Метод планирования петрофизических исследований для прогнозирования эффективности термополимерного воздействия в условиях ограниченности кернового материала

Abstract

В настоящий момент хорошо проработаны задачи математической статистики, связанные с планированием экспериментов и получением корреляционных зависимостей. Однако особенно актуально планирование экспериментов в условиях ограниченного набора исследуемых образцов с дискретным детерминированным набором характеристик от нескольких влияющих параметров. Поэтому целью работы является планирование петрофизических экспериментов для получения корреляционных зависимостей коэффициента вытеснения нефти от концентрации полимера, температуры и проницаемости образца керна для последующего моделирования термополимерного воздействия. Впервые предлагается метод, позволяющий использовать один образец керна в нескольких последовательных экспериментах, связанных с таким воздействием. В рамках такого подхода разработан метод определения минимального количества измерений и обоснованного выбора значений измеряемых параметров для полного охвата заданного диапазона с заданной точностью. Этот метод основан на использовании ротатабельного центрально-композиционного планирования эксперимента 2 порядка с учётом особенностей петрофизических фильтрационных экспериментов. Получена минимально необходимая выборка образцов горной породы и значений влияющих параметров и обоснован порядок проведения исследований, позволяющих получить интерполяционную зависимость. Планирование эксперимента и применение аппарата математической статистики позволило в 8 раз сократить количество экспериментов и в 3 раза сократить количество используемого кернового материала для получения искомой корреляции.

At the moment, the problems of mathematical statistics related to the planning of experiments and obtaining correlation dependencies are well developed. However, it is especially important to plan experiments in conditions of a limited set of researched samples with a discrete deterministic set of characteristics from several influencing parameters. Therefore, the aim of this work is to plan petrophysical experiments to obtain correlation dependences of the oil displacement coefficient on the polymer concentration, temperature, and permeability of the core sample for subsequent modeling of thermopolymer flooding. The authors propose a unique method for the use of a single core sample in several consecutive experiments related to such technology. Within this approach, a new method has been developed to determine the minimum number of measurements and a reasonable choice of values of the measured parameters to fully cover a given range with a given accuracy. This method is based on the use of central composite rotatable design (CCRD) of experiment of the second order, considering the features of petrophysical filtration experiments. The minimum required sample of rock samples and the values of the influencing parameters were obtained and the procedure for conducting research to obtain an interpolation dependence was justified. Planning the experiment and using mathematical statistics, the authors managed to reduce the number of experiments by 8 times and the amount of core material used by 3 times to obtain the required correlation.