oils and low-permeability reservoirs.