Диссертация (1173029), страница 8
Текст из файла (страница 8)
В модели DFN трещины представленысетками, дискретно расположенными в блоке матрицы. С помощью модели DFNвозможно подробно описывать геометрию и фильтрационно-емкостныесвойства трещин. Однако указано, что в результате ГРП образуется сложнаясистема трещин в сланцевых толщах и при этом с применением существующихтехнологий сейсморазведки невозможно определить точное распределениетрещин и фильтрационно-емкостные свойства трещин поэтому практическоеприменение модели DFN в определенной степени ограничено. Даже когдараспределение и фильтрационно-емкостные свойства трещин известны,43создание модели DFN требует большого количества времени и модель DFNтакже требует сравнительно большого объема вычислений.
Более того,применение модели DFN также осложняет процесс адаптации параметровмодели в соответствии с реальными данными разработки (history matching) [129].В модели двойной пористости пористая среда разделена на блоки матрицыс крайне низкой проницаемостью и высокой пористостью и трещины с высокойпроницаемостью и низкой пористостью. В модели двойной пористостипренебрегается перетоком флюида между блоками матрицы, т.е. блоки матрицырассмотрены как равномерно распределенные источники флюида.
Флюид течетиз блоков матрицы в трещины, и впоследствии из трещин в забой скважины.Warren и Root впервые предложили модель двойной пористости, в которойодинаковые блоки матрицы окружаются прямоугольной сетью трещин [130](рисунок 2.1). Блоки матрицы могут быть в разных формах: прямоугольной,сферической и цилиндрической.
Установлено, что форма блока матрицыоказывает незначительное влияние на результаты модели [ 131 ]. Такжепредложена модель двойной пористости, в которой матрица разделяется рядомпараллельных, равномерно распределенных, горизонтальных трещин [ 132 ](рисунок 2.2).
В модели двойной пористости предложенной Warren и Rootучтено псевдоустановившееся течение в матрице. Впоследствии, разработанымодели двойной пористости, в которых учтено неустановившееся течение вматрице [132, 133 ]. По физической сущности модель, учитывающаянеустановившееся течение в матрице является более универсальной [134].Рисунок 2.1-Модель двойной пористости [130]44Рисунок 2.2-Модель двойной пористости [132]Совмещенная модель двойной пористости и двойной проницаемостиотличается от модели двойной пористости тем, что учитывает поток из блоковматрицы в забой скважины. Указано, что когда отношение проницаемоститрещины к сумме проницаемостей трещины и матрицы равно 1 модель двойнойпористости и двойной проницаемости превращается в модель двойнойпористости [135].Для сланцевых толщ также предложены модели тройной пористости, вкоторых на основе модели двойной пористости блок матрицы еще разделен наблоки матрицы, окруженные микротрещинами [ 136 ] или на блоки матрицынеорганических веществ и блоки матрицы органических веществ [ 137 ].
Кнастоящему моменту имеется пока еще мало данных по исследованиям сиспользованием модели тройной пористости для сланцевых отложений [138].Представление о двойной пористости считается лишь приближениемпервогопорядка,особеннодлянетрадиционныхнизкопроницаемыхколлекторов, в связи с большими различиями в размерах трещин, степенях связимежду трещинами, и проводимостях трещин [ 139 , 140 ]. Установлено, чтонизкопроницаемаяпористаясредасмикротрещинамиможетиметьфрактальную структуру, что приводит к возникновению аномальной диффузии.Следовательно,вместомоделидвойнойпористостифильтрациювнетрадиционных низкопроницаемых коллекторах с микротрещинами можно45описывать путем введения модели аномальной диффузии [ 141 ].Однакоприменимость существующих моделей аномальной диффузии к описаниюаномальной диффузии в нетрадиционных низкопроницаемых коллекторах смикротрещинами еще не проверена [142,143].Что касается описания изменения кажущейся проницаемости при условииизменения пластового давления в низкопроницаемых и сланцевых толщах, тонесмотря на то, что уже были разработаны выражения для коэффициентакоррекции, описывающего отклонение не-дарсиевского течения газа вкапилляре от континуального течения для различных режимов, определениекажущейся проницаемости пористой среды с учетом десорбции и эффектасужения пор по настоящее время еще остается сложной задачей.
