Моделирование трещиновато-порового пласта

Наиболее сложным строением характеризуются трещиновато-поровые пласты, имеющие несколько типов пустот, в которых содержатся и фильтруются флюиды. Собственно порода - обладает системой равномерно распределенных мелких перовых каналов, обусловленной кристаллической структурой слагающего ее материала. Кроме того, могут встретиться еще одна или несколько систем более крупных поровых каналов, образовавшихся в результате выщелачивания или растрескивания сходного материала. Вторичные поровые каналы, образовавшиеся вследствие выщелачивания, называются кавернами. Результатом растрескивания первичной породы являются трещины. Каверны и трещины резко отличаются по размеру и распределению по размеру от межзерновых пор и оказывают существенное влияние на пористость и проницаемость породы. В трещиноватых пластах фильтрация происходит в основном по системе трещин, тогда как большая часть флюида содержится в низкопроницаемой матрице. Вытеснение жидкостей из блоков матрицы в трещины происходит под действием капиллярных сил. Для математического моделирования трещиновато-поровых коллекторов используются специальные методы. В отдельных случаях при решении исследовательских задач, связанных с изучением взаимодействия отдельного низкопроницаемого блока и окружающих его трещин, применяется стальное моделирование с использованием измельчения разностной сетки и явным учетом в модели геометрии блоков и трещин. Однако при моделировании реальных пластов и решении практических задач такой подход не применим. Как правило, используются существенные допущения. Наиболее простой метод учета трещиноватого строения пласта связан с моделированием анизотропии проницаемости. В этом случае матрица и трещины рассматриваются как единая система, характеризующаяся суммарной пористостью. Анизотропия проницаемости позволяет учесть в модели эффективную проницаемость среды вдоль основного направления распространения трещин и перпендикулярно ему.

Общий подход основан на использовании концепции двойной среды, когда матрица и трещины представляются в виде вложенных континуумов, каждый из которых характеризуется своей проницаемостью и пористостью. С помощью специального закона учитывается масссобмен между средами. Среда, моделирующая трещины, обычно характеризуется очень высокой проводимостью, но имеет незначительный объем. Матрица, как правило, имеет существенно более высокую пористость и очень низкую проницаемость. Часто принимается, что фильтрация происходит только по системе трещин, объем которых пренебрежимо мал. При моделировании многофазной фильтрации в трещиновато-поровом пласте определяются насыщенности и давления фаз в каждой. Переток каждой фазы из одной среды в другую учитывается в уравнении сохранения массы в виде источника или стока. Интенсивность перетока определяется использованием дополнительных гипотез или результатов лабораторного или вычислительного эксперимента. Часто предполагается, что интенсивность перетока пропорциональна разности давлений в матрице и трещине, а коэффициент пропорциональности зависит от геометрии блоков и трещин, их абсолютных и относительных проницаемостей, по результатам детального математического моделирования сдельного блока и окружающих его трещин либо в ходе лабораторных экспериментов. Иногда в рамках концепции двойной среды используется приближенный подход, в соответствии с которым давление в матрице и в трещинах предполагается одинаковым. В этом случае при однофазной фильтрации система уравнений сохранения массы в матрице и в трещинах относительно давления и перетока является замкнутой. При многофазной фильтрации суммарный переток фаз вычисляется аналогично, но для замыкания системы уравнений требуются дополнительные соотношения для определения интенсивности массообмена отдельными фазами. Наиболее простой способ состоит в использовании гипотезы о том, что фазовый состав перетекающего флюида может быть определен «вверх по потоку». В более общем случае потоки отдельных фаз могут быть направлены в противоположных направлениях.

Поиск по сайту: