Исследование процессов фильтрации высоковязкой нефти в трещиновато-пористом коллекторе

Abstract

Due to the depletion of light oil, fields with high-viscosity oil are more and more involved into the development. Reserves of heavy oil and bitumen make up about 70% of the total oil reserves. The oil recovery factor for these fields take very low values due to the large difference in the mobilities of the displacing and displaced agents. One of the technologies, allowing to increase oil recovery from such reservoirs, is the technology of hot water and steam injection into the reservoir. In the process of warming up of the reservoir, the viscosity of the oil is significantly reduced. This leads to the reduction of the difference in the mobilities of water and oil and, consequently, to the increase of oil recovery factor. Currently, the processes of oil recovery in sandstone fractured-porous reservoirs have been studied insufficiently, including the processes of non-isothermal waterflooding of such reservoirs. This work presents the study of isothermal and non-isothermal filtration of high-viscosity oil in fractured-porous reservoir. A numerical experiment is conducted using proprietary reservoir simulator with the capability to model the fluid motion in conditions of non-isothermal processes and a solitary long cracks in the formation. In the simulation the unstructured grid (Voronoi polygons) is used. At the core of the simulator there is a mathematical model of filtration – the “black oil”. It is established that the efficacy of non-isothermal waterflooding in fractured-porous collector is strongly dependent on the configuration of the cracks. Despite a significant increase in oil production, the efficiency caused by producing hot water in the fissured-porous aquifer, in most examined cases, is lower than in isotropic porous layer. The analysis of the volumes of injection and extraction of hot water on the nearby wells allows determining the predominant direction and the size of cracks in the formation.

Из-за истощения запасов легкой нефти в разработку все больше вовлекаются месторождения с высоковязкой нефтью. Запасы тяжелой нефти и битумов составляют около 70% от общих запасов нефти. Коэффициенты извлечения нефти для данных месторождений принимают очень низкие значения. Это связано с большой разницей в подвижностях вытесняющего и вытесняемого агентов. Одной из технологий, позволяющих повысить нефтеотдачу таких залежей, является технология закачки горячей воды и пара в пласт. В процессе прогрева пласта существенно снижается вязкость нефти. Это приводит к уменьшению разницы в подвижностях воды и нефти и, как следствие, к увеличению коэффициента извлечения нефти. В настоящее время процессы извлечения нефти в терригенных трещиновато-пористых коллекторах изучены недостаточно. В том числе и процессы неизотермического заводнения таких коллекторов. В данной работе проведено исследование процессов изотермической и неизотермической фильтрации высоковязкой нефти в трещиновато-пористом коллекторе. Численный эксперимент проведен с использованием собственного гидродинамического симулятора с возможностью моделирования движения жидкости в условиях неизотермичности процессов и наличия уединенных протяженных трещин в пласте. В симуляторе используется неструктурированная расчетная сетка (полигоны Вороного). В основе симулятора лежит математическая модель фильтрации «black oil». Установлено, что эффективность применения неизотермического заводнения в трещиновато-пористом коллекторе сильно зависит от конфигурации трещин. Несмотря на значительный прирост в добыче нефти, эффективность от нагнетания горячей воды в трещиновато-пористом пласте в большинстве рассмотренных случаев ниже, чем в изотропном пористом пласте. При анализе объемов закачки и добычи горячей воды на соседних скважинах можно определить преимущественное направление и размер трещин в пласте.