УП 1 Мусин
.pdfЭ
Формула (2.18) показывает, что текущая добыча нефти из введенной части месторождения зависит от НИЗ нефти на одну скважину, темпа вво-
разработку месторождения необходимо получить лицензию. Лицензия на
да месторождения в разработку и от темпа отбора нефти. |
|
НИ |
|
2.5. Правовые условия разработки нефтяных |
|
||
месторождений |
|
|
|
Недра Российской Федерации согласно Конституции являются об- |
|||
щенациональным достоянием. Чтобы начать разведку |
на нефть и газ и |
||
|
ка |
АГ |
|
право пользования недрами выдается Комитетом Гос омнедра совместно
с соответствующими управлениями субъектов РФ по согласованию Мин-
топэнерго РФ(по конкурсу). При выдаче лицензии составляется Лицензи-
онное соглашение об условиях геологического изуч ния и добычи нефти. |
||||||
|
|
|
|
о |
|
объекты разра- |
В Лицензионном соглашении указываются основныее |
||||||
ботки и запасы их, основные права и обязанн стит |
недропользователя и |
|||||
условия пользования недрами: |
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- сроки ввода месторождения в разработку; |
|
|
||||
- задачи в области геологического изучения (переинтерпретация ма- |
||||||
|
|
б |
|
|
|
|
териалов ГИС и сейсморазведки; состав ение ПДМ; геологическое изуче- |
||||||
|
и |
|
|
|
|
|
ние недр и пересчет и утверждение запасовл); |
|
|
|
|
||
- задачи в области добычи нефти: составление проектных докумен- |
||||||
б |
|
|
|
|
|
|
тов, уровень конечного КИН; - налоги и платежи и др.
После получения лицензии по заданию недропользователя геологоразведочные предприятия совместно с НИИ по разработке нефтяных ме-
сторождений составляют проект промышленной |
разведки месторожде- |
||
ния (ППР). |
|
н |
исходных (геолого- |
Цель промышленной р зведки - подготовка |
|||
промысловых) да |
н |
ых дляаяподсчета запасов нефти и газа и проектирова- |
|
|
ния разработки. ППР утверждается территориальным геологическим управлением, ефтедобывающей компанией, Минтопэнерго.
|
|
|
В ППР: |
|
|
|
|
|
|
тр |
|
|
|
- обосн вываются этажи разведки и очередность бурения разве- |
|||
дочных скважино; |
|
||||
- |
|
приводя ся исходные геолого-промысловые данные для |
подсчета за- |
||
|
|
|
к |
|
температуре и |
|
|
пасов нефти, предварительные сведения о начальной |
|||
|
|
е |
|
|
|
|
|
пластовом давлении; |
|
||
- |
л |
выполняется анализ результатов опробования, эксплуатации и гидро- |
динамических исследований скважин, физико-химических исследований свойств нефти, газа и воды;
51
Э
- |
обосновывается |
целесообразность пробной эксплуатации |
в процессе |
|
|
промышленной |
разведки; |
продолжительность, режимы |
и способы |
|
эксплуатации скважин; |
|
|
|
- |
решаются вопросы техники |
добычи и временного обустройства сква- |
||
|
жин. |
|
|
АГ |
|
|
|
определяютНИ |
|
|
В отчете по подсчету запасов запасы нефти и газа |
|||
раздельно для каждой залежи (горизонта, участка) и по месторождению |
в целом с разделением чисто-нефтяных, водонефтяных, газонефтяных зон и по категории запасов.
Отдельно составляется отчет ТЭО КИН. Документы по подсчету |
|||||||||
запасов утверждаются на ГКЗ РФ или на ЦКЗ Гос омнедра. |
|||||||||
В РФ принята следующая классификация запасов нефти: по кате- |
|||||||||
гории А,В,С1, С2,С3, Д1,Д2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
ка |
К запасам категории А, В относятся запасы в разбуренных и экс- |
|||||||||
плуатируемых участках месторождения. |
|
|
е |
|
|||||
С1- запасы, находящиеся внутри |
|
доказанн гот |
контура нефтеносно- |
||||||
сти, но еще не разбуренных эксплуатационным бурением. |
|||||||||
С2- запасы в прилегающих |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
к доказанному контуру нефтеносности |
|||||||||
частях месторождения. |
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С3- это запасы в геологических структурах, аналогичные тем, |
|||||||||
нефтеносность которых уже доказана, нолне вскрытые разведочным бу- |
|||||||||
рением. |
|
|
б |
определяемые на основе оценоч- |
|||||
|
|
|
|||||||
Д1, Д2 –это прогнозные запасы, |
|
||||||||
ных геолого-геофизических расчетов. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
Первой стадией проектирования разработки месторождения является |
|||||||||
|
б |
залежи (ППЭ)». |
Под ППЭ разведоч- |
||||||
«Проект пробной эксплуатации |
добывных возможностейаяскв жин, состава и физико-химических свойств пластовых жидкостей, эксплуатационной характеристики пластов.
