Диссертация (1173029), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Вмоделях линейного течения пласт вокруг скважины разделен на прямоугольныеобласти течения, в каждой области пластовые флюиды текут линейно и областитечения могут иметь разные фильтрационно-емкостные параметры поэтомумодели линейного течения позволяют учитывать наличие стимулированныхтрещинами объемов пласта.
На основе вышеизложенного полагаем, что длянизкопроницаемых и сланцевых толщ по сравнению с моделями двумерноготечения,моделилинейноготеченияявляютсяболеепростымиицелесообразными.Что касается моделей описывающих коллектор с микротрещинами, то извышеизложенного (см. главу 2 раздел 2.1) следует, что к настоящему моменту кхорошо изученным относятся модели двойной пористости, модели двойнойпористости и двойной проницаемости и модель DFN.
В частности, модель DFNобычно применяется в численных моделях. В связи с тем, что в большинствеслучаев в низкопроницаемых и сланцевых толщах проницаемость трещинынамногобольшепроницаемостиматрицы(экспериментальныеданныепоказывают, что проницаемость трещины находится в диапазоне несколькихДарси [149], поэтому проницаемость трещины по меньшей мере на 4 порядкабольше проницаемости матрицы), для низкопроницаемых и сланцевых толщотношение проницаемости трещины к сумме проницаемостей трещины и49матрицы приблизительно равно 1 (больше 0,9999) и соответственно, модельдвойной пористости и совмещенная модель двойной пористости и двойнойпроницаемости приблизительно эквивалентны. По сравнению с совмещенноймоделью двойной пористости и двойной проницаемости модель двойнойпористости требует более простых расчетов поэтому в данной работеприменяется модель двойной пористости.Такимобразом,полагаем,чтодлямоделированияразработкинизкопроницаемых и сланцевых газовых месторождений целесообразноприменение аналитической модели линейного притока газа к горизонтальнойскважине с многостадийным ГРП с введением модели двойной пористости принеобходимости.Среди существующих аналитических моделей линейного притока кгоризонтальной скважине с многостадийным ГРП с учетом стимулированныхтрещинами объемов пласта модель, предложенная Stalgorova и Mattar [118] (см.рисунок 2.3) считается обобщающей моделью в связи с тем, что модельучитывает как стимулированные трещинами объемы пласта так и областитечения вокруг стимулированных трещинами объемов пласта, в которыхимеются исходные фильтрационно-емкостные свойства пласта.
В моделифлюиды текут в пяти областях пласта вокруг скважины: в трещине ГРП, встимулированномтрещинойобъемепласта,ивобластивокругстимулированного трещиной объема пласта, которая разделена на три части.Точность модели подтверждена путем сравнения результатов расчета изменениядебита скважины во времени с численной моделью [118]. Однако, как указаносамими авторами, применение этой модели ограничено формой областифильтрации [118] в связи с тем, что в этой модели для внешней боковой частипласта в районе скважины (область 4 на рисунке 2.3) учтено линейное течениев направлении перпендикулярном стволу горизонтальной скважины, поэтомумодель неприменима для случаев приведенных на рисунке 2.4 (а, б), когда вовнешней боковой части пласта (область 4 на рисунке 2.4) возникает линейное50течение в направлении, параллельном стволу горизонтальной скважины илипрочее течение.Рисунок 2.3-Режимы течения модели, предложенной Stalgorova и Mattar: Ⅰ –трещина ГРП; Ⅱ – горизонтальная скважина; Ⅲ – внешняя часть; Ⅳ –внутренняя часть; Ⅴ – стимулированный трещиной объем пласта; 1-4 – областитечения пластаРисунок 2.4-Схема возможных случаев, для которых существующие моделилинейного притока неприменимы: а – когда во внешней боковой части пластавозникает линейное течение в направлении, параллельном стволугоризонтальной скважины; б – когда во внешней части пласта возникает прочеетечение.Кроме того, несмотря на то, что уже были предложены псевдодавление ипсевдовремя, путем введения которых в аналитическую модель возможноучитывать изменение пористости и кажущейся проницаемости породколлекторовприусловииизмененияпластовогодавлениядля51низкопроницаемых и сланцевых газовых месторождений,существующиеаналитические модели линейного притока газа к горизонтальной скважине смногостадийным ГРП не позволяют одновременно учитывать изменениекажущейся проницаемости матрицы при условии изменения пластовогодавления и наличие трещин ГРП конечной проводимости и стимулированныхтрещинами объемов пласта, которые, как указано выше (см.
главу 1 раздел 1.3),оказывают заметное влияние на дебит газовой скважины. Наряду с этим, дляточногоопределениякажущейсяпроницаемостипород-коллекторовнеобходимо производить численное интегрирование, что увеличивает объемвычислений в связи с необходимостью проведения расчета кажущейсяпроницаемости породы-коллектора несколько раз до момента вычислениядебита скважины путем итерации в каждый момент времени при моделированиипроцессов разработки низкопроницаемых и сланцевых газовых месторожденийс использованием аналитических моделей (подробности см.
