Моделирование процессов фильтрации при разработке подгазовых зон методом экранирования газовой шапки посредством закачки полимерного раствора

Abstract

In the recent years, the issues of developing the under-gas-cap zones receive increasing attention. Despite the abundance of scientific and technical literature on the development of oil and gas deposits, the process of development of oil reserves in the under-gas-cap areas remains insufficiently studied. The mechanism of oil displacement from low-productive under-gas-cap zones is not clearly described, as they often contain reserves in small oil-saturated intervals immediately below the gas cap. This article describes the key issues arising from the development of such deposits and the ways of their solution – in particular, the problem of gas breakout to extractive well cap hole that leads to the inevitable wells, “aeration” and a sharp decrease in oil production. In this connection, a question arises about the cost-effectiveness of the development of under-gas deposits with negligible oil-saturation thickness – oil rims. To resolve this issue, there has relatively recently been proposed a method of gas cap shielding by injecting the polymer solution into the reservoir on the border of gas-oil contact. This method helps to increase the length of the well operation. The simulation of filtration processes allows to partially study the mechanism of oil extraction from oil rims with isolated gas cap. The simulation was performed on a synthetic simulation model using the “tNavigator” simulator (Rock Flow Dynamics). In this model, the method of shielding gas cap has been realized by injecting a polymeric solution through a horizontal injection well. A comprehensive study of the degree of influence of the main parameters on the development of oil recovery factor has been performed. The optimal operating modes capable of providing the maximum oil recovery factor have been found.

В последнее время вопросам разработки подгазовых зон уделяется все больше внимания. Несмотря на обилие научной и научно-технической литературы, посвященной разработке нефтегазовых залежей, процесс выработки запасов подгазовых зон представляется нам недостаточно исследованным. Не совсем ясно объясняется механизм вытеснения нефти из низкопродуктивных подгазовых зон, запасы в которых, зачастую, содержатся в незначительных нефтенасыщенных интервалах. В настоящей статье представлено описание ключевых проблем, возникающих при разработке таких месторождений, и рассмотрены пути их решения. В частности, разбирается проблема прорыва газа из шапки к добывающей скважине, что приводит к неизбежному «загазовыванию» скважины и резкому снижению дебита нефти, в связи с чем встает вопрос о рентабельности разработки подгазовых месторождений с незначительной нефтенасыщенной толщиной, т. е. нефтяных оторочек. Для решения этой проблемы сравнительно недавно был предложен метод экранирования газовой шапки путем закачки в пласт полимерного раствора на границу газонефтяного контакта. Данное решение способствует увеличению продолжительности работы скважины. При помощи моделирования процессов фильтрации частично изучен механизм извлечения нефти из нефтяных оторочек с изолированной газовой шапкой. Моделирование проводилось на синтетической гидродинамической модели при помощи симулятора “tNavigator” (Rock Flow Dynamics). В данной модели был реализован метод экранирования газовой шапки посредством закачки полимерного раствора через горизонтальную нагнетательную скважину, проведено комплексное исследование степени влияния основных параметров разработки на КИН, а также были найдены оптимальные режимы эксплуатации способные обеспечить максимальный коэффициент нефтеизвлечения.