ных скважин понимается комплекс работ, проводимых в целях уточнения
Пробная эксплуатация разведочных скважин осуществляется по ин-
дивидуальным пла ам и программам, согласованным с местными орга- |
||||||
|
|
|
н |
|
|
|
нами гостехнадзора РФ. |
|
|
|
|||
|
ППЭ с ставляетсян |
и утверждается для |
месторождений, |
разведка |
||
которых не зак нчена, или закончена, но имеющиеся исходные данные |
||||||
недостаточны дляо |
составления «Технологической схемы разработки». |
|||||
|
Исходной информацией для составления ППЭ служат данные раз- |
|||||
вед и месторождения, полученные в результате исследования, |
опробо- |
|||||
|
|
тр |
|
|
отдельных разведочных |
|
вания, испытания и пробной эксплуатации |
||||||
скважинк. |
|
|
|
|
|
|
|
В ППЭ обосновывается: |
|
|
|||
а) |
е |
|
|
|
|
|
предварительная геолого-промысловая модель месторождения; |
||||||
б) |
перечень вводимых в эксплуатацию разведочных скважин; |
|
||||
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52 |
|
|
Э
в) размещение опережающих добывающих и нагнетательных скважин, проектируемых к бурению в пределах контура нефтеносности с запа-
сами категории С1; |
|
г) комплекс детальных ГИС, направленных на уточнение геологиче- |
|
ского строения и структурного плана, границ залежи; |
АГ |
д) комплекс опытных работ, виды геолого-промысловых исследованийНИ |
|
скважин, лабораторных исследований керна и пластовых флюидов; |
е) ожидаемые фонд скважин, максимальные уровни добычи нефти, жид- |
||
кости, закачки воды. |
|
ка |
|
|
|
Особое место в ППЭ отводится программе проведения исследова- |
||
тельских работ. |
е |
|
ППЭ содержит следующие разделы: геологичес ая характеристика; подсчетные параметры; физико-химические свойства н фти, газа и воды;
НБЗ и НИЗ ; оценка природного режима залежи; обоснование необходи- |
||
|
о |
|
мости бурения скважин, их местоположение, начальные дебиты; способы |
||
и |
|
; методы вскрытия |
эксплуатации, рекомендуемое оборудование скважинт |
пластов, конструкция скважин; мероприят я по охране недр и окружающей среды; прогнозные объемы добычи нефти, воды, газа, закачиваемой
воды; рекомендации по доразведке месторождения; технико- |
|||
экономическая оценка добычи нефти. |
б |
|
|
|
и |
|
составляется технологиче- |
После проведения пробной эксплуатациил |
|||
ская схема опытно-промышленных работ (ОПР) . |
|||
б |
|
|
|
Целью ОПР залежей или участков является промышленные испытания новой техники и новых технологий разработки, а так же ранее извест-
ных технологий в условиях данного месторождения. |
|
||||||||
|
|
В технологической схеме ОПР обосновывается: |
|
||||||
1) |
статистическая геологопромысловая модель залежи: геометризация |
||||||||
|
залежи; построение р зличных геологических схем, карт, |
профильных |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
разрезов; карты фильтр ционно-емкостных параметров пласта; |
||||||||
2) |
число проектных оцеаяочных, добывающих, нагнетательных скважин, |
||||||||
|
их размеще ие, порядок и последовательность бурения; |
|
|||||||
3) |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
варианты разработки, расчет уровней добычи на период ОПР; |
|||||||||
4) |
комплекс |
|
|
исследованийн |
по контролю и регулированию процесса |
||||
|
|
|
тр |
|
|
|
|
|
|
|
разработки; |
|
|
|
|
||||
5) |
способы эксплуатации скважин; |
|
|||||||
6) |
основные |
|
ребования к схеме промыслового обустройства; |
||||||
7) |
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
мероприятия по охране недр и окружающей среды; |
|
||||||||
8) |
|
техни о-экономические расчеты вариантов разработки. |
|
||||||
л |
Т хнологическая схема разработки (ТСР) является основным |
||||||||
про ктным |
документом, определяющим принципы воздействия на пла- |
||||||||
сты еи систему промышленной разработки месторождения |
в целом. В |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
53 |
|
Э
ТСР технологические показатели |
рассчитываются отдельно для каждого |
||||||||||||||
горизонта. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Проект разработки по сравнению с ТСР |
характеризуется большой |
|||||||||||||
глубиной проработки отдельных |
вопросов. |
Он составляется |
обычно |
||||||||||||
после разбуривания большей |
части основного фонда |
|
АГ |
сква- |
|||||||||||
проектных |
|||||||||||||||
жин, обоснованных в ТСР. |
|
|
|
составляются |
|
|
|
НИ |
|||||||
|
Уточненные проекты разработки |