Предложенымодели кажущейся проницаемости сланцевой матрицы с учетом десорбции иэффекта сужения пор, в которых допущено равномерное распределение пор поразмерам и введен характерный средний радиус пор [85], который задан самимиисследователями без обоснования или введен гидравлический радиус [ 144 ],который можно непосредственно определить по формуле, состоящей изсочетаниявыраженийдляпористости,абсолютнойпроницаемостииизвилистости пористой среды [145].
Однако, в реальности распределение пор поразмерам в породах-коллекторах неравномерно и доказано, что введениегидравлического радиуса для определения кажущейся проницаемости пористойсреды приводит к ошибке [146]. Предложен Civan метод расчета кажущейсяпроницаемости пористой среды, по которому кажущаяся проницаемостьпористойсредывычисляетсяпутемчисленногоинтегрированияпораспределению размеров пор [ 147 ]. Также введено понятие среднегоэффективного радиуса, с применением которого можно непосредственноопределить кажущуюся проницаемость пористой среды путем введениявыражения коэффициента коррекции, применимого для всех режимов течения(выражения, предложенного Beskok и Karniadakis [81]). При этом пористая средарассмотрена как капилляр со средним эффективным радиусом, в которомдинамика проницаемости в соответствии с изменением давления аналогична46пористой среде.Однако, для определения среднего эффективного радиусанеобходимо выполнение нелинейной регрессии [146] и модель кажущейсяпроницаемости пористой среды с введением среднего эффективного радиуса непозволяет учитывать эффекты десорбции и сужения пор.
В связи с этим, внастоящее время, метод определения кажущейся проницаемости пористойсреды путем численного интегрирования по распределению размеров пор сучетом разных эффектов, в частности, десорбции и сужения пор, являетсяпринятым [148].472.2 Выбор исходных моделей для разработки усовершенствованныханалитических моделей линейного притока газа к горизонтальнойскважине с многостадийным ГРПИз вышеизложенного следует, что в связи с тем, что разработканизкопроницаемых и сланцевых газоносных толщ тесно связана с применениемтехнологий горизонтального бурения и многостадийного ГРП, построениечисленных моделей и полуаналитических моделей для таких коллекторовосложняется и объем вычислений увеличивается.
Одновременно, неудобствоприменения численных моделей и полуаналитических моделей в связи снеобходимостью построения разных моделей по разным параметрам скважинувеличивает объем работ при моделировании большого количества скважин илипрогнозировании дебита скважины для обоснования вариантов разработки.Более того, из-за образования сложной системы трещин в результате ГРП ипределоввозможностейсуществующихтехнологийсейсморазведки,преимущество численных и полуаналитических моделей в подробном описаниинеоднородности пласта-коллектора также частично утрачивается в реальнойпрактике. Поэтому в данной работе особое внимание уделяется аналитическиммоделям.Как выше указано, на всем протяжении разработки низкопроницаемых исланцевых толщ доминирует неустановившийся режим фильтрации поэтомуаналитическиемодели,опирающиесянаустановившийсяилипсевдоустановившийся режим фильтрации в большинстве случаев являютсянеприменимымисланцевыхдлятолщ.моделированияСуществующиеразработкинизкопроницаемыханалитическиемоделипритокаикгоризонтальной скважине с многостадийным ГРП, которые позволяютучитыватьнеустановившийсярежимфильтрации,восновномможноподразделить на модели двумерного течения и модели линейного течения.Модели двумерного течения обычно требуют сложных расчетов и не могутучитыватьналичиестимулированныхтрещинамиобъемовпласта,отличающихся от остальных областей течения в пласте по фильтрационно-48емкостнымсвойствам,котороеявляетсядоминирующимфактором,вызывающим высокий дебит скважины в газосланцевых толщах в начальныйпериод разработки [95].
Модели линейного течения основываются надопущении о том, что при разработке месторождения возникает лишь линейныйрежим фильтрации. В связи с тем, что в низкопроницаемых и сланцевых толщахлинейный режим течения продолжается несколько лет при наличии в пластетрещин ГРП, модели линейного течения являются целесообразными и имеютпрактическоезначениедляпрогнозированиядебитаскважинысмногостадийным ГРП на период до нескольких лет. Точность моделейлинейного течения подтверждена путем сравнения результатов расчета дебитаскважины с численными или полуаналитическими моделями [115,118].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
