RU2092691C1 - Method for control of filtration flows created at development of oil deposits with stratified-nonuniform beds - Google Patents
Method for control of filtration flows created at development of oil deposits with stratified-nonuniform beds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2092691C1 RU2092691C1 RU95101668/03A RU95101668A RU2092691C1 RU 2092691 C1 RU2092691 C1 RU 2092691C1 RU 95101668/03 A RU95101668/03 A RU 95101668/03A RU 95101668 A RU95101668 A RU 95101668A RU 2092691 C1 RU2092691 C1 RU 2092691C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- saturation
- filtration
- substituting agent
- agent
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filtration Of Liquid (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности, именно к исследованию состояния пластов для контроля за разработкой, в частности к способам контроля фильтрационных потоков, формирующихся при разработке нефтяных месторождений со слоисто-неоднородными пластами. The invention relates to the oil industry, namely to study the state of the reservoirs to control the development, in particular to methods for monitoring the filtration flows that are formed during the development of oil fields with layered heterogeneous reservoirs.
Способ определения направления фильтрационных потоков многофазной несжимаемой жидкости на основе обобщенного закона Дарси в рамках модели Баклеея-Леверетта или Рапопорта-Лиса предлагается в [1] (аналог). Однако в [1] при рассмотрении системы, моделирующей совместное течение фаз вытесняющей и вытесняемой жидкостей, не учитывается зависимость их относительных фазовых проницаемостей (ОФП) от проницаемости слоисто-неоднородного пласта, что в значительной мере снижает прикладную ценность получаемых результатов. A method for determining the direction of filtration flows of a multiphase incompressible fluid based on the generalized Darcy law in the framework of the Bakleyey-Leverett or Rapoport-Lis model is proposed in [1] (analog). However, in [1], when considering a system simulating the combined flow of phases of displacing and displacing fluids, the dependence of their relative phase permeabilities (RPs) on the permeability of a layered heterogeneous formation is not taken into account, which significantly reduces the applied value of the results.
По прототипу [2] для расчета полей давления фильтрационных потоков и скоростей фильтрации предварительно определяют проницаемость, пористость, мощность каждого пропластка, вязкости агента вытеснения и вытесняемой жидкости, начальную и конечную насыщенности агентом вытеснения и рассчитывают модифицированные функции относительных фазовых проницаемостей (МФ ОФП) агента вытеснения и вытесняемой жидкости. According to the prototype [2], to calculate the pressure fields of the filtration flows and filtration rates, the permeability, porosity, power of each layer, the viscosity of the displacement agent and the displaced fluid, the initial and final saturation of the displacement agent are preliminarily determined, and the modified functions of the relative phase permeabilities (MF RPP) of the displacement agent are calculated and displaced fluid.
Процесс многофазной фильтрации в двумерной области описывается следующей системой дифференциальных уравнений (1)-(4):
P\Г=P0(x,y,t),
S(x,y,0)=S0(x,y),
где
, Г граница области, N число скважин, qv-расход v-ой скважины, причем при qv>0 скважина нагнетательная, а если qv<0, то скважина добывающая. k абсолютная проницаемость, kв и kн ОФП или модифицированные функции ОФП воды и нефти соответственно. F функция Баклея-Леверетта. μв, μн -вязкости воды и нефти; S, S0- текущая и начальная водонасыщенность; P текущее поле давлений, P0 давление на границе области; x, y пространственные и t - временная переменные.The process of multiphase filtering in the two-dimensional region is described by the following system of differential equations (1) - (4):
P \ T = P 0 (x, y, t),
S (x, y, 0) = S 0 (x, y),
Where
, G is the boundary of the region, N is the number of wells, q v is the expense of the v-th well, and at q v > 0 the well is injection, and if q v <0, then the well is producing. k absolute permeability, k in and k n RPP or modified functions RPP of water and oil, respectively. F Buckley-Leverett function. μ in , μ n- viscosity of water and oil; S, S 0 - current and initial water saturation; P current pressure field, P 0 pressure at the boundary of the region; x, y are spatial and t are temporary variables.
