tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2020-2-26-37tumnig-829Research ArticleБУРЕНИЕ СКВАЖИН И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙDRILLING OF WELLS AND FIELDS DEVELOPMENTАнализ решений температурной модели Маскета — Леверетта для разных типов нефтейAnalysis of solutions of the Muskat — Leverett non-isothermal model for different types of oilsБочаровО. Б.BocharovO. B.

Бочаров Олег Борисович, к. ф.-м. н., доцент

г. Новосибирск

Oleg B. Bocharov, Candidate of Physics and Mathematics, Associate Professor

Novosibirsk

ТелегинИ. Г.TeleginI. G.

Телегин Игорь Григорьевич, к. ф.-м. н., доцент кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

г. Тюмень

Igor G. Telegin, Candidate of Physics and Mathematics, Associate Professor at the Department of Development and Exploitation of Oil and Gas Fields

Tyumen

igtelegin@yandex.ruНовосибирский технологический центр АО «Бейкер Хьюз»РоссияNovosibirsk Technology Center Baker Hughes JSCRussian FederationТюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation202002062020022637Copyright © Бочаров О.Б., Телегин И.Г., 20202020Бочаров О.Б., Телегин И.Г.Bocharov O.B., Telegin I.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/829

В работе численными методами анализируются особенности решений неизотермической модели двухфазной фильтрации Маскета — Леверетта с постоянными остаточными насыщенностями. Рассматривается структура решений задач термозаводнения для мало- и высоковязких видов нефти. Приведены типичные решения для различных характерных видов функциональных параметров модели. В работе показано, что вытеснение высоковязкой нефти горячей водой является эффективным методом увеличения нефтеотдачи. В частности, если в случае термозаводнения месторождения с маловязкой нефтью нефтеотдача увеличивается всего на несколько процентов, то для месторождения с высоковязкой нефтью термозаводнение увеличивает нефтеотдачу на десятки процентов. Показано, что для повышения эффективности термозаводнения необходимо закачивать горячую воду с минимально возможным капиллярным параметром. Высокая суммарная скорость фильтрации уменьшает суммарные потери тепла через кровлю и подошву пласта. Численные эксперименты показали, что для адекватного моделирования термозаводнения кроме учета изменения вязкости нефти необходимо учитывать действие капиллярных сил и вариацию относительных фазовых проницаемостей в процессе эксплуатации нефтяного месторождения.

In this article, numerical methods are used to analyze the features of solutions to the non-isothermal Muskat — Leverett two-phase filtration model. The structure of solutions to thermal waterflooding problems for low-viscosity and high viscosity types of oil is considered. Typical solutions for different types of functional parameters of the model are shown. The simulations show that hot water displacement of high-viscosity oil is an effective method of increasing oil recovery. In particular, if in the case of thermal flooding the reservoir with low-viscosity oil, recovery increases by only a few percent, then for a field with high viscosity oil, thermal flooding increases oil recovery by tens of percent. It is shown that in order to increase the efficiency of the thermal flooding it is necessary to pump hot water with the minimum possible capillary parameter. High total filtration rate reduces total heat loss through the roof and sole of the formation. Numerical experiments have shown that for an adequate simulation of thermal flooding, in addition to taking into account changes in oil viscosity, it is necessary to take into account the action of capillary forces and the variation of relative phase permeability during the operation of the oil field.

