Апр 18
Здравствуйте, товарищи !
Экспериментировал с моделированием ЦЗ слоисто-неоднородного пласта
(2 слоя одинаковой толщины по 1 m, k1=10 md, k2=1000 md).
При постепенном измельчении сетки по z направлению наблюдается снижение эффекта от ЦЗ (сетка по x и y постоянная), вероятно при очень большом разбиении (около 200 или больше по z) это снижении перестанет наблюдаться.
Модель предельно простая (элемент 5-точки: 1 prod и 1 inj, капиллярные давления 0).
- Как можно объяснить этот численный эффект и как с ним бороться (или как в итоге считать ЦЗ) ?
Вообще в некоторых статьях SPE приводились примеры моделирования ЦЗ,
но никак не обосновывалася выбор довольно крупной сетки по z.
Спасибо за ответы.
Опубликовано
18 Апр 2018
Активность
9
ответов
3612
просмотров
4
участника
6
Рейтинг
Что такое "ЦЗ"?
ЦЗ - циклическое заводнение
По-моему, дело в вертикальной проницаемости.
При нулевых капиллярках эффект от циклики определяется перетоком из низкопроницаемой части в высокопроницаемую за счет вертикального градиента при остановке закачки.
Если задается 2 ячейки, то переток из низкопроницаемого слоя в высокопроницаемый пропорционален вертикальному градиенту и взвешенной по двум слоям проницаемости: K1 (высокой) и K2 (низкой). При измельчении сетки этот эффект размазывается - только в граничных с высокопроницаемым слоем ячейках вертикальная проницаемость взвешивается между К1 и К2. Во всех остальных ячейках плохого коллектора имеем только низкую вертикальную проводимость, рассчитанную через К1.
Грубо говоря, с измельчением сетки средняя по модели проводимость между высоко- и низкопроницаемым слоем снижается, снижается и эффект от циклики.
По-моему, ключевые физические эффекты, возникающие при ЦЗ корректно смоделировать в модели одной среды очень сложно. Тут и капиллярки нужны, гистерезис фазовых имеет место итд.
Спасибо за ответ, mne70let !
Для более активного обсуждения данной темы, поясню детальнее проблему (прикрепил файл).
Сами модели здесь: https://www.4shared.com/rar/lxI_cDrrei/z_online.html
Из того, что лежит на поверхности. Со стороны нагнетательной скважины можно заметить, что при более мелком представлении сетки, фронт вытеснения осаждается вниз (видимо влияние гравитации). Для грубой сетки фронт вытеснения не разделяется, таким образом в верхних слоях вытеснение более оптимистично.
Если сравнить фазовую проницаемость по нефти на один временной шаг.
В грубой ячейке KRO = 38% . Эта же грубая ячейка составленная из четырех детальных, обладает совсем другим значением KRO = 66%, причем верхняя часть ячейки вообще не подвергалась вытеснению.
Со стороны добывающей скважины такая же история. Для более грубой сетки, в верхних двух низкопроницаемых слоях уже идёт уверенное вытеснение, тогда как для грубой сетки фронта вытеснения ещё не было (может та же гравитация).
mne70let верно отмечает, хотя не могу придумать теста для этого :) В грубой модели, количество ячеек расположенных на контакте между высокой и низкой проницаемостью, по отношению к общему количеству ячеек, намного больше чем в детальной сетке. На вскидку в грубой модели это отношение два слоя из четырех (50% ячеек), в детальной это два слоя из 16 (12.5%).
Ещё у меня появилось следующее замечание.
Вы сделали сравнение постоянного отбора и циклики. При постоянном отборе закачивается 100 м3/сут, при циклической закачке периодически закачивается в два раза 200 м3/сут, для того чтобы компенсировать простой. В итоге на конечную дату моделирования объем закачанной воды одинаков.
Однако, следует обратить внимание, что закачать 200 м3/сут не получиться при том же забойном давлении, что и 100 м3/сут. Для этого потребует бОльшее забойное давление, следовательно бОльшее устьевое давление. А где взять дополнительные мощности на устье?
Я повторил расчет циклической закачки при постоянном забойном давлении нагнетания 300 атм и постоянную закачку при 300 атм. В итоге, за счет падения давления в период остановки нагнетания, дебит добывающей скважины падает почти до нуля, скважина уходит в простой. Накопленная добыча нефти при циклике проигрывает по сравнению с обычным заводнением .
Интересно. Для сравнения с эконом. точки зрения, наверное, обязательным условием является одинаковая закачка при обычном и циклическом. В литературе пишут, что необходимы дополнительные (резервные) мощности КНС при ЦЗ. То есть это необходимо учесть заранее. Вроде это так подразумевалось, если правильно понял.
Если брать равные bhp у нагнетательных при обычном и циклическом заводнениях, то эффекта от ЦЗ скорее не будет (как у Вас и получилось).
Так на практике и происходит. Начинаем делать - скважины дохнут, более того, начинается разгазирование. Обратно запускаем - продуктивность потеряна, эффект от мероприятия минус. На моделях всё ок. Ищут какие-то причины. Для правильной циклики, добывающие скважины должны работать без потери дебита (со снижением уровня) на одном запасе упругой энергии + естественная поддержка давления. Пласты толщиной в несколько метров обладают невысоким запасом энергии, поэтому долго стоять не получиться.
Я повторил расчет с переходом на остановку на сутки. Один день без закачки скважины выдерживают. Появился и эффект от циклического заводнения.
Сильно вероятно (без проверки), что длительность остановки можно просто оценить как T = Qt / q - запас упругой энергии поделить на дебит скважины по жидкости до остановки и минус процентов 10 на запас упругости в депрессионной воронке добывающей скважины.