на поздней или |
|||||||||||||
завершающей стадии эксплуатации, |
после добычи более 70-80% НИЗ |
||||||||||||||
нефти, определенных в ТСР и проекте разработки. |
|
ка |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
В ТСР и проекте разработки обосновывается: |
|
|
|
|
|
|||||||||
- |
выделение эксплуатационных объектов; |
|
е |
|
|
|
|
||||||||
- |
системы размещения и плотности сеток добывающих и нагнета- |
||||||||||||||
|
тельных скважин; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
- |
выбор способов и агентов воздействия на плас ы; |
|
|
|
|
||||||||||
- |
порядок ввода объектов в разработку; |
о |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
разработки; |
|
|
||
- методика расчета технологических показателейт |
|
|
|||||||||||||
- |
уровни и динамика добычи нефти |
закачки вытесняющих агентов |
|||||||||||||
|
не менее в трех вариантах; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
- |
вопросы повышения эффективности реализуемых систем |
заводне- |
|||||||||||||
- |
ния; |
|
|
|
|
|
и |
б |
|
|
пластов и ОПЗ сква- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
применение методов увеличения нефтеотдачил |
|||||||||||||||
- |
жин; |
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выбор способов и режимов эксплуатации скважин и скважинного |
|||||||||||||||
|
оборудования; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- |
мероприятия |
|
по предупреждению и борьбе с осложнениями при |
||||||||||||
|
эксплуатации скважин; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
- |
требования к системе сбора и промысловой подготовки продукции |
||||||||||||||
- |
скважин; |
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
требования и рекоменд ции к конструкции скважин и производству |
|||||||||||||||
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
буровых работ, методамая |
вскрытия пластов и освоения скважин; |
|||||||||||||
мероприятия по контролю и регулированию; |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- мероприятия по охране недр и окружающей среды; |
|
|
|
||||||||||||
- объемы и виды работ по доразведке месторождения; |
|
|
|
||||||||||||
|
|
тр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- вопросы, связанные с опытно-промышленными испытаниями новых |
|||||||||||||||
|
технологий; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- |
ехнико-экономическая часть; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
к |
|
|
проект на |
обустройство составляется после |
утвер- |
|||||||||
|
Технический |
||||||||||||||
ждения ТСР и ПР на ЦКЗ. В этом документе |
даются конкретные |
реко- |
|||||||||||||
м ндации и рабочие чертежи для |
строительства и обустройства месторо- |
||||||||||||||
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жд ния. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
еВсе проектные документы разрабатываются по техническому зада- |
нию заказчика, согласованному с гостехнадзором в соответствии с РД 07-
54
Э
Отчет «Анализ разработки» - осуществляется по разрабатываемымНИ месторождениям в целях углубленной проработки отдельных принципи-
488-2002 «Положение о порядке согласования органами Гостехнадзора России проектной документации на пользование участками недр» и РД 153-39-007-96 «Регламент составления проектных технологических доку-
ментов на разработку нефтяных и газовых месторождений». |
АГ |
|
альных вопросов, совершенствования системы разработки, повышения эффективности ее.
Ежегодно составляется «Отчет по авторскому надзору» за реализа-
цией проектов и ТСР. |
|
|
ка |
Глава 3 |
|
е |
|
|
|
||
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗРАБОТКИ |
|||
НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙт |
|
||
|
о |
|
|
3.1. Моделирование основных процессов движения жидкостей |
|||
в пласте. Основные типы и этапы моделирования |
|||
и |
|
|
|
Основная задача инженера-разработчикал |
заключается в правильном |
понимании и использовании законов дв жения пластовых жидкостей, ме- |
|
|
б |
ханизмов и особенностей взаимного вытеснения при различных системах |
|
расстановки скважин и закачке вытесняющих агентов. |
|
и |
|
Изучать законы природы воо ще, законы движения нефти и воды в |
|
процессе разработки пластов в частностиб , можно разными способами: не- |
моделирования изуч емогоаяпроцесса. Натурные испытания самый верный, но очень дорогой и длительный путь.
