С.Д. Богданов (ВНИГНИ)

В отличие от полимерного раствора реагент доступен и значительно более дешев. При прокачке обычной воды гель может быть разрушен и высокопроницаемые слои могут быть снова подключены к разработке. Метод прошел апробацию в промысловых условиях. Получен положительный результат при закачке раствора в Казахстане (месторождение Мартыши) и Западной Сибири (Талинское месторождение и др.). Метод недостаточно изучен в части возможