Исследование закономерностей и механизмов совместного течения флюидов в нефтенасыщенных пористых средах на основе физического и математического моделирования

Цель: исследование фазовых превращений углеводородных флюидов в процессах формирования и разработки залежей нефти и газа. Выполнен комплекс экспериментальных и теоретических исследований свойств различных флюидов, находящихся в экстремальных условиях, в том числе околокритическом состоянии. Изучены сложное фазовое поведение многокомпонентных углеводородных смесей в окрестности критических точек жидкость - пар, аномальное поведение теплофизических свойств глубокопереохлажденной воды, влияние пористых сред на физические свойства и фазовое поведение насыщающих эти среды флюидов, характер и механизмы агрегации асфальтенов в модельных нефтяных системах, коллоидные свойства модельных и природных систем. Разработаны сценарии формирования месторождений и генезиса основных типов нефти (первичная, конденсационная, смешанная, остаточная, глубинная асфальтосмолистая нефть). Для проверки правильности этих представлений выполнены расчеты физико-химических свойств флюидов (на примере Уренгойского месторождения), которые подтвердили выявленные закономерности. Проведены: исследования межфазных взаимодействий в теории фильтрации для определения закономерностей формирования поверхностей раздела фаз и их влияния на вид кривых капиллярного давления; анализ факторов, определяющих эффективность процессов гидрофобизации призабойных зон скважин. Выявлены особенности определения повышенных капиллярных давлений в образцах низкопроницаемых пород. Изучены влияние вещественного состава пород на возникновение гидрофобных участков поверхности порового пространства, глинистые минералы с позиций образования гидрофобных участков поверхности порового пространства пород-коллекторов и адсорбированных слоев нефти, деформационные процессы в горных породах и их влияние на процессы разработки месторождений нефти и газа, автоколебания бурильной колонны при бурении глубоких скважин для выявления условий возникновения крутильных автоколебаний бурильной колонны. Проведены динамический и кинематический анализы технологических параметров разработки залежей нефти и газа, исследование возможностей эмпирических методов динамического анализа технологических параметров разработки залежей нефти и газа, физического механизма взаимодействия нефти с высокочастотным электромагнитным полем, основанного на эффекте разрушения агрегатов магнитных коллоидных частиц железа и их избирательного нагрева за счет магнитной и электрической составляющих переменного электромагнитного моля. Определены условия, при которых возникает эффект аномальной вязкости в нефти, выражающийся в снижении силы сдвига при увеличении его скорости и обусловленный фрактальной структурой коллоидных частиц. Дано обоснование новых технологических решений, предназначенных для разработки залежей нефти в отложениях баженовской свиты. Представлены результаты моделирования фазового поведения углеводородной системы при разработке месторождений нефти и газа. Предложены методики определения забалансовых запасов нефти и газа на основе методов теории оптимального управления, повышения достоверности 3D-моделирования неоднородного полиминерального коллектора и оценки восполняемости запасов нефти и газа по данным эксплуатации скважин на месторождениях. Приведены результаты исследования физико-химических особенностей фильтрации карбонизированной воды при захоронении СО₂ в истощенных месторождениях нефти и газа. Даны рекомендации по подготовке исходной геологической и геолого-промысловой информации для интерпретации результатов гидродинамических исследований пластов и скважин.