Для получения картины реального процесса обводенения при решении системы (1)-(2) необходимо задать начальное значение насыщенности (4). Причем для получения устойчивого численного решения краевой задачи (1)-(4) требуется выбор достаточно малого дискретного шага по временной переменной, что существенно увеличивает объемы вычислений. Определение начальной насыщенности (4) по данным на момент бурения скважин, требует решать поставленную задачу с начала разработки месторождения во всем временном диапазоне. Это также приводит к накоплению вычислительной ошибки и получению численных результатов, не согласующихся с реальными промысловыми данными. Таким образом, недостатком описанного подхода являются огромные вычислительные затраты при невысокой точности конечных выходных данных. To obtain a picture of the actual watering process when solving system (1) - (2), it is necessary to set the initial value of saturation (4). Moreover, to obtain a stable numerical solution of the boundary value problem (1) - (4), a sufficiently small discrete step in the time variable is required, which significantly increases the amount of computation. The determination of the initial saturation (4) from the data at the time of the drilling of the wells requires solving the problem from the beginning of field development in the entire time range. This also leads to the accumulation of computational errors and to obtain numerical results that are not consistent with real production data. Thus, the disadvantage of the described approach is the huge computational cost with low accuracy of the final output data.
Цель изобретения повышение достоверности определения полей давления фильтрационных потоков и скоростей фильтрации. Соответственно ожидаемый технический результат эффективный контроль за разработкой нефтяных месторождений. The purpose of the invention is to increase the reliability of determining pressure fields of filtration flows and filtration rates. Accordingly, the expected technical result is effective control over the development of oil fields.
Цель достигается тем, что по дополнительно определяемой текущей промыслово-технологической информации о работе каждой скважины строят карты текущей насыщенности агентом вытеснения, и с учетом построенных карт математически моделируют процесс фильтрации в слоисто-неоднородном пласте для расчета полей давления фильтрационных потоков и скоростей фильтрации. Допускается, что в качестве дополнительной текущей промыслово-технологической информации определяют либо текущее содержание в продукции каждой скважины исследуемого участка агента вытеснения, по которому с использованием МФ ОФП, рассчитанных для каждой скважины, вычисляют средние по поперечному сечению многослойной пористой среды значений насыщенности агентом вытеснения в окрестностях каждой скважины; либо сами значения насыщенности агентом вытеснения для каждой скважины на конкретную дату, по которым и строят карты текущей насыщенности агентом вытеснения. The goal is achieved by the fact that according to the additionally determined current production and technological information on the operation of each well, maps of the current saturation with a displacement agent are built, and taking into account the constructed maps, the filtration process is mathematically simulated in a layered heterogeneous formation to calculate the pressure fields of the filtration flows and the filtration rates. It is assumed that either the current content in the production of each well of the studied section of the displacement agent is determined as the additional current production and technological information, according to which the average saturation values of the displacement agent in the vicinity of the cross-section of the multilayer porous medium are calculated using the MF RPF calculated for each well each well; or the saturation values of the displacement agent for each well at a specific date, on which the maps of the current saturation of the displacement agent are built.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения и прототипа позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию "новизна". A comparative analysis of the essential features of the proposed technical solution and prototype allows us to conclude that the proposed invention meets the criterion of "novelty."
Что касается "изобретательского уровня", то до сих пор при математическом моделировании процессов фильтрации на промежуточных этапах вычислений не использовались карты насыщенности агентом вытеснения, построенные с учетом промысловых данных. Такой подход позволяет постоянно контролировать численные расчеты и согласовывать получаемые результаты с реальной технологической ситуацией. Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и вся заявляемая совокупность признаков соответствует критерию "изобретательский уровень". As for the "inventive step", until now, in mathematical modeling of filtering processes at the intermediate stages of calculations, saturation maps of the displacement agent, constructed taking into account field data, have not been used. This approach allows you to constantly monitor numerical calculations and coordinate the results with the real technological situation. Thus, the distinguishing features of the proposed technical solutions are new and the entire claimed combination of features meets the criterion of "inventive step".
Способ предпочтительно осуществляется следующей последовательностью операций:
1. Определение, по данным геологических исследований в скважинах (ГИС), проницаемости, пористости, вязкостей агента вытеснения и вытесняемой жидкости, начальной и конечной насыщенности агентом вытеснения, мощности каждого прослоя вскрытого скважиной пласта по всему участку нефтяного месторождения.The method is preferably carried out by the following sequence of operations:
1. Determination, according to geological studies in wells (GIS), of permeability, porosity, viscosities of the displacing agent and displaced fluid, initial and final saturation of the displacing agent, and the thickness of each interlayer of a well that has been discovered by a well over the entire oil field.
2. Определение для каждой скважины участка месторождения МФ ОФП агента вытеснения и вытесняемой жидкости с учетом промысловой информации о вязкостях компонентов фильтрации. 2. Determination of the displacement agent and the displaced fluid for each well of the MF RPF field site, taking into account field information on the viscosities of the filtration components.
