Создание теоретических основ новой технологии диагностики неоднородных пластов при многофазном потоке с учетом термогидродинамических эффектов

В добыче нефти одной из важных задач является контроль за состоянием прискважинной (околоскважинной, призабойной) зоны пласта. Загрязнение этой зоны приводит к снижению продуктивности в добывающих скважинах и к снижению приемистости нагнетательных скважин. На практике для оценки состояния прискважинной зоны с помощью технологии гидродинамических исследований (ГДИ) определяют интегральный параметр, называемый скин-фактором пласта, однако при этом не определяются по отдельности радиус зоны загрязнения пласта и ее проницаемость. Оба этих параметра необходимы нефтяникам для выбора способа воздействия и проведения эффективной ОПЗ. Недостатки определения параметров неоднородности пласта, присущие технологии ГДИ, удается преодолеть при использовании данных о нестационарной температуре в скважине для переходных процессов после ее пуска, остановки или изменения режима. Радиус исследования по температуре определяется удельным дебитом, тогда как по ГДИ он зависит от скорости звука в насыщенной пористой среде. Эти возможности термического зондирования пласта были впервые показаны Чекалюком Э.Б. еще в 60-е годы прошлого века. Теоретические основы были разработаны для случая однофазной фильтрации, изначально невозмущенной постоянной температуры в пласте и для режима работы скважины с постоянным дебитом. Сегодня термические исследования скважин имеют широкое распространение в нефтегазодобывающей отрасли благодаря высокой технологичности и невысокой стоимости. Однако интерпретация результатов скважинной термометрии сопряжена со значительными методологическими проблемами, обусловленными наложением на температурную кривую, зарегистрированную в скважине, одновременно совокупности многих физических процессов: конвективный теплоперенос и теплопроводность, эффекты Джоуля-Томсона и адиабатического охлаждения/нагрева при расширении/сжатии флюидов, теплота фазовых переходов. Характер температурного поля и его динамика во времени может быть совершенно различной в зависимости от состава и свойств фильтрующегося флюида. Дополнительно к этому, изменение температуры определяется теплофизическими и фильтрационными свойствами продуктивных пластов-коллекторов, теплофизическими и реологическими свойствами насыщающих их газа, нефти и воды. Неоднородность (по проницаемости) пород-коллекторов, наличие радиальных зон неоднородности в околоскважинной области пластов оказывают значительное влияние на формирование теплового поля в скважине. На сегодняшний день слабоизученными остаются вопросы количественной интерпретации результатов термических исследований в многопластовых скважинах, эксплуатирующих неоднородные пласты при многофазных потоках. Поэтому исследование и моделирование нестационарных тепловых полей при эксплуатации неоднородных пластов имеет высокую степень актуальности. В рамках проекта методами математического моделирования будут выполнены многовариантные параметрические исследования влияния геометрических и фильтрационных параметров пластов (включая геометрические и фильтрационные параметры зоны неоднородности в околоскважинной области пласта), реологических и теплофизических свойств флюидов на формирование нестационарных термогидродинамических полей при различных режимах работы пластов и скважин. Полученные результаты будут способствовать развитию теоретических основ термогидродинамических методов исследования применительно к диагностике параметров неоднородных пластовых систем при многофазной фильтрации.