Диссертация (1172988), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Набор входных данных для построения моделей является сложной задачей. Приэтом данные о свойствах и структуре продуктивных пластов, свойствах пластовыхфлюидов, и информации о режимах работы скважин преобразуются к требуемомутипу для ввода в гидродинамические модели. Сегодня многие из необходимыхпараметров для создания моделей остаются недостаточно изученными, вследствиечего построение трехмерных гидродинамических моделей на основе имеющейсягеологической информации является очень важным.
Поэтому в этой работереализованы элементы симметрии систем размещения скважин для оценки83масштабов и направленности влияния разных факторов на основные показателиразработки и получения общих закономерностей, характеризующих исследуемыйпроцесс.Для проведения расчетов с использованием трехмерных гидродинамическихмоделей используется семейство симуляторов Eclipse от компании Schlumberger. Онопредоставляет наиболее полный набор решений в индустрии для численногомоделирования динамического поведения всех типов коллекторов, флюидов, степенейструктурной и геологической сложности и систем разработки [115].
Eclipse такжеимеет множество дополнительных опций, которые применяются для решениясопутствующих задач и учета различных характеристик модели, специальноразработанные для моделирования разработки метаноугольных месторождений [116].Основные исходные данные для создания гидродинамической моделиПри моделировании объектов газоносных угольных пластов возникаетнеобходимость учета таких факторов как двойная пористость, газосорбционнаяспособность и метаноносность, эффект сжимаемости угольной породы, изменчивостьпористости и проницаемости угольной породы в ходе разработки и т.д.
Кроме того,при создании гидродинамической модели обычно принимаются следующие условияи допущения:• модели двухфазной фильтрации несмешивающихся жидкостей;• модели фильтрации в среде с двойной пористостью, состоящей из двухнесвязанных систем – матрица угольной породы и проводящие трещины;• модели адсорбции и диффузии, основанные на изотерме Ленгмюра;• расчет полей давления и насыщенности осуществляется по схеме разностногорешения уравнений материального баланса совместно с уравнениями движения длякаждой из фаз;• скелет угольного пласта - упруго-деформируемый;• эффект сжимаемости и изменчивость пористости и проницаемости угольнойпороды в ходе разработки определяются по модели Palmer-Mansoori [87];• физико-химические свойства газа и воды зависят от пластового давления изадаются в табличном виде;84• гравитационные и капиллярные силы учитываются явным образом;• скважины проходят через центр расчетного блока.Основные свойства пластовых флюидов рассчитаны по данным лабораторныхфизико-химических исследований угольных кернов из шести параметрическихскважин на участке QD.
Качество углей определено в результате технического анализапо стандартным методикам на образцах керна. Основные геолого-физическиехарактеристики угольных пластов (пористость, проницаемость, метаноносность,насыщенности и др.) определены на основе интерпретации сейсмическихисследований, по данным геофизических исследований скважин, по результатамгидродинамических исследований пласта и изучения керна в лаборатории.Прежде чем создать гидродинамические модели проведен процесс осредненияскважинных данных в ячейки трехмерной сетки.
Значения свойств рассчитаны каксредние арифметические и также со взвешиванием по мощности угольных пластов.По данным лабораторных измерений анизотропии проницаемости угольныхпластов бассейна Qinshui, соотношение проницаемостей по направлению главного ивторичного кливажей составляет 1:0,478, по вертикали – 10:1, т.е. вертикальнаяпроницаемость в 10 раз меньше горизонтальной [117, 118]. Забойное давление приустановившемся режиме работы скважины принято 0,5 МПа [119-122]. Важноотметить, что при изменении забойного давления больше 0,05 МПа/сут происходитповреждение угольного пласта и образуется угольная крошка [123], поэтому вгидродинамической модели скорость понижения забойного давления не должнапревышать это значение. При моделировании забойное давление постепенноснижается до 0,5 МПа, потом скважины работают в режиме постоянного забойногодавления.Другой важный момент при построении модели – определение относительныхфазовых проницаемостей (ОФП) угольной породы для газа и воды.
Однако, гораздоменьше работы было сделано для измерения ОФП угольных пластов за последние 20лет [124], несмотря на то, какую важную роль они играют для добычи МУП. Принедостатке информации одним из решений может стать обращение к аналогичнымпроектам, данные которых известны и доступны. Для этой работы ОФП взяты с85участка Panhe (одни из участков бассейна Qinshui с проницаемостью коллектора 0,15– 2,00 мД, которые аналогичны значениям проницаемости на участке QD). УчастокPanhe находится на юге на расстоянии примерно 35 км от рассматриваемого участкаQD.
