Тормоз пишет:

Уважаемые коллеги!
Давно хотел прояснить для себя вопрос. Действительно ли низкопроницаемые коллектора (скажем, 1 мД) при некоторых низких, но ненулевых значениях депрессии могут НЕ БЫТЬ коллекторами, то есть давать нулевой приток (вопреки закону Дарси), и включаться в работу, лишь начиная с какого-то порогового значения депрессии?
Если эффект существует, то чем он объясняется, в каком диапазоне пронциаемостей и депрессий наблюдался?
Речь идёт о нефти с нормальной вязкостью, нелинейность для высоковязкой нефти понятна. Вопрос именно о нелинейности, (якобы) связанной с низкой проницаемостью.

Нелинейность там связана в первую очередь с технологическими факторами - на малых режимах при низкой проницаемости условия могут быть недостаточными для устойчивого фонтанирования. Опять же не забываем про адекватность замеров дебитов. У меня в практике был случай исследования нефтяной фонтанной скважины с проницаемостью порядка 1-2 мД, полевикам дебит говорила геологическая служба, исследование проводилось по схеме dшт. 4; 3; 2 мм и итоговая КВД. На первых двух режимах служба нарисовала дебиты 2 и 1,5 м3/сут соответственно, а вот на последнем - 200 литров. При этом в процессе исследования было видно как скважина сама себя давила и в момент, когда ее закрыли на КВД там уже полным ходом шел процесс восстановления давления. Естественно с такими дебитами при обработке возникала дикая картина, когда в начале ГДИ был скин-фактор -4, а перед закрытием на КВД стал порядка +2.

Я несколько лет занимаюсь этим вопросом и у меня сомнений не осталось, что для некоторых коллекторов закон фильтрации нелинеен. Причем это не течение с градиентом сдвига, когда скорость равна нулю до определенного порога, а просто снижение эффективной проницаемости с понижением градиента. Есть уже и керновые эксперименты, и куча статей, как у нас, так и за рубежом. Если говорить очень грубо, то нелинейность проявляется при низких значениях подвижности - то есть, как при высокой вязкости, так и при низкой проницаемости. Работают большие силы трения, в случае тяжелых нефтей - внутреннего (вязкость), в случае 1 мД и ниже - внешнего (низкий радиус канала. В последнем случае совершенно обычные жидкости (например, вода) начинают вести себя неньютоновски.

Krichevsky пишет:

Я несколько лет занимаюсь этим вопросом и у меня сомнений не осталось, что для некоторых коллекторов закон фильтрации нелинеен. Причем это не течение с градиентом сдвига, когда скорость равна нулю до определенного порога, а просто снижение эффективной проницаемости с понижением градиента. Есть уже и керновые эксперименты, и куча статей, как у нас, так и за рубежом. Если говорить очень грубо, то нелинейность проявляется при низких значениях подвижности - то есть, как при высокой вязкости, так и при низкой проницаемости. Работают большие силы трения, в случае тяжелых нефтей - внутреннего (вязкость), в случае 1 мД и ниже - внешнего (низкий радиус канала. В последнем случае совершенно обычные жидкости (например, вода) начинают вести себя неньютоновски.

Если честно нелинейность на индикаторной еще можно наблюдать при больших депрессиях и там она может объясняться от мифического смыкания трещин до более реального снижения забойного ниже давления насыщения. При низких же депрессиях объективных причин окромя вышеупомянутого самоглушения скважины я не вижу.
Если есть статьи SPE на эту тему давайте почитаем их вместе.

Поищи статьи Байкова, в Уфе делали лаб.исследования, подтвердили нелинейность при низких проницаемостях.

Это мифологемы промысловиков - "увеличили депрессию - подключили коллектора", " воронкой депрессии достучались до застойных зон и нефть пошла" и пр и др. Не обращайте внимание.

Любую капиллярку откройте и увидите давление сдвига флюида.

Скачал статью, почитал - интересен результат в случае фильтрации нефти в присутствии остаточной воды. Тут явно в большей степени влияние каппилярных сил, что собственно не новость - при низкой пористости и проницаемости влияние капиллярных сил больше, чем для стандартной проницаемости. Опять же рассматривается влияние на конечный КИН, что подводит к мысле формирования застойных зон. Опять же не новость даже при использовании закона Дарси, поскольку в таких коллекторах перепад давления на границе зоны дренирования будет настолько минимален, что притоком можно пренебречь. Разница в том, что по закону Дарси там таки будет минимальный приток, при использовании подхода из статей его уже не будет, соответственно КИН будет меньше.

Собственно вопрос актуален в масштабе месторождения, но как мы это увидим по ГДИ я вообще не представляю - учитывая во-первых коллосальные перепады давления в ПЗП в таких скважинах, во-вторых тот факт, что такие скважины эксплуатируются в основном с ГРП. Опять же, если смотреть в масштабе месторождения со временем при непрерывной работе скважин формируется неслабый перепад давления по пласту (а точнее в сообщающихся его частях) соответственно эти участки так или иначе будут вовлечены в разработку.   

