Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

давления. При фиксированном расстоянии между скважинами, если угол между прямой, соединяющей скважины, и осью трещины более 45°, то давление в скважине-наблюдателе слабо чувствительно к величине этого угла. Особенности исследования интерференции в протяженных линейных системах, когда все течение в пласте направлено вдоль линии, соединяющей скважины, рассмотрены в работах [139, 244].

Интерференция скважин в пласте при массовом проведении гидравлического разрыва изучалась И.М. Муравьевым, Го Шан-пин [73] для упругого и жестководонапорного режимов фильтрации методом фильтрационных сопротивлений. Рассматривалась полосообразная залежь с рядной системой расстановки скважин. Показано, что увеличение дебитов рядов эксплуатационных скважин, в которых проводился разрыв, всегда сопровождается снижением дебитов остальных эксплуатационных рядов, а разрыв пласта в нагнетательных скважинах вызывает рост дебитов из всех эксплуатационных скважин. Гидроразрывом только в эксплуатационных скважинах нельзя добиться значительного прироста добычи жидкости без интенсификации нагнетательных скважин.

Влияние интерференции скважин на эффективность гидроразрыва при периодических площадных и рядных системах расстановки добывающих и нагнетательных скважин изучалось В.М. Ентовым, В.В. Мурзенко [28], В.В. Мурзенко [74]. Рассматривалась стационарная однофазная фильтрация в элементах параллельной, пяти- и девятиточечной систем расстановки скважин. В случае трещин бесконечной проводимости решение задачи было получено методом конформных отображений, особенности поведения решения при конечной проводимости трещин исследовались численно методом конечных элементов. Показано, что при стационарной однофазной фильтрации эффекты, связанные с ориентацией трещин, малы. Отмечено существенное увеличение коэффициента продуктивности эксплуатационных скважин в случае, когда трещины созданы во всех скважинах, по сравнению со случаем, когда они созданы только в добывающих или только в нагнетательных скважинах.

2.8. ЧИСЛЕННЫЕ МОДЕЛИ ФИЛЬТРАЦИИ В ПЛАСТЕ

С ТРЕЩИНАМИ ГИДРОРАЗРЫВА

Только детальный гидродинамический анализ и математическое моделирование участка пласта или объекта в целом позволяют проанализировать влияние распределения неоднородности пласта и интерференции скважин, определить параметры и оптимальное размещение гидроразрывов на объекте. Наиболее высокая эффективность гидроразрыва может быть достигнута при проектировании его применения как элемента системы разработки с учетом системы размещения скважин и оценкой их взаимовлияния при различных сочетаниях обработки добывающих и нагнетательных скважин.

В общем случае анализ сложных двух- или трехмерных многофазных течений в системе скважин с трещинами гидроразрыва возможен только на основе численного моделирования [2, 59, 67, 89], позволяющего учесть особенности строения объекта [19, 96], свойства жидкостей, расстановку скважин, направление трещин и т.п.

Одновременное моделирование течения в пласте и в трещине конечно-разностными методами сопряжено с большими сложностями (вычислительными и методическими), связанными с необходимостью введения расчетных ячеек, размеры которых различаются на несколько порядков, и использованием мелких временных шагов. Поэтому подход с одновременным моделированием течения в пласте и в трещине при помощи конечно-разностных алгоритмов обычно применяется при решении задач, которые ставятся для отдельно взятой скважины, например для расчета фильтрации и утечек в пласт жидкости разрыва при моделировании возникновения и распространения трещины [218, 219, 221] или для идентификации параметров пласта и трещины по данным неустановившейся фильтрации [106, 162, 170]. При этом фильтрация в пласте полагается двух- или трехмерной. Трещина считается прямоугольной, течение в трещине одномерное, обмен жидкостью между пластом и трещиной осуществляется только через боковые поверхности. Трещина ориентирована вдоль одной из осей разностной сетки и представлена рядом ячеек малой ширины, высокой проницаемости и пористости. В окрестности скважины и трещины необходимо измельчение разностной сетки. Как уже указывалось,

такие модели могут использоваться как составная часть комплексной модели возникновения и развития трещины и недостаточно эффективны при моделировании процессов разработки месторождений, когда требуется расчет сложных фильтрационных течений в системе скважин с трещинами гидроразрыва.

Альтернативными являются полностью расщепленные модели, в которых раздельно рассматриваются трещина и пласт. В модели, рассчитывающей геометрию трещины и перенос проппанта, фильтрацию в пласт учитывают упрощенно, путем введения коэффициента утечек. Для пласта используют обычные фильтрационные модели, в которых эффекты, связанные с наличием трещины, учитываются косвенно, путем модификации каких-либо свойств пласта, приписываемых расчетным блокам, содержащим трещину. Причем эти изменения, как правило, вносятся в фильтрационную модель вручную. В частности, распространен подход, когда для скважин с трещинами гидроразрыва задают увеличенный радиус или коэффициент продуктивности. Следует отметить, что этот подход дает удовлетворительные результаты только в случае, когда трещина гидроразрыва содержится внутри одной расчетной ячейки.

A. Settari, R.C. Bachman, K.A. Hovern, S.G. Paulsen [220], A. Settari, Y. Ito, K.N. Jha [222], A. Settari, P.J. Puchir, R.C. Bachman [223] предлагают частичное расщепление моделей пласта и трещины. При этом разностные сетки для пласта и для трещины независимы, а дополнительный модуль - специальный интерфейс -осуществляет "стыковку" моделей, пересчитывая модифицированные параметры скважин и расчетных блоков, внутри которых расположена трещина. В модели пласта трещина не моделируется отдельными расчетными блоками. Важными преимуществами применения независимых разностных сеток являются возможность использования достаточно крупной разностной сетки в модели пласта и более высокая чувствительность модели при расчете процесса роста трещины. При этом повышается вычислительная эффективность программ и снижается требуемый объем памяти. В результате расчета параметров трещины вычисляются проводимости блоков для сеточной модели трещины TXm. Предполагается, что трещина направлена вдоль оси x. Затем вычисляется общая проводимость трещины между блоками i и i + 1 модели пласта;