Расчет показателей разработки слоисто-неоднородного пласта полимерным заводнением на основе модели линейного вытеснения

Полимерное вытеснение является одним из самых эффективных методов увеличения нефтеотдачи, т.к. расчет показателей разработки полимерным заводнением имеет большое значение. В процессе разработки нефтяного месторождения жидкость имеет три режима течения: линейный, радиальный и полусферический поток. Линейный – самый простой, данная работа сделана на основе модели линейного вытеснения.

Известно, что степень неоднородности пласта оказывает решающее влияние на нефтеотдачу. Неоднородность является фактором, определяющим эффективность разработки месторождений и величину коэффициента охвата при заводнении. Для проведения разработки нефтяного месторождения важно учитывать слоистую неоднородность пласта. В этом случае пласт представляет собой несистемное распределение различных пород, составляющих пропластки, каждый из которых характеризуется собственным набором геолого-физических свойств.

Для расчета необходимо сгенерировать распределение проницаемости по вертикали, используя коэффициент Дикстра-Парсонса. Коэффициент означает неоднородность пласта. Значение меняется от нуля до одного.

где, – среднее геометрическое значение проницаемости, FGT – fraction greater than, вероятный процент образцов в выборке, имеющих более высокую проницаемость; i – номер пропластка (номер индекса); n – количество пропластков; – дисперсия натуральных логарифмов значений проницаемости.

Зная среднее геометрическое значение проницаемости, количество пропластков и коэффициент Дикстра-Парсонса, можно рассчитать проницаемость по вертикали по формулам. На рисунке показано распределение проницаемости.

Пусть при заводнении общее падение давления в пласте остается постоянным:

где, z – расстояние до фронта вытеснения; h – мощность пласта; w – ширина пласта; L – длина пласта; qw – объемный расход воды; qo – объемный расход нефти; ∆P – перепад давления в пласте; ∆Pw – перепад давления в водяной части пласта; ∆Po – перепад давления в нефтяной части пласта.

Получаем графики времени прорыва:

Получая распределение проницаемости, можно построить прогнозы по добыче нефти и коэффициенту охвата по мощности для двух стратегий разработки: заводнение и полимерное заводнение.

До времени прорыва рассматривается только добыча нефти, после прорыва добывается только вода. Выражение для расхода:

При полимерном заводнении нужно рассчитать вязкость полимерного раствора.

Выражение для расчета коэффициента подвижности:

Построены графики зависимости коэффициента охвата, добычи нефти и обводненности во времени:

На основе графиков можем сделать следующие выводы:

1) При сравнении заводнения и полимерного заводнения видно, что полимерный раствор способствует выравниванию фронта вытеснения, в результате этого время прорыва больше, водный раствор проникает глубже, значение коэффициента охвата выше, чем при заводнении.

2) Со временем коэффициент охвата снижается.

3) Из-за высокой вязкости полимерного раствора нефть вытесняется медленнее, накопленная добыча нефти становится выше.

4) Благодаря высокой вязкости полимерного раствора фронт вытеснения ровнее, обводненность ниже, чем традиционное заводнение в то же время, время достижения обводненности 95 % позднее.

Литература

1. Шевелев, А.П. Разработка математических моделей для прогнозирования характерных линейных размеров зоны дренирования пласта и воздействия дисперсных частиц на пласт с трещиной авто-ГРП / А.П. Шевелев, А.Я. Гильманов, Е.П. Канонирова // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333, № 12. – С. 111–121. – DOI 10.18799/24131830/2022/12/3778.

2. Belgrave, J.D.M., & Win, T. (1993, January 1). Vertical Sweep Efficiency and Oil Recovery from Gas Injection in Heterogeneous Horizontal Reservoirs. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/26085-MS.