в разделе 3.2.1.3).Из вышеизложенного следует, что усовершенствование существующиханалитических моделей линейного притока газа к горизонтальной скважине смногостадийным ГРП для моделирования разработки низкопроницаемых исланцевыхгазовыхместорожденийактуально.Вданнойработедляусовершенствования аналитических моделей линейного притока газа кгоризонтальной скважине с многостадийным ГРП в низкопроницаемых исланцевых толщах рассмотрены два случая: когда в пласте-коллекторе врезультате ГРП образуется только простая трещина, имеющая форму птичьихкрыльев в плоскости и форму прямоугольного параллелепипеда в пространстве(далее кратко называемая простой трещиной) и когда в пласте-коллекторе врезультате ГРП создаются стимулированные трещинами объемы пласта. Порезультатамвышеуказанногоанализа,разработкаусовершенствованнойаналитической модели линейного притока для первого случая основывается намодели, предложенной Lee и Brockenbrough [114], для второго случая на модели,предложенной Stalgorova и Mattar [118].Разработка упрощенного методарасчета кажущейся проницаемости для низкопроницаемых и сланцевых матриц52опирается на метод, по которому кажущаяся проницаемость вычисляется путеминтегрирования по распределению размеров пор.2.3 Выводы к главе 21.
На основании анализа исследований по моделированию фильтрации газа внизкопроницаемых и сланцевых толщах выявлено, что для моделированияразработкинизкопроницаемыхисланцевыхгазовыхместорожденийцелесообразно применение аналитической модели линейного притока кгоризонтальной скважине с многостадийным ГРП с введением модели двойнойпористости при необходимости. Также отмечено, что среди существующихметодов определения кажущейся проницаемости пористой среды метод, покоторому кажущаяся проницаемость пористой среды вычисляется путеминтегрирования по распределению размеров пор является относительно точным.2.
Применение существующей аналитической модели линейного притокаограничено формой области фильтрации и они не позволяют одновременноучитывать изменение кажущейся проницаемости матрицы при условииизменения пластового давления и наличие трещин ГРП конечной проводимостии стимулированных трещинами объемов пласта. К тому же, существующийметод расчета кажущейся проницаемости пористой среды вызывает увеличениеобъема вычислений из-за необходимости численного интегрирования. В связи сэтим, разработка усовершенствованных аналитических моделей линейногопритока газа к горизонтальной скважине с многостадийным ГРП длямоделированияразработкинизкопроницаемыхисланцевыхгазовыхместорождений актуальна.3. Выполнен выбор исходных моделей для разработки усовершенствованныхмоделей притока газа к горизонтальной скважине с многостадийным ГРП внизкопроницаемых и сланцевых толщах.
В частности, для случая, когда впласте-коллекторе в результате ГРП образуется простая трещина за основупринимается модель, предложенная Lee и Brockenbrough [114], а для случая,когда в пласте-коллекторе в результате ГРП создаются стимулированные53трещинами объемы пласта за основу принимается модель, предложеннаяStalgorova и Mattar [118]. При разработке метода расчета кажущейсяпроницаемости пористой среды за основу принимается метод, по которомукажущаясяпроницаемостьраспределению размеров пор.вычисляетсяпутеминтегрированияпо54ГЛАВА 3.
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АНАЛИТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИЛИНЕЙНОГО ПРИТОКА ГАЗА К ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЕ СМНОГОСТАДИЙНЫМ ГРП БЕЗ УЧЕТА СТИМУЛИРОВАННЫХТРЕЩИНАМИ ОБЪЕМОВ ПЛАСТА ДЛЯ НИЗКОПРОНИЦАЕМЫХ ИСЛАНЦЕВЫХ ТОЛЩКак было указано выше, в пластовых условиях в низкопроницаемых исланцевых толщах могут возникать различные режимы течения газа. В связи сэтим, при моделировании притока газа к скважине в низкопроницаемых исланцевых толщах вместо величины сущностной проницаемости необходимовведение величины кажущейся проницаемости.
На фильтрацию газа внизкопроницаемых и сланцевых толщах еще могут влиять эффект сужения пори эффект десорбции, которые также можно включить в кажущуюсяпроницаемость при необходимости. При анализе открытых публикаций омоделированииразработкинизкопроницаемыхисланцевыхгазовыхместорождений можно заметить, что несмотря на то, что большое количествоисследований сосредоточено на разработке модели кажущейся проницаемости сполным учетом вышеуказанных эффектов и анализе факторов, влияющих накажущуюся проницаемость, еще мало исследований сосредоточено наразработке метода расчета кажущейся проницаемости, с помощью которогоудобноввестирасчеткажущейсяпроницаемостисполнымучетомвышеуказанных эффектов в аналитические модели.
В настоящее времяотносительно точный и принятый метод расчета кажущейся проницаемости,который позволяет учитывать вышеуказанные эффекты, требует численногоинтегрирования, что увеличивает объем вычислений при моделированииразработки низкопроницаемых и сланцевых газовых месторождений сиспользованием аналитических моделей.Предлагаемое усовершенствование аналитической модели линейногопритока газа к горизонтальной скважине с многостадийным ГРП без учетастимулированных трещинами объемов пласта для низкопроницаемых исланцевых толщ состоит в упрощении расчета кажущейся проницаемости с55учетом эффектов сужения пор и десорбции и модификации существующейаналитической модели линейного притока газа к горизонтальной скважине смногостадийным ГРП без учета стимулированных трещинами объемов пластапутем введения упрощенного расчета кажущейся проницаемости.3.1 Упрощенный метод расчета кажущейся проницаемости3.1.1 Разработка упрощенного метода расчета кажущейся проницаемостиЗдесь пористая среда рассмотрена как пучок извилистых капилляров сразными радиусами.
Вводя коэффициент извилистости капилляра (τi) в модель,предложенную Purcell [150], кажущаяся проницаемость пористой среды можетбыть описана следующим образом:Vi ri 2 f ki,28Vi 1iNka (3.1)где Vi —объем пор, м3; N—число капилляров в объеме V; V—общий объем среды,м3.Надо отметить, что здесь под коэффициент извилистости капиллярапонимается отношение полной длины извилистого капилляра к кратчайшемурасстоянию от начала до конца капилляра.Как представлено в таблице 1.5 (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
