Modeling of oil phase displacement processes in heterogeneous anisotropic reservoirs
Methods of computer modeling of slightly permeable anisotropic oil-bearing layers are needed nowadays because they give us a possibility to obtain a concept on filtration processes near producing and forcing wells in different practical situations and in this way to raise the level of exploitation o...
Gespeichert in:
| Datum: | 2021 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2021
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/236387 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Institution
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543497421586432 |
|---|---|
| author | Lubkov, M. V. Zakharchuk, O. O. |
| author_facet | Lubkov, M. V. Zakharchuk, O. O. |
| author_sort | Lubkov, M. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2021-10-05T12:25:44Z |
| description | Methods of computer modeling of slightly permeable anisotropic oil-bearing layers are needed nowadays because they give us a possibility to obtain a concept on filtration processes near producing and forcing wells in different practical situations and in this way to raise the level of exploitation of such layers significantly. On the other hand, they allow evaluation and taking into account some uncertainties which appear as a result of inefficient information on the structure and properties of the layer outside the wells. In order to investigate the practical aspects of supporting efficiency of oil production in anisotropic heterogeneous low permeable reservoirs on the base of combined finite-element-difference method for solving the non-stationary anisotropic piezoconductivity problem, modeling of distribution of layer pressure was carried out in the vicinity of the production and forcing wells taking into account the anisotropy of the permeability and conditions of the oil phase infiltration on the margins of the examined layer. It has been found that the intensity of filtration process between producing and forcing wells depends essentially on their spacing in both shear-isotropic and anisotropic oil-bearing layers. In addition the effect of oil phase permeability in shear direction dominates over the effect of permeability in axes directions. Starting from the obtained information for the effective exploitation of anisotropic slightly permeable layers we need to locate producing and forcing wells in the areas with relatively low permeability of the layer and especially to avoid the places with presence of shear permeability. It is important to locate the wells in such a way that blocking the oil in the direction of reduced permeability and fast depletion of the layer in the direction of increased permeability would not happen as well as mutual exchange between producing and forcing wells would not stop. While locating the system of specified wells within anisotropic layers of oil deposit it is necessary to conduct a systemic analysis of environmental anisotropy of layers aimed at such a location of these wells which would guarantee the effective dynamics of filtration processes around them. Application of quadratic isoparametric approximation of finite-elemental net of examined area of oil-bearing layer and implicit differential time approximation brings to increase of precision and stability of numerical solution of the problem. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:12:13Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-236387 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-07-17T11:12:13Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-2363872021-10-05T12:25:44Z Modeling of oil phase displacement processes in heterogeneous anisotropic reservoirs Моделирование процессов вытеснения нефтяной фазы в неоднородных анизотропных пластах Моделювання процесів витіснення нафтової фази у неоднорідних анізотропних пластах Lubkov, M. V. Zakharchuk, O. O. комп’ютерне моделювання, анізотропні фільтраційні процеси, нафтоносні пласти компьютерное моделирование, анизотропные фильтрационные процессы, нефтеносные пласты computer modeling, anisotropic filtration processes, oil-bearing layers Methods of computer modeling of slightly permeable anisotropic oil-bearing layers are needed nowadays because they give us a possibility to obtain a concept on filtration processes near producing and forcing wells in different practical situations and in this way to raise the level of exploitation of such layers significantly. On the other hand, they allow evaluation and taking into account some uncertainties which