Влияние характерного расстояния между скважинами на эффективность выработки запасов в условиях трещиновато-пористого коллектора

Коллекторы трещиновато-пористого типа имеют широкое распространение и содержат значительную долю запасов углеводородов. При этом трещиноватость горных пород оказывает значительное влияние на процессы разработки нефтяных месторождений. В частности, заводнение трещиноватых коллекторов может приводить к быстрым прорывам воды к добывающим скважинам. В связи с этим представляется важным исследование влияния характерного расстояния между скважинами (плотность сетки скважин) на эффективность выработки запасов в условиях трещиноватого коллектора.

В работе рассмотрена двумерная двухфазная фильтрация несжимаемых жидкостей в трещиновато-пористом коллекторе. Исследование проведено на примере трех вариантов систем трещин с одинаковой плотностью, характеризуемых при этом разной степенью связности. Данные варианты системы трещин получены путем случайной генерации: каждая трещина в системе имела случайную длину, положение и ориентацию. распределение трещин по длинам подчинялось степенному закону. Моделирование фильтрации в трещиновато-пористой среде проведено с помощью модели дискретных трещин. Исследовано влияние характерного расстояния между скважинами на эффективность выработки запасов.

Исследование зависимости эквивалентной проницаемости и коэффициента извлечения нефти от характерного расстояния между скважинами показало, что в условиях трещиноватого коллектора размещение добывающих и нагнетательных скважин на малом расстоянии друг от друга в зависимости от структуры системы трещин может быть либо неэффективным, либо связано с повышенным риском.

1. Баренблатт Г.И., Желтов Ю.П., Кочина И.Н. (1960). Об основных представлениях теории фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах. Прикладная математика и механика, 24(5), с. 852–864.

2. Блонский А.В., Митрушкин Д.А., Савенков Е.Б. (2017). Моделирование течений в дискретной системе трещин: физико-математическая модель. Препринты ИПМ им. М.В.Келдыша, 65, 28 с. https://doi.org/10.20948/prepr-2017-65

3. Владимиров И.В., Надыров А.И. (2016). Влияние расстояния между стволами горизонтальных скважин на коэффициент извлечения нефти. Sciences of Europe, 7–2(7), с. 18–23.

4. Желтов Ю.П. (1986). Разработка нефтяных месторождении. М: Недра, 333 с.

5. Жуков В.С., Моторыгин В.В. (2022). Распространение трещинных коллекторов на Чаяндинском месторождении (Восточная Сибирь). Георесурсы, 24(3), c. 84–89. https://doi.org/10.18599/grs.2022.3.7

6. Захаров В.С. (2008). Характеристики самоподобия сейсмичности и сетей активных разломов Евразии. Электронное научное издание «ГЕОразрез», 1(1), с 1–20.

7. Закиров С.Н. (2002). Анализ проблемы «плотность сетки скважиннефтеотдача». М: Издательский Дом «Грааль», 314 с.

8. Каневская Р. Д. (2002). Математическое моделирование гидродинамических процессов разработки месторождений углеводородов. МоскваИжевск: Институт компьютерных исследований, 140 с.

9. Легостаев Д. Ю., Родионов С. П. (2021). Численное исследование двухфазной фильтрации в трещиновато-пористой среде на основе моделей пороупругости и дискретных трещин. Прикладная механика и техническая физика, 62(3), с. 126–136. https://doi.org/10.15372/PMTF20210312

10. Легостаев Д. Ю., Родионов С. П. (2023). Численное исследование влияния структуры системы трещин на фильтрацию жидкости в пороупругой среде. Известия РАН. Механика жидкости и газа, 4, с. 93–107. https://doi.org/10.31857/S1024708422600543

11. Лушпеев В.А., Соколов А.Н., Гальцева О.А., Салимгареева Э.М. (2023). Методические основы для обоснования трудноизвлекаемых запасов карбонатного коллектора. Актуальные проблемы нефти и газа, 2(41), с. 201–215. https://doi.org/10.29222/ipng.2078-5712.2023-41.art14

12. Пергамент А. Х., Томин П. Ю. (2011). Об исследовании функций относительных фазовых проницаемостей для анизотропных сред. Матем. моделирование, 23(5), с. 3–15.