модель Маскета — Левереттакапиллярное давлениефункция ЛевереттаводонасыщенностьMuskat — Leverett modelcapillary pressureLeverett's functionwater saturationReferencesАлишаев М. Г., Розенберг М. Д., Теслюк Е. В. Неизотермическая фильтрация при разработке нефтяных месторождений / Под ред. Г. Г. Вахитова. – М.: Недра,1985. – 271 с.Alishaev, M. G., Rozenberg, M. D., & Teslyuk, E. V. (1985). Neizotermicheskaya fil'tratsiya pri razrabotke neftyanykh mestorozhdeniy. Moscow, Nedra Publ., 271 p. (In Russian).Байбаков Н. К., Гарушев А. Р. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений. – М.: Недра, 1977. – 238 с.Baybakov, N. K., & Garushev, A. R. (1977). Teplovye metody razrabotki neftyanykh mestorozhdeniy. Moscow, Nedra Publ., 238 p. (In Russian).Бадалянц Г. А. Огаджанянц В. П. Исследование влияния температуры на содержание связанной воды в пористых средах // Исследование в области разработки нефтяных месторождений и гидродинамики пласта: сб. науч. тр. Вып. 57. – М: ВНИИ Нефтегаз, 1976. – C. 43–46.Badalyants, G. A. & Ogadzhanyants, V. P. (1976). Issledovanie vliyaniya temperatury na soderzhanie svyazannoy vody v poristykh sredakh. Issledovanie v oblasti razrabotki neftyanykh mestorozhdeniy i gidrodinamiki plasta, (57). Moscow, VNII Neftegaz Publ., pp. 43-46.Боксерман А. А., Якуба С. И. Численное исследование процесса вытеснения нефти паром // Механика жидкости и газа. – 1987. – № 4. – С.78–84.Bokserman, A. A., & Yakuba, S. I. (1987). Chislennoe issledovanie protsessa vytesneniya nefti parom. Mekhanika zhidkosti i gaza, (4), pp. 78-84. (In Russian).Боксерман А. А., Якуба С. И. О расчетах процесса вытеснения нефти оторочками пара / Тр. ВНИИнефть. – 1977. – Вып. 61. – C. 76–85.Bokserman, A. A., & Yakuba, S. I. (1977). O raschetakh protsessa vytesneniya nefti otorochkami para. Trudy VNIIneft', (61), pp. 76-85.Булыгин В. Я. Гидромеханика нефтяного пласта. – М.: Недра, 1974. – 230 c.Bulygin, V. Ya. (1974). Gidromekhanika neftyanogo plasta. Moscow, Nedra Publ., 230 p. (In Russian).Булыгин В. Я., Локотунин В. А. Исследование неизотермической фильтрации двухфазной жидкости // Численное решение задач фильтрации многофазной несжимаемой жидкости: сб. науч. тр. – Новосибирск, 1977. – С. 44–51.Bulygin, V. Ya., & Lokotunin, V. A. (1977). Issledovanie neizotermicheskoy fil'tratsii dvukhfaznoy zhidkosti. Chislennoe reshenie zadach fil'tratsii mnogofaznoy neszhimaemoy zhidkosti. Novosibirsk, pp. 44-51. (In Russian).Булыгин В. Я., Кожеватов Ю. И., Локотунин В. А. Расчеты процессов тепло- и массопереноса при вытеснении нефти водой // Численное решение задач фильтрации многофазной несжимаемой жидкости: сб. науч. тр. – Новосибирск, 1980. – С. 53–58.Bulygin, V. Ya., Kozhevatov, Yu. I., & Lokotunin, V. A. (1980). Raschety protsessov teplo- i massoperenosa pri vytesnenii nefti vodoy. Chislennoe reshenie zadach fil'tratsii mnogofaznoy neszhimaemoy zhidkosti. Novosibirsk, pp. 53-58. (In Russian).Рубинштейн Л. И. Температурные поля в нефтяных пластах. – М.: Недра, 1972. – 276 с.Rubinshteyn, L. I. (1972). Temperaturnye polya v neftyanykh plastakh. Moscow, Nedra Publ., 276 p. (In Russian).Чекалюк Э. Б. Термодинамика нефтяного пласта. – М.: Недра, 1965. – 238 с.Chekalyuk, E. B. (1965). Termodinamika neftyanogo plasta. Moscow, Nedra Publ., 238 p. (In Russian).Бочаров О. Б., Монахов В. Н. Краевые задачи неизотермической двухфазной фильтрации в пористых средах // Динамика сплошной среды: сб. науч. тр. / ИГиЛ СО РАН. – 1988. – Вып. 86. – С. 47–59.Bocharov, O. B., & Monakhov, V. N. (1988). Kraevye zadachi neizotermicheskoy dvukhfaznoy fil'tratsii v poristykh sredakh. Dinamika sploshnoy sredy, (86), pp. 47-59. (In Russian).Бочаров О. Б., Телегин И. Г. О некоторых особенностях неизотермической фильтрации несмешивающихся жидкостей // Теплофизика и аэромеханика. – 2002. – Т. 9, № 3. – С. 459–467.Bocharov, O. B., & Telegin, I. G. (2002). On some peculiarities of nonisothermal filtration of immiscible fluids. Thermophysics and Aeromechanics, 9(3), pp. 459-467. (In Russian).Бочаров О. Б., Телегин И. Г. Численное исследование неизотермической фильтрации несмешивающихся жидкостей в гравитационном поле // Теплофизика и аэромеханика. – 2004. – Т. 11, № 2. – C. 281–290.Bocharov, O.B., & Telegin, I. G. (2004). Numerical study of non-isothermal filtration of immiscible fluid in gravitational field. Thermophysics and Aeromechanics, 11(2), pp. 281-290. (In Russian).Бочаров О. Б., Телегин И. Г. Анализ влияния гравитационных сил на распределение водонасыщенности вблизи нефтяных скважин // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2011. – № 3. – C. 30–35.Bocharov, O.B., & Telegin, I. G. (2011). Analysis of gravity forces influence on water saturation distribution near the oil wells. Higher Educational Institutions News. Neft' i Gas, (3), pp. 30-35. (In Russian).Самарский А. А. Введение в теорию разностных схем. – М.: Наука. – 1971. – 552 с.Samarskiy, A. A. (1971). Vvedenie v teoriyu raznostnykh skhem. Moscow, Nauka Publ., 552 p. (In Russian).Бочаров О. Б., Кузнецов В. В., Чехович Ю. В. О структуре решений задачи Раппопорта-Лиса // Динамика сплошной среды: сб. науч. тр. / Ин-т гидродинамики СО АН СССР. – Новосибирск. – 1988. – Вып. 85. – С. 13–21.Bocharov, O. B., Kuznetsov, V. V., & Chekhovich, Yu. V. (1988). O strukture resheniy zadachi Rappoporta-Lisa. Dinamika sploshnoy sredy, (85). Novosibirsk, pp. 13-21. (In Russian).Грачев С. И., Хайруллин А. А., Хайруллин Аз. А. Аппроксимация относительных фазовых проницаемостей кубической параболой // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2012. – № 2. – С. 37–43.Grachev, S. I., Khairullin, A. A., & Khairullin, Az. A. (2012). Approximation of relative phase permeabilities by cubic parabola. Higher Educational Institutions News. Neft' i Gas, (2), pp. 37-43. (In Russian).Развитие исследований по теории фильтрации в СССР (1917–1967) / Отв. ред. П. Я. Полубаринова-Кочина. – М: Наука, 1969. – 546 с.Polubarinova-Kochina, P. Ya. (Ed.) (1969). Razvitie issledovaniy po teorii fil'tratsii v SSSR (1917-1967). Moscow, Nauka Publ., 546 p. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.