appear as a result of inefficient information on the structure and properties of the layer outside the wells. In order to investigate the practical aspects of supporting efficiency of oil production in anisotropic heterogeneous low permeable reservoirs on the base of combined finite-element-difference method for solving the non-stationary anisotropic piezoconductivity problem, modeling of distribution of layer pressure was carried out in the vicinity of the production and forcing wells taking into account the anisotropy of the permeability and conditions of the oil phase infiltration on the margins of the examined layer. It has been found that the intensity of filtration process between producing and forcing wells depends essentially on their spacing in both shear-isotropic and anisotropic oil-bearing layers. In addition the effect of oil phase permeability in shear direction dominates over the effect of permeability in axes directions. Starting from the obtained information for the effective exploitation of anisotropic slightly permeable layers we need to locate producing and forcing wells in the areas with relatively low permeability of the layer and especially to avoid the places with presence of shear permeability. It is important to locate the wells in such a way that blocking the oil in the direction of reduced permeability and fast depletion of the layer in the direction of increased permeability would not happen as well as mutual exchange between producing and forcing wells would not stop. While locating the system of specified wells within anisotropic layers of oil deposit it is necessary to conduct a systemic analysis of environmental anisotropy of layers aimed at such a location of these wells which would guarantee the effective dynamics of filtration processes around them. Application of quadratic isoparametric approximation of finite-elemental net of examined area of oil-bearing layer and implicit differential time approximation brings to increase of precision and stability of numerical solution of the problem. В настоящее время востребованы методы компьютерного моделирования слабопроницаемых анизотропных нефтеносных пластов, поскольку они дают возможность получить представление о фильтрационных процессах вблизи добывающих и нагнетательных скважин в разных практических ситуациях и тем самым значительно повысить уровень эксплуатации таких пластов. Вместе с тем они позволяют оценивать и учитывать неопределённости, которые возникают вследствие недостаточной информации о строении и свойствах пласта за пределами скважин. С целью исследования практических аспектов поддержания эффективности нефтедобычи в анизотропных неоднородных слабопроницаемых пластах на основе комбинированного конечно-элементно-разностного метода для нестационарной анизотропной задачи пьезопроводности проведено численное моделирование распределения пластового давления в окрестности добывающих и нагнетательных скважин, с учетом анизотропии проницаемости и условия инфильтрации нефтяной фазы на границах рассматриваемого пласта. Установлено, что интенсивность процесса фильтрации между добывающей и нагнетательной скважинами существенно зависит от их размещения как в сдвигово-изотропном, так и в анизотропном нефтеносных пластах. При этом влияние проницаемости нефтяной фазы в сдвиговом направлении доминирует над влиянием проницаемости в осевых направлениях. Исходя из полученной информации для эффективной эксплуатации анизотропных слабопроницаемых пластов необходимо размещать добывающие и нагнетательные скважины в участках с относительно низкой анизотропией проницаемости пласта, особенно избегать мест с наличием сдвиговой проницаемости. Важно так располагать скважины, чтобы не происходило блокирования нефти в направлении уменьшения проницаемости и быстрого истощения пласта в направлении повышенния проницаемости, а также не прекращался взаимный обмен между добывающей и нагнетательной скважинами. При размещении системы указанных скважин в анизотропных пластах нефтяного месторождения необходимо проведение системного анализа окружающей анизотропии пластов с целью такого размещения этих скважин, которое обеспечивало бы эффективную динамику процессов фильтрации вокруг них. Использование квадратичной изопараметрической аппроксимации конечно-элементной сетки рассматриваемого участка нефтеносного пласта и неявной разностной аппроксимации по времени приводит к увеличению сходимости и устойчивости численного решения задачи. У наш час затребуваними є методи комп’ютерного моделювання слабопроникних анізотропних нафтоносних пластів, оскільки