Данная тема уже давно муссируется в кругу энтузиастов с точки зрения образования застойных зон вне радиуса дренирования скважин. В современных симуляторах это никак не реализовано. С другой стороны сильно ли нас интересует приток в скажем 0.001 кубов в сутки во временных рамках разработки м-я?

Это очень хорошо реализовано например в tempest - ключевое слово OVPG.

Что касается влияния на разработку - зоны дренирования скважин в этом случае уменьшаются. Появляются композитные границы не обусловненные геологией, на которых эффективная проницаемость падает. То есть видим раннее истощение и разработку фактически вокруг трещины.

Как следствие - высокий коэффициент падения и низкие ддебиты на псевдоустановившемся режиме.

Потом бурятся новые скважины на небольших расстояниях, а давление предельно близко к начальному, а проницаемость такая же.

Обзорная статья по нашему опыту есть в инженерной практике 7-8/2014 (поищите по фамилии Кричевский).

Чтобы получить заметное влияние OVPG потребуются огромные барьеры по величине давления.

Как верно отметил kochichiro, при попытке "запирать" область фильтрации в районе скважины, среднее пластовое давление в этой зоне будет снижаться, что будет создавать перепад между возмущенной и невозмущенной зоной.
На ГДИ возможно это будет находить некоторое отражение, но чтобы на бурение новых скважин...

К сожалению статью из журнала не нашел в свободном доступе, о величинах лимитов могу только делать догадки.

Так я могу сказать:  градиент давления, на котором проницаемость снижается - около 2 атм/м. При дальнейшем понижении идет уменьшение проницаемости в 5-8 раз. Как следствие, при депрессиях порядка 200 атм на расстоянии около 100 м от скважины по ГДИ видны композитные границы, и потом наблюдается поздний псевдорадиальный режим с проницаемостью в несколько раз меньше истинной (которая просматривается по первому радиальному или эллиптическому.

Krichevsky пишет:

Так я могу сказать:  градиент давления, на котором проницаемость снижается - около 2 атм/м. При дальнейшем понижении идет уменьшение проницаемости в 5-8 раз. Как следствие, при депрессиях порядка 200 атм на расстоянии около 100 м от скважины по ГДИ видны композитные границы, и потом наблюдается поздний псевдорадиальный режим с проницаемостью в несколько раз меньше истинной (которая просматривается по первому радиальному или эллиптическому.

Композитная граница наблюдается на синтетическом ГДИ, смоделированном на симуляторе, или по фактическим ГДИ?

И по тем, и по другим. Мы долго пытались понять какой эффект может вызвать такое поведение и в итоге предположили нелинейность на низких скоростях. Независимо от уфимцев, которые сделали это раньше нас. И китайцев, которые сделали это еще раньше :)

Обработка нестационарных исследований при наличии начального градиента сдига изложена в вузовском учебнике подземки басниева. Меня смущает 2 атм на метр. Как то две атмосферы не маленькая величина.

Метр породы проницаемостью 1 мД это тоже не фунт изюма.

Мне кажется если бы было две атм на метр то такие результаты были бы видны на некоторых керновых иследованиях, а я сколько ни смотрел, не припомню зависимости проницаемости от градиента на керне. И это более контролируемый процесс так что если бы значимый эффект 5-8 раз бы существовал кто нибудь бы это обнаружил и об этом исписали бы уже тысячи статей.

*Если же мы говорим про при присутсвие двух фаз, то там много что может наблюдаться.

Krichevsky пишет:

И по тем, и по другим. Мы долго пытались понять какой эффект может вызвать такое поведение и в итоге предположили нелинейность на низких скоростях. Независимо от уфимцев, которые сделали это раньше нас. И китайцев, которые сделали это еще раньше :)

Так на модели как эффект наблюдали - вводили искусственно искомое ключевое слово или был полностью чистый эксперимент с фазовыми проницаемостями полученными на керне?

Проблема с экспериментом в том, что такие скорости фильтрации находятся на грани точности расходомеров в большинстве керновых лабораторий. Тем не менее уфимцы такие эксперименты ставили, и эффект виден, хотя и сильно отличается у разных лабораторий. Китайцы же построили специальную лабораторию со сверхчувствительным расходомером и определяют закон фильтрации с хорошей точностью.
Мы сами прямых экспериментов не ставили, я имел в виду соответствие наблюдаемой динамики реальных скважин и синтетических из модели с нелинейностью.

Есть и более ранние классические работы.

Физика пласта, Мирзаджанзаде, 1992. Иллюстрации по арланской нефти. Величина сдвига 4 кПа/м (0.04 атм/м), хотя и при значениях менее 0.04 нефть фильтруется, много написано про проведение эксперимента на грани чувствительности приборов.

Движение жидкости и газа в природных пластах, Баренблатт, 1984. Теория про стационарную и нестационарную фильтрацию. Много математики, очень много порой.

Математику у Мирзаджанзаде писал Ентов, у него есть и отдельные работы. В частности он показывает что при фильтрации с предельным градиентом распределение давления стремится к конусу, а дебит - к нулю.

По поводу первичности моих ссылок - я имел в виду не описание нелинейной фильтрации как таковой, а идею, что она может проявляться для ньютоновских жидкостей при низких проницаемостях.