3. По дополнительно определенному процентному содержанию в накопленной продукции скважины агента вытеснения с использованием МФ ОФП вычисление средних по поперечному сечению многослойной пористой среды значений насыщенности агентом вытеснения. 3. Using an additionally determined percentage in the accumulated production of the well of the displacing agent using the MF RPF, calculation of the average saturation values of the displacing agent over the cross section of the multilayer porous medium.
4. Построение карт насыщенности агентом вытеснения. 4. Constructing saturation maps with a displacement agent.
5. Расчет полей давления фильтрационных потоков и скоростей фильтрации по результатам математического моделирования процессов фильтрации в слоисто-неоднородной пористой среде с учетом построенных карт насыщенности агентом вытеснения. 5. Calculation of pressure fields of filtration flows and filtration rates according to the results of mathematical modeling of filtration processes in a layered inhomogeneous porous medium, taking into account the saturation maps constructed by the displacement agent.
Приведенная последовательность операций является предпочтительной, так как на практике непосредственное определение значений насыщенности агентом вытеснения для каждой скважины на конкретную дату для построения карт насыщенности затруднено. The above sequence of operations is preferable, since in practice it is difficult to directly determine saturation values of the displacement agent for each well at a specific date for constructing saturation maps.
Повышение достоверности определения поля скоростей многофазных фильтрационных потоков в слоисто-неоднородных пористых средах достигается за счет адаптивного подхода, заключающегося в постоянной корректировке рассчитываемых данных. Важным отличием от аналога [1] и прототипа [2] является то, что при математическом моделировании фильтрационных процессов на каждом этапе используются карты текущей насыщенности агентом вытеснения, построенные с учетом данных ГИС и, возможно, МФ ОФП. An increase in the reliability of determining the velocity field of multiphase filtration flows in layered inhomogeneous porous media is achieved through an adaptive approach, which consists in the constant correction of the calculated data. An important difference from the analogue [1] and prototype [2] is that in mathematical modeling of filtration processes at each stage, maps of the current saturation by the displacement agent are used, constructed taking into account the GIS data and, possibly, the MF OFP.
Пример конкретного осуществления способа. Расчет полей давления фильтрационных потоков и скоростей фильтрации для ячейки 2-2 пласта БС10 Мамонтовского месторождения.An example of a specific implementation of the method. Calculation of pressure fields of filtration flows and filtration rates for cell 2-2 of formation BS 10 of the Mamontovskoye field.
В табл. 1 приведены осредненные характеристики слоисто-неоднородного пласта по всей ячейке 2-2 пласта БС10 Мамонтовского месторождения.In the table. Figure 1 shows the averaged characteristics of a layered heterogeneous formation over the entire cell 2-2 of the formation BS 10 of the Mamontovskoye field.
Пористость пропластков m(i) считалась постоянной и равной 0,2.The porosity of the interlayers m (i) was considered constant and equal to 0.2.
Вязкости нефти и воды в пласте БС10 Мамонтовского месторождения равны 2,4 мПа•с и 0,379 мПа•с соответственно. Начальная и конечная насыщенности агентом вытеснения SC и ST определяются по известным корреляционным зависимостям.The oil and water viscosities in the BS 10 layer of the Mamontovskoye field are 2.4 MPa • s and 0.379 MPa • s, respectively. The initial and final saturations of the displacement agent S C and S T are determined by the known correlation dependencies.
Аналогично определяются параметры пропластков по каждой скважине участка месторождения. Similarly, the parameters of the interlayers are determined for each well of the field site.
В результате исследования большого числа кернов пласта БС10 Мамонтовского месторождения в широком диапазоне изменения проницаемости получены корреляционные зависимости, по которым определялись характеристики отдельных пропластков:
где
f
Where
f
Расчет средних значений водонасыщенности, ОФП воды и нефти производится по формулам:
где
S(i)(x, t)- определяется путем решения дифференциальных уравнений гиперболического вида (5).The calculation of the average values of water saturation, RPP of water and oil is made according to the formulas:
Where
S (i) (x, t) - is determined by solving differential equations of hyperbolic form (5).
по разностной схеме "уголок" [3] для каждого пропластка.
according to the difference scheme “corner” [3] for each layer.