вони дають змогу отримати уявлення про фільтраційні процеси поблизу видобувних і нагнітальних свердловин в різних практичних ситуаціях і тим самим значно підвищити рівень експлуатації таких пластів. Разом з тим це дає змогу оцінювати і враховувати невизначеності, які виникають унаслідок недостатньої інформації про будову і властивості пласта за межами свердловин. З метою дослідження практичних аспектів підтримки ефективності нафтовидобутку в анізотропних неоднорідних слабопроникних пластах на основі комбінованого скінченно-елементно-різницевого методу для нестаціонарної анізотропної задачі п’єзопровідності проведено чисельне моделювання розподілу пластового тиску в околі видобувних і нагнітальних свердловин, з урахуванням анізотропії проникності та умови інфільтрації нафтової фази на межах розглянутого пласта. Встановлено, що інтенсивність процесу фільтрації між добувною та нагнітальною свердловинами істотно залежить від їх розміщення як у зсувно-ізотропному, так і в анізотропному нафтоносних пластах. При цьому вплив проникності нафтової фази у зсувному напрямку домінує над впливом проникності в осьових напрямках. На підставі отриманої інформації для ефективної експлуатації анізотропних слабопроникних пластів необхідно розміщувати видобувні і нагнітальні свердловини на ділянках з відносно низькою анізотропією проникності пласта, особливо уникати місць з наявністю зсувної проникності. Важливо так розташовувати свердловини, щоб не відбувалося блокування нафти в напрямку зниженої проникності і швидкого виснаження пласта в напрямку підвищеної проникності, а також не припинявся взаємний обмін між добувною та нагнітальною свердловинами. При розміщенні системи зазначених свердловин в анізотропних пластах нафтового родовища необхідно проведення системного аналізу навколишньої анізотропії шарів з метою такого розміщення цих свердловин, яке забезпечувало б ефективну динаміку процесів фільтрації навколо них. Використання квадратичної ізопараметричної апроксимації скінченно-елементної сітки певної дялнки нафтоносного пласта і неявної різницевої апроксимації з часом приводить до збільшення збіжності і стійкості чисельного роз’вязку задачі. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2021-10-05 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/236387 10.24028/gzh.v43i3.236387 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 43 No. 3 (2021); 170-180 Геофизический журнал; Том 43 № 3 (2021); 170-180 Геофізичний журнал; Том 43 № 3 (2021); 170-180 2524-1052 0203-3100 uk https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/236387/235400 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | computer modeling anisotropic filtration processes oil-bearing layers Lubkov, M. V. Zakharchuk, O. O. Modeling of oil phase displacement processes in heterogeneous anisotropic reservoirs |
| title | Modeling of oil phase displacement processes in heterogeneous anisotropic reservoirs |
| title_alt | Моделирование процессов вытеснения нефтяной фазы в неоднородных анизотропных пластах Моделювання процесів витіснення нафтової фази у неоднорідних анізотропних пластах |
| title_full | Modeling of oil phase displacement processes in heterogeneous anisotropic reservoirs |
| title_fullStr | Modeling of oil phase displacement processes in heterogeneous anisotropic reservoirs |
| title_full_unstemmed | Modeling of oil phase displacement processes in heterogeneous anisotropic reservoirs |
| title_short | Modeling of oil phase displacement processes in heterogeneous anisotropic reservoirs |
| title_sort | modeling of oil phase displacement processes in heterogeneous anisotropic reservoirs |
| topic | computer modeling anisotropic filtration processes oil-bearing layers |
| topic_facet | комп’ютерне моделювання анізотропні фільтраційні процеси нафтоносні пласти компьютерное моделирование анизотропные фильтрационные процессы нефтеносные пласты computer modeling anisotropic filtration processes oil-bearing layers |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/236387 |
| work_keys_str_mv | AT lubkovmv modelingofoilphasedisplacementprocessesinheterogeneousanisotropicreservoirs AT zakharchukoo modelingofoilphasedisplacementprocessesinheterogeneousanisotropicreservoirs AT lubkovmv modelirovanieprocessovvytesneniâneftânojfazyvneodnorodnyhanizotropnyhplastah AT zakharchukoo modelirovanieprocessovvytesneniâneftânojfazyvneodnorodnyhanizotropnyhplastah AT lubkovmv modelûvannâprocesívvitísnennânaftovoífaziuneodnorídnihanízotropnihplastah AT zakharchukoo modelûvannâprocesívvitísnennânaftovoífaziuneodnorídnihanízotropnihplastah |