Ключевые слова
трещина гидроразрыва пласта
многофазные течения
неустойчивость вытеснения
Как цитировать
Аннотация
в работе рассматривается процесс вытеснения нефти водой из пористого пласта. При этом около добывающей скважины содержится трещина гидроразрыва пласта. Известно, что, когда вязкая жидкость вытесняется менее вязкой, на фронте вытеснения развивается неустойчивость Саффмана–Тейлора: вытесняющая жидкость стремится прорваться сквозь слой вытесняемой, образуя в ней каналы — «вязкие пальцы». После прорыва такого канала к добывающей скважине или трещине гидроразрыва качество добываемой нефти (т.е. процентное содержание углеводорода в выкачиваемой жидкости) резко падает. В работе описаны особенности математического и численного моделирования процесса неустойчивого вытеснения вязкой жидкости из пористой среды. Вытеснение моделируется на основе закона Дарси с учётом капиллярных эффектов. Для построения относительных фазовых проницаемостей используется модель Брукса–Кори. Трещина гидроразрыва моделируется как область повышенной пористости и проницаемости. Рассматривается задача очистки трещины гидроразрыва пласта от жидкости гидроразыва: вокруг трещины моделируется область резервуара, заполненная жидкостью гидроразрыва, которая затем вытесняется нефтью, имеющей меньшую вязкость. Таким образом, процесс неустойчив и вытеснение происходит неравномерно, часть жидкости гидроразрыва может остаться внутри пласта.
Литература
Darcy H. The Public Fountains of the City of Dijon. Experience and Application. Paris, 1856.
Buckley S. E., Leverett M. S. Mechanism of Fluid Displacement in Sands. Journ. Petr. Technology. 1941.
Saffman P. G., Taylor G. J. The Penetration of a Fluid into a Porous Medium of Hele-Shaw Cell Containing a More Viscous Fluid. Proc. R. Foc. Zond. 1958, A 245, 312.
Smirnov N. N., Nikitin V. F., Skryleva E. I. Microgravity Investigation of Seepage Flows in Porous Media. Microgravity Science and Technology. 2019:31(5):629–639.
Dushin V. R., Skryleva E. I., Nikitin V. F. Microgravity Investigation of Capillary Forces in Imbibition of Fluid into Porous Media. Proceedings of 69th International Astronautical Congress, 2018, Bremen, Germany.
Logvinov O. A. Skryleva E. I. Displacement of a Viscous Fluid from a Hele-Shaw Cell with a Sink. Moscow University Mechanics Bulletin. 2016;71(4):77–81.
Козлов И. В., Скрылева Е. И. Математическое моделирование и обработка эксперимента по вытеснению нефти водой из неокомских песчаников. Вестник кибернетики. 2016;2:139–146.
Душин В. Р., Никитин В. Ф., Скрылева Е. И. Вычислительное моделирование вытеснения флюида из пористой среды. Вестник кибернетики. 2017;4:62–82.