Путем установления соответствия средних значений ОФП воды нефти средним по всему разрезу значениям водонасыщенности в некоторый момент времени t строятся МФ ОФП. Рассчитанные МФ ОФП для всего участка месторождения приведены на фиг.1 (кривые 1, 2 МФ ОФП нефти и воды соответственно). Подобным образом считаются МФ ОФП для всех участков вблизи каждой скважины. По рассчитанным МФ ОФП для каждой скважины строятся кривые обводненности; фиг. 1 (кривая 3).By establishing the correspondence of the average RPP values of oil water water saturation average over the whole section at some point in time t, the MF OFP are constructed. The calculated MF OFP for the entire site of the field are shown in Fig. 1 (
Экспериментальным образом определяется обводненность накопленной продукции по всем скважинам ячейки месторождения. Путем установления соответствия обводненности продукции и насыщенности (п. 2), вычисляется средняя по поперечному сечению водонасыщенность участков пласта в районе каждой скважины. Данные обводненности и водонасыщенности по каждой скважине приведены в табл. 2.
The water cut of the accumulated production for all wells of the field cell is determined experimentally. By establishing the correspondence of the water cut of the product and the saturation (Section 2), the average cross section water saturation of the reservoir sections in the area of each well is calculated. Water cut and water saturation data for each well are given in table. 2.
По данным из табл. 2 строятся карты водонасыщенности по всему участку месторождения (фиг. 2). В качестве интерполяционной формулы для восстановления поля водонасыщенности в произвольной точке по известным значениям в окружающих скважинах взята зависимость:
где
ri расстояние до i-ой скважины.According to the data from table. 2, water saturation maps are constructed over the entire area of the field (Fig. 2). The following dependence was taken as an interpolation formula for restoring the water saturation field at an arbitrary point from the known values in the surrounding wells:
Where
r i the distance to the i-th well.
По результатам математического моделирования процессов фильтрации в слоисто-неоднородной пористой среде, с учетом построенных карт насыщенности агента вытеснения, производится расчет полей давления фильтрационных потоков и скоростей фильтрации. В данном случае приходится решать только одно дифференциальное уравнение эллиптического типа (6) с граничными условиями первого рода(7). Based on the results of mathematical modeling of filtration processes in a layered inhomogeneous porous medium, taking into account the saturation maps of the displacement agent, the pressure fields of the filtration flows and the filtration rates are calculated. In this case, it is necessary to solve only one differential equation of elliptic type (6) with boundary conditions of the first kind (7).
Значение P0 на границе принимается равное пластовому давлению и при численных расчетах выбирается исходя из условий технологической эксплуатации ячейки месторождения. В конкретном случае P0 263,9 атм.
The value of P 0 at the boundary is assumed to be equal to the reservoir pressure and, in numerical calculations, is selected based on the conditions of technological operation of the field cell. In a specific case, P 0 263.9 atm.
В качестве метода решения уравнения (6) возможно применить хорошо известные методы: метод сеток [4] или метод конечных элементов [5]
Результаты расчета полей давления фильтрационных потоков также приводятся на фиг. 2. Стрелочками показаны направления скоростей фильтрации.As a method of solving equation (6), it is possible to apply well-known methods: the grid method [4] or the finite element method [5]
The results of calculating the pressure fields of the filtration flows are also shown in FIG. 2. The arrows indicate the directions of the filtration rates.
Полученные результаты (фиг.2) хорошо согласуются с реальным положением дел и данными комплексной методики проверки и контроля работы скважин, осуществляемой на практике. The results obtained (figure 2) are in good agreement with the real state of affairs and the data of a comprehensive methodology for checking and monitoring the operation of wells, carried out in practice.
Таким образом, предложенный способ определения направления движения фильтрационных потоков в слоисто-неоднородных средах обладает высокой достоверностью получаемых результатов и, следовательно, позволяет более эффективно контролировать разработку нефтяного месторождения. Изобретение промышленно применимо, так как используется доступное лабораторное оборудованием и ЭВМ. Thus, the proposed method for determining the direction of movement of the filtration flows in layered inhomogeneous media has high reliability of the results and, therefore, allows more efficient control of the development of the oil field. The invention is industrially applicable, since available laboratory equipment and computers are used.
Источники информации. Sources of information.
1. Коновалов А. Н. Задачи фильтрации многофазной несжимаемой жидкости. Наука, СО АН, Новосибирск, 1988 168 с. 1. Konovalov A. N. Problems of filtering a multiphase incompressible fluid. Science, Siberian Branch of the Academy of Sciences, Novosibirsk, 1988.168 s.