ОФП на участке Panhe определены в лаборатории по методу стационарной(установившейся) фильтрации [125], и показаны на рисунке 2.13.Рисунок 2.13 Кривые относительных фазовых проницаемостейдля воды и газаОстальные геолого-физические характеристики моделируемого объекта иметоды измерения параметров приведены в таблице 2.18.Одной из главных особенностей гидродинамических моделей в этой работеявляется наличие промежуточного пласта мощностью 77,7 м, отделенного от выше- инижележащих угольных пластов. Основные опорные поверхности трехмерноймодели месторождения представлены поверхностями кровли пласта S и подошвыпласта SW.
Модель содержит семь зон, соответствующих основным продуктивнымпластам, кровлям, подошвам, и промежуточному пласту. В качестве базового вариантадля моделирования используется модель со следующими параметрами – размерность100*100*32 ячеек (длина, ширина и высота соответственно), размеры ячеек внаправлениях Х и Y составляют 3,6 м и 2,5 м, в направлении Z – разные. Общееколичество ячеек базового варианта модели 320000. Для базового вариантамоделированияразработки используетсяпростейший элемент залежи–сиспользованием одной добывающей скважины в центре моделируемой области.
Для86моделирования разработки залежей с применением разных способов заканчивания иархитектуры скважин используются различные модели, которые различаютсяглавным образом по размерности и фонду добывающих скважин, что более подробноописываются в соответствующих главах.Таблица 2.18 Параметры гидродинамической сетки модели участка QD№ Параметры1Глубина, м23Мощность пласта, мПроницаемость i/j/k, мД4Пористость, %56789101112131415161718192021Градиент давления,МПа/100мУгол наклона пласта, °Метаноносность, м3/тОбъем Ленгмюра, м3/тДавление Ленгмюра, МПаВремя сорбции, сутКоэфф.
диффузии, м2/сутПлотность породы угля,т/м3Сжимаемость породыугля, 1/МПаКоэфф. ПуассонаМодуль упругости, ГПаПлотность газа по воздуху,доли ед.Вязкость воды, мПа*сВязкость газа, мПа*сПластовая температура, °CНачальная водонасыщенность в трещине, %Мин.
забойное давление,МПа22 Срок эксплуатации, летПласт SПласта SWИсточники данныхГИС И газовый709,42805,37каротаж6,404,17ГИС И сейсмика2,13/1,02/0,15 1,69/0,81/0,12 ГДИСЭксперимент на5,025,35кернах0,720,75ГДИС4,0815,731,652,194,310,024,0819,932,282,184,520,02ГИСЭкспериментЭкспериментЭкспериментЭкспериментЭксперимент1,451,44Эксперимент5,94*10-45,56*10-4Эксперимент0,3020,50,3220,7ЭкспериментЭксперимент0,6180,607Эксперимент0,831,02*10-530,20,831,02*10-532,1ЭкспериментЭкспериментГИС95,096,0Эксперимент0,50,5Статьи [119-122]10-1510-15Статьи [38, 43,126, 127].Таким образом, созданные гидродинамические модели угольных пластов участкаQD могут служить основой для обоснования бурения и заканчивания скважин,87составления планов разработки, прогноза динамики добычи и экономической оценкиэффективностиразработки.Врезультатемноговариантныхпрогнозныхгидродинамических расчетов рассчитываются объемы добычи метана, достигаемаягазоотдачаидругиепоказатели,определяющиеэффективностьместорождения для каждого из вариантов заканчивания скважин.разработки88ГЛАВА 3.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА КАВЕРНЫ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИНС КАВИТАЦИЕЙ НА УЧАСТКЕ QD3.1Разработка алгоритма расчета размера каверны при заканчиваниискважин с кавитациейКак упоминалось выше, в зависимости от конкретных геологических условий ифизико-механических свойств углей применяются разные способы создания каверн.В данной работе при определении размера каверн не учитывается способ и процесссоздания каверн, а рассматривается окончательное напряженное состояние стенокскважины после создания каверн, при котором горная порода держится и сохраняетсяее устойчивость.В представляемой работе при определении радиуса каверн предположим, чтопласт – однородный, изотропный, неограниченный, горизонтальный, имеетпостоянную мощность, и является линейно-упругой пористой средой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