13. Пичугин О. Н., Родионов С. П., Соляной П. Н., Гаврись А. С., Косяков В. П., Кошеверов Г. Г. (2015). Принципы оптимизации систем заводнения месторождений, осложненных малоамплитудными тектоническими нарушениями. Российская нефтегазовая техническая конференции SPE, SPE-176697-MS. https://doi.org/10.2118/176697-MS

14. Щекин А.И., Васильев В.А., Николайченко А.С., Коломийцев А.В. (2021). Промысловая классификация трещиноватых коллекторов кристаллического фундамента. Георесурсы, 23(3), c. 90–98. https://doi.org/10.18599/grs.2021.3.12

15. Bakhtizin R. N., Nurgaliev R. Z., Fattakhov I. G., Semanov A. S., Semanova A. I. (2023). Designing horizontal wells in carbonate reservoirs using geological and hydrodynamic modeling tools. SOCAR Proceedings, Special Issue, pp. 46–51. https://doi.org/10.5510/ogp2023si100829

16. Bonnet E., Bour O., Odling N.E., Davy P., Main I., Cowie P., Berkowitz B. (2001). Scaling of fracture systems in geological media. Reviews of Geophysics, 39, pp. 347–383. https://doi.org/10.1029/1999RG000074

17. Bour O., Davy P. (1997) Connectivity of random fault networks following a power law fault length distribution. Water resources research, 33(7), pp. 1567–1583. https://doi.org/10.1029/96WR00433

18. Geuzaine C., Remacle J.-F. (2009). Gmsh: A 3-D finite element mesh generator with built-in pre- and post-processing facilities. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 79(11), pp. 1309–1331. https://doi.org/10.1002/nme.2579

19. Gutierrez M., Youn D. (2015). Effects of fracture distribution and length scale on the equivalent continuum elastic compliance of fractured rock masses. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 7(6), pp. 626–637. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2015.07.006

20. Karimi-Fard M., Durlofsky L.J., Aziz.K. (2004). An Efficient DiscreteFracture Model Applicable for General-Purpose Reservoir Simulators. SPE Journal (SPE 88812), pp. 227–236. https://doi.org/10.2118/88812-PA

21. Kharrat R., Ott H. (2023). A Comprehensive Review of Fracture Characterization and Its Impact on Oil Production in Naturally Fractured Reservoirs. Energies, 16(8), 3437. https://doi.org/10.3390/en16083437

22. Legostaev D. Yu., Rodionov S. P. (2024). Numerical Investigation of the Structure of Fracture Network Impact on Interwell Conductivity. Lobachevskii Journal of Mathematics, 45(5), pp. 2076–2084. https://doi.org/10.1134/S1995080224602261

23. Lei Q., Wang X. (2016). Tectonic interpretation of the connectivity of a multiscale fracture system in limestone. Geophysical Research Letters, 43, pp. 1551–1558. https://doi.org//10.1002/2015GL067277

24. Liu R., Li B., Jiang Y., Huang N. (2016). Review: Mathematical expressions for estimating equivalent permeability of rock fracture networks. Hydrogeology Journal, 24(7), pp. 1623–1649 https://doi.org/10.1007/s10040-016-1441-8

25. Nelson R.A. (2001). Geologic Analysis of Naturally Fractured Reservoirs. 2nd ed. Gulf Professional Publishing, 352 p. https://doi.org/10.1016/B978-088415317-7/50004-X

26. Warren J.E., Root P.J. (1963). The Behavior of Naturally Fractured Reservoirs. Society of Petroleum Engineers Journal, 3(03), pp. 245–255. https://doi.org/10.2118/426-PA