2. Халимов Э.М. Леви Б.И. Дзюба В.И. Пономарев С.А. Технология повышения теплоотдачи пластов. М. Недра, 1984, с. 271. 2. Halimov E.M. Levy B.I. Dzyuba V.I. Ponomarev S.A. The technology of increasing heat transfer layers. M. Nedra, 1984, p. 271.
3. Самарский А. А. Попов Ю.П. Разностные методы решения задач газовой динамики. М. Наука, 1980, c. 352. 3. Samarsky A. A. Popov Yu.P. Difference methods for solving gas dynamics problems. M. Science, 1980, p. 352.
4. Самарский А.А. Андреев В.Б. Разностные методы для эллиптических уравнений. М. Наука, 1976, c. 350. 4. Samarsky A.A. Andreev V.B. Difference methods for elliptic equations. M. Science, 1976, p. 350.
5. Бюл, Буш Обзор методов формирования сетки конечных элементов. Tans, ASME, sec b. 1973-95 N 1. 5. Bull, Bush. A review of finite element mesh formation methods. Tans, ASME, sec b. 1973-95
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95101668/03A RU2092691C1 (en) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Method for control of filtration flows created at development of oil deposits with stratified-nonuniform beds |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95101668/03A RU2092691C1 (en) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Method for control of filtration flows created at development of oil deposits with stratified-nonuniform beds |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95101668A RU95101668A (en) | 1996-12-20 |
RU2092691C1 true RU2092691C1 (en) | 1997-10-10 |
Family
ID=20164569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95101668/03A RU2092691C1 (en) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Method for control of filtration flows created at development of oil deposits with stratified-nonuniform beds |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2092691C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522494C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Method for control over oil deposit development |
-
1995
- 1995-02-10 RU RU95101668/03A patent/RU2092691C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Коновалов А.Н. Задачи фильтрации многофазной несжимаемой жидкости. - Новосибирск: Наука, CC АН, 1988, с.168. Халимов Э.М., Леви Б.И., Дзюба В.И., Пономарев С.А. Технология повышения теплоотдачи пластов. - М.: Недра, 1984, с.271. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522494C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Method for control over oil deposit development |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95101668A (en) | 1996-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
El-Banbi | Analysis of tight gas well performance | |
Firoozabadi et al. | Sixth SPE comparative solution project: Dual-porosity simulators | |
US6842725B1 (en) | Method for modelling fluid flows in a fractured multilayer porous medium and correlative interactions in a production well | |
US8694297B2 (en) | Porous medium exploitation method using fluid flow modelling | |
Fung | Simulation of block-to-block processes in naturally fractured reservoirs | |
BRPI0714028A2 (en) | methods for refining a physical property and producing hydrocarbons from an underground region | |
Morel-Seytoux | Analytical-numerical method in waterflooding predictions | |
Bergamaschi et al. | A Mixed Finite Element--Finite Volume Formulation of the Black-Oil Model | |
CN113836695B (en) | Oil reservoir numerical simulation method based on gridless connecting element | |
GB2404473A (en) | Double porosity model of a multiphase multilayer porous medium | |
Peery et al. | Three-phase reservoir simulation | |
US20150006136A1 (en) | System and Method for Flexible and Efficient Simulation of Varying Fracture Density in a Reservoir Simulator | |
CN111677486A (en) | Compact oil carbon dioxide huff and puff simulation method and device and storage medium | |
CN112796745B (en) | Method and device for determining production dynamic data of steam flooding oil reservoir | |
RU2092691C1 (en) | Method for control of filtration flows created at development of oil deposits with stratified-nonuniform beds | |
Fradkin et al. | On identification and validation of some geothermal models | |
Olson | Porosity and permeability prediction in low-permeability gas reservoirs from well logs using neura networks | |
RU2166630C1 (en) | Method of control over oil deposit development | |
Sonier et al. | A numerical model of multiphase flow around a well | |
Sonier et al. | A fully implicit three-dimensional model in curvilinear coordinates | |
Faust et al. | An analysis of finite-difference and finite-element techniques for geothermal reservoir simulation | |
RU2061221C1 (en) | Method of determination of modified functions of relative phase permeability for nonuniform layer porous media | |
RU2148169C1 (en) | Method of control over development of oil deposit with formations nonuniform in bedding | |
Brutsaert | Numerical solution of multiphase well flow | |
RU2061220C1 (en) | Method of determination of current oil saturation of separate interlayers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20051004 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060211 |