Развитие комплексных термогазохимических методов воздействия на сложнопостроенные нефтяные месторождения с применением новых инструментов математического моделирования, учитывающих трансформацию матрицы коллектора и изменения физико-химических свойств флюидов, для анализа, контроля и регулирования разработки

В ходе выполнения в отчетном периоде работ на базе усовершенствованной математической модели для анализа, контроля и регулирования процесса разработки на режиме истощения при двухфазной фильтрации в системе газ–нефть при пластовом давлении ниже давления насыщения нефти газом, учитывающей изменение фильтрационно-емкостных свойств пластовой системы, проведены прогнозные расчеты для условий реальной залежи, отличающегося нестандартными термобарическими условиями насыщенной пластовой системы, обоснована практическая значимость применения резервуарных моделей, позволяющих повысить точность расчетов, что способствует оптимизации процессов добычи нефти и увеличению коэффициента извлечения углеводородов. Применение вычислительных средств нового поколения, сочетающих в себе анализ и качественную выборку исходных данных по свойствам пласта и флюидов (на базе лабораторных и промысловых исследований), а также полной истории разработки, характеризующей особенности каждой конкретной залежи в виде реакции на то или иное воздействие, в сочетании с грамотным использованием средств искусственного интеллекта, обеспечивает возможность такого регулирования процессов вытеснения нефти по пластам, перераспределения пластового давления и фильтрационных потоков, при котором не только достигаются проектные уровни выработки запасов, но и осуществляется рациональное использования недр. Предложены инновационные методы воздействия на залежи трудноизвлекаемых запасов и высоковязких нефтей, приводящие к изменению физико-химических свойств флюидов, их подвижности, вязкостных характеристик, выравнивание фронта вытеснения, а также фильтрационно-емкостных свойств насыщенной пластовой системы, основанные на совершенствовании взаимодействия флюидов при вытеснении, для достижения повышения коэффициента извлечения нефти, в том числе за счет модификации используемых активных вытесняющих агентов путем внедрения современных отечественных разработок на базе актуальных патентов RU 2023-2025 года. В частности, инкапсулирование различных материалов (в том числе фазово-переходных) представляет действенный инструмент управления реакциями и процессами фазовых переходов. Такой прием позволяет организовать пролонгированное поступление химического агента в удаленную от скважины зону реакции, снижая его быстрое расходование и обеспечивая постепенность разогрева пласта при термогазохимическом воздействии. Применение нанотрубок в вытесняющих составах дает возможность адаптировать традиционные методы полимерного заводнения к условиям разработки низкопроницаемых коллекторов тяжелых нефтей, за счет чего можно существенно увеличить вязкость вытесняющих агентов, одновременно снизив их деструкцию, тем самым увеличивая нефтеизвлечение. Изучена способность фазово-переходных материалов (ФПМ) в капсулированном виде аккумулировать или выделять тепловую энергию в зависимости от того, достигнута ли температура фазового перехода. Применение модели неизотермического течения движение многофазных жидкостей позволит учитывать характер тепловыделения и распределение тепла по скважине в зависимости от типа ФПМ и свойств оболочки капсулы, что позволит по изменению гидродинамических параметров многофазной смеси контролировать наличие нештатных (аварийных) ситуаций и предотвращать их путем добавления на устье скважины ФПМ с целью повышения температуры в проблемной зоне и «возврата» гидродинамических параметров в зону устойчивого равновесия газо-водяной смеси. Развивались методы решения прямых и обратных задач фильтрации для интерпретации гидродинамических исследований скважин (ГДИС). Предложены новые подходы, позволяющие проводить гидродинамические исследования без остановки скважин, что минимизирует потери в добыче и повышает рентабельность работ. Приведенные подходы могут быть эффективно использованы как на зрелых месторождениях, так и на новых, обеспечивая повышение точности оценки свойств пласта, улучшение контроля за разработкой и значительное повышение экономической эффективности добычи за счет отсутствия потерь при исследованиях скважин и за счет получения дополнительной информации по большему числу скважин, чем при классическом подходе. В конечном итоге, применение данных методов может стать основой для оптимизации эксплуатации месторождений в долгосрочной перспективе. Рассмотренные реальные промысловые примеры показывают успешное применение новых методов и моделей на четырех реальных нефтяных месторождениях. Результаты интерпретации по предлагаемым моделями сравниваются с результатами классической интерпретации методом наилучшего совмещения. Получено хорошее совпадение результатов интерпретации. Получены новые знания о применимости и особенностях интерпретации различных методов гидродинамических исследований скважин, эксплуатируемых без остановки добычи, в условиях сложнопостроенных коллекторов. Особое внимание было уделено методу переменного дебита как наиболее универсальному и информативному инструменту, позволяющему получать ключевые параметры коллектора (гидропроводность, пьезопроводность, скин-фактор, положение и тип границ, проявления интерференции) без прерывания добычи. Выявлено, что в условиях высокой геологической сложности данный метод обеспечивает более точную и устойчивую интерпретацию по сравнению с другими подходами, а также хорошо адаптируется к реальным условиям разработки. Также предложены перспективные направления развития исследований, включая совершенствование математических моделей, улучшение учёта интерференции и интеграцию алгоритмов машинного обучения. Полученные результаты позволяют обоснованно выбирать метод ГДИ в зависимости от геологического строения, режима работы и целей исследования, что способствует повышению точности оценки пластовых свойств и эффективности разработки нефтяных месторождений.