посредственно в промысловых условиях (натурные испытания) и путем
Модель – это образ, описание объекта исследования. Моделирование
– это метод исследова ия и научного познания объекта при помощи моде- |
||||||
лей. |
|
|
|
н |
|
|
К моделир ваниюн |
приходится обращаться в следующих случаях: |
|||||
|
||||||
|
∙ объект исследования недоступен непосредственному изучению; |
|||||
|
∙ |
|
о |
|
|
|
|
он очень сложный, на процесс влияет много факторов; |
|||||
|
∙ нельзя один и тот же эксперимент провести повторно. |
|||||
|
Все эти случаи характерны для подземной гидромеханики, которая |
|||||
|
|
тр |
|
|
|
|
является научной основой процесса разработки нефтяных месторождений. |
||||||
|
Нккоторые вопросы, ответы на которые можно получить при помо- |
|||||
щи моделирования пластовых систем: |
||||||
|
е |
|
|
|
|
|
|
1. как нужно разрабатывать и эксплуатировать месторождение, |
|||||
чтобы обеспечить рациональную добычу нефти и газа? |
||||||
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55 |
Э
2.какие методы увеличения нефтеотдачи пласта необходимоНИпри-
менить?
3.каков экономически целесообразный коэффициент извлечения нефти для данного месторождения?
4.какова наилучшая схема расстановки скважин и вскрытияАГ пла-
стов и т.п.
Модель не является точной копией объекта исследования, поэтому
отражает его не по всем характеристикам.
К модели предъявляются следующие требования: ка 1) совпадение модели и объекта исследования по выбр нным харак-
теристикам и диапазону изменения параметра; 2) модель должна быть проще и доступнее самогое объекта исследо-
вания; т 3) модель должна быть практичной и удобной для исследования.
Когда объект очень сложный, то строят несколькоо моделей, каждая из которых отражает только некоторые свойства бъекта.
Построение модели – неформальная процедураи , которая зависит от опыта и квалификации исследователя, всегдал опирается на экспериментальный материал.
Процесс моделирования состоит из с едующих основных этапов:
1)определение цели моделирования;б
|
|
2) |
|
|
и |
|
|
предварительное зучение объекта; |
|||
|
|
3) |
построен |
б |
|
|
|
е модели; |
|||
|
|
4) |
моделирование; |
||
|
|
5) |
сравнение результатов моделирования с фактиче- |
||
|
скими данными; |
|
|
||
|
|
6) |
совершенствование и уточнение модели. |
||
|
Модели для исследов ния фильтрации пластовых жидкостей можно |
||||
|
|
|
н |
|
|
разделить на четыре типа: |
|
|
|||
∙ |
естественные физическиеая |
модели; |
|||
∙ |
аналоговые модели; |
|
|
||
∙ |
|
о |
|
|
|
математические модели; |
|
|
|||
∙ |
тр |
|
ни текстовые модели (чертежи, схемы, карты, графики, |
||
графические |
|||||
|
диаг аммы, текстовые документы, описывающие объект). |
||||
|
Последний тип – достаточно простой и наглядный. |
||||
|
Физические модели – это лабораторные модели с искусственной |
пористой средой (песок, стеклянные шарики и т.п.) или естественные об- |
|
разцы пород, керны. |
|
Прик |
лабораторном моделировании соотношение различных сил в |
п асте и физической модели должны быть одинаковы, и должны выпол- |
|
|
е |
няться критерии подобия. |
|
л |
|
|
56 |
Э
Например,
π1 = |
τ |
|
|
, |
π 2 = |
τ L |
, |
μн = μ0 , π γ = |
γ h , (3.1) |
|
НИ |
||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
Р |
к |
|
|
k P |
μв |
P |
|
|
||||
|
m |
|
|
|
|
|
|
АГ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где ∆γ – разность удельных весов воды и нефти; |
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||
τ – коэффициент межфазного натяжения; |
|
|
|
||||||||||
μо – отношение вязкости нефти к вязкости воды; |
|
|
|
||||||||||
∆Р – гидродинамический перепад давления; |
|
ка |
|
|
|||||||||
к, m, h, L – коэффициенты абсолютной проницаемости, пористости, |
|||||||||||||
нефтенасыщенная толщина и длина пласта. |
|
|
|
|
|||||||||
К сожалению, все параметры подобия одновременно соблюдать не |
|||||||||||||
всегда удается. |
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лабораторные модели довольно трудоемки в изготовлении и прове-
дении экспериментов. Они достаточно длительны, при этом в зависимости |
|||||
|
|
|
|
|
о |
от поставленной цели процесс вытеснения нельзя прерывать. Обычно счи- |
|||||
тается, что одиночный эксперимент – это не экспериментт , поэтому для |
|||||
|
|
|
|
и |
|
получения надежных результатов необходимо проводить эксперимент не |
|||||
менее трех раз. |
|
|
|
|
|
Но физические эксперименты – основополагающие, т.к. на них уста- |
|||||
|
|
б |
|
|
|
