Эволюция метки трассера в нефтяных пластах с трещиной гидроразрыва

Abstract

Представлены результаты по развитию микро- и макромодели процесса конвективно-диффузионной эволюции метки трассера в природных коллекторах и описана взаимосвязь между ними. Уравнения для концентрации (плотности) трассера при движении раствора в трещине гидроразрыва и окружающей пористой среде построены с учетом локального химического равновесия. Найдены решения задач о поле концентрации трассера с учетом и без учета вклада диффузионных процессов. Обсуждаются результаты вычислительных экспериментов по моделированию полей скорости метки и концентрации вещества трассера при течении несущей жидкости в трещине гидроразрыва. Показано, что осаждение вещества трассера на скелет на переднем фронте и вымывание на заднем приводит к уменьшению скорости движения метки, причем эта скорость снижается с ростом коэффициента Генри. Применение комбинации методов характеристик и функции Грина позволило уточнить вклад конвективного и диффузионного процессов в эволюцию метки трассера. Полученные результаты предоставляют новые возможности для развития методов интерпретации результатов трассерных исследований, особенно для исследования трещин автогидроразрыва между добывающей и нагнетательной скважинами или двумя нагнетательными.

The results of the development of micro- and macromodels of the process of convective-diffusion evolution of the tracer mark in natural reservoirs are presented and the relationship between them is described. Equations for the concentration (density) of a tracer during solution movement in a hydraulic fracture and the surrounding porous medium are constructed taking into account local chemical equilibrium. Solutions have been found to problems on the tracer concentration field with and without taking into account the contribution of diffusion processes. The results of computational experiments on modeling the velocity fields of the mark and the concentration of the tracer substance during flow of the carrier fluid in a hydraulic fracture are discussed. It is shown that deposition of the tracer substance onto the skeleton at the leading edge and washing away at the rear leads to a decrease in the speed of the tag, and this speed decreases with increasing Henry’s coefficient. The use of a combination of characteristics methods and the Green’s function made it possible to clarify the contribution of convective and diffusion processes to the evolution of the tracer mark. The results obtained provide new opportunities for the development of methods for interpreting the results of tracer studies.