навливаются и проверяются основные законы движения жидкостей в по- |
|||||
ристой среде. |
и |
|
л |
|
|
Аналоговое моделирован е – основано на аналогиях, существую- |
|||||
щих в математическом описан |
ф льтрационных процессов с другими |
||||
физическими явлениями. |
|
|
|
|
|
ая |
|
|
|
|
|
Наибольшее распространение получила электрогидродинамическая |
|||||
аналогия (ЭГДА), использующаябаналогию между стационарной фильтра- |
|||||
цией жидкостей и расчетом |
электрических цепей, предложенная |
Н.Н.Павловским. Существов ние аналогии между этими физическими
процессами объясняется |
однотипностью |
закона Дарси для процесса |
|||||||||||
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
фильтрации жидкости: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
о |
|
н |
q = |
кA |
|
p |
(3.2) |
||
|
|
|
тр |
|
|
|
μ |
L |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
I = |
|
R . |
(3.3) |
||||
и закона Ома для постоянного тока: |
|
|
|||||||||||
|
|
к |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аналогия между физическими величинами в этих уравнениях при- |
|||||||||||||
веденае |
в таблице 3.1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
57 |
|
|
Э
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.1 |
||
|
|
Аналогия между законами Ома и Дарси |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Закон Ома |
|
|
Закон Дарси |
|
|
|
|
Условное |
Физическая величина |
Условное |
Физическая величина |
|
|||
|
обозначение |
|
|
обозначение |
|
|
НИ |
|
|
I |
Сила тока |
|
Q |
Скорость фильтрации |
|
||
|
|
|
|
|
жидкости |
|
|
|
|
1/R |
Электропроводимость |
kA/μ |
гидропроводность |
|
|
||
|
|
|
|
АГ |
|
|||
|
V=∆U/ℓ |
Электрическое напряжение |
∆p/ℓ |
Градиент давления |
||||
|
|
или отношение |
разности |
|
|
ка |
|
|
|
|
потенциалов между двумя |
|
|
|
|
||
|
|
точками к расстоянию меж- |
|
|
|
|
||
|
|
ду ними |
|
|
|
|
|
|
|
Моделирование процесса стационарной фильерации жидкости по |
|||||||
этому способу производится |
в следующей п следовательности. Берут |
|||||||
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
специальную электропроводящую бумагу. Вырезают из нее кусочек, по- |
||||||||
добный по форме площади нефтяной залежи. «Задаюто |
» необходимые гра- |
ничные условия и подключают к точкам-«скважинам» ток. Тогда по бума- |
|||
|
|
|
и |
ге будет протекать ток и установится распределение электрического по- |
|||
|
б |
л |
|
тенциала. Замерив в интересующих точках и пересчитав электрический |
|||
потенциал, находят распределение давления. |
|||
При помощи метода ЭГДА можно моделировать двумерные одно- |
|||
фазные задачи установившейся фильтрации. |
|
||
и |
|
|
|
Преимущество данного метода заключается в том, что решение за- |
|||
дачи удается получить непосредственноб , без применения сложной мате- |
|||
матической теории дифференциального и интегрального исчисления. |
|||
К недостаткам метода можно отнести следующие моменты: во- |
первых, для каждой новой з дачи необходимо заново строить «область»
фильтрации; во-вторых, метод применим только к стационарным задачам. |
|||
|
|
|
ая |
Ко второму типу а алоговых моделей относятся сеточные электри- |
|||
ческие модели, которыен |
достаточно широко использовались в 1950-1970 |
||
годах. Сейчас ни |
полностью вытеснены методами моделирования на |
||
ЭВМ. |
н |
|
|
Наиболее оуниверсальными являются математические модели фильт- |
|||
рационных процессов. |
|
||
Ма ема ические модели представляют собой систему нелинейных |
|||
дифференциальныхтр |
уравнений, описывающих изучаемый процесс, опи- |
||
рающихся на эксперимент и методы решения этих уравнений. |
|||
|
к |
|
|
Математическое моделирование включает в себя следующие этапы: |
|||
е1. Формулировка содержательной постановки задачи: задание облас- |
тилфильтрации, описание характера движения, законов фильтрации, свой-
58
Э
ства жидкостей; обоснование исходных данных; оговариваются допущения и предположения о механизме и условиях протекания изучаемого процесса
2. Формулировка математической постановки задачи: выписываются |
||
|
АГ |
|
или выводятся необходимые дифференциальные уравнения, начальные и |
||
граничные условия; |
|
НИ |
3. Качественное исследование поставленной задачи (доказательство |
существования решения, исследование непрерывности решения и т. п.); 4. Разработка метода решения поставленной задачи: аналитическим
или численным (конечно-разностным). Численное моделиров ние называется вычислительным экспериментом.
5. Выполнение расчетов. Если задача решается численными метода-
сте и дебиты скважин по жидкости - это наиболее простая модель. В этой модели все свойства нефти и воды принимаются одинаковыми.
ми, то составляется программа |
расчета сист мы кон чно-разностных |
||||||||
уравнений на ЭВМ. |
|
|
|
|
|
|
е |
ка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Проверка адекватности математической модели исследуемому |
|||||||||
объекту путем сравнения расчетных и фактическихтданных. |
|||||||||
7. При необходимости производится уточнение математической мо- |
|||||||||
дели. |
|
|
|
|
|
и |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2. Модели движения жидкостей в пласте |
||||||||
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
В расчетах процесса разработки нефтяных месторождений исполь- |
|||||||||
зуются следующие модели: |
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
∙ |
Модель однородной жидкости, |
|
|
||||||
∙ |
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
Модель неоднородной жидкости (2х-, 3х фазной). |
|||||||||
По первой модели можно определить распределение давления в пла- |
|||||||||
|
ая |
б |
|
|
|
|
|
|
|
По второй модели определяют распределение давления, насыщенно-
сти пласта водой и ефтью, дебиты скважин по нефти и воде. Эта модель |
|
н |
|
применяется для расчетов процесса вытеснения нефти водой в пласте, ко- |
|
торая называется модельюн |
многофазного течения. В этой модели учиты- |
вают различие вязк сти и фазовых проницаемостей нефти и воды. Под- |
||
разделяется на п ршневую и непоршневую. |
||
При поршневомо |
вытеснении в пласте образуется две зоны (рис. 3.1): |
|
∙ в первой (передней) зоне движется только нефть, в порах содержится |
||
к |
|
|
связанная вода и нефть; |
||
∙ во второйтр |
(заводненной) зоне – за фронтом вытеснения движется |
только вода, в порах содержится вода и неподвижная остаточная нефть. |
||
л |
В этой модели вода вытесняет подвижную нефть как поршень. Со- |
|
г асное |
||
этой модели в однородном пласте сначала добывается безводная |
||
|
59 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НИ |
|
нефть, при подходе фронта вытеснения к скважине, она мгновенно обвод- |
||||||||||||||||
|
няется до 100 %. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ка |
АГ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.3.1. Схема поршневого вытеснения нефти в д йтиз линейного |
|
|
||||||||||||
|
|
|
пласта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В непоршневой модели вытеснения принимают, что в пласте обра- |
||||||||||||||
|
зуется три зоны (рис.3.2): |
|
б |
л |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
∙ |
|
1- зона движения нефти, |
и |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
∙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2- обширная зона совместного движения смеси нефти и воды, |
|
||||||||||||||
|
∙ |
|
3- зона движения воды. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
По этой модели в однородном пласте сначала также добывается |
||||||||||||||
|
безводная нефть, затем происходит длительный процесс обводненной |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ая |
постепенно увеличивается до 100 %. |
||||||||
|
нефти, при этом обводненностьб |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
о |
н |
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
е |
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
л |
|
Рис. 3.2. Схема непоршневого вытеснения из прямолинейного пласта: |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
1 – заводненная зона – зона движения воды, |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Э |
|
|
|
|
|
|
2 – зона движения смеси нефти и воды, |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
3 – незаводненная зона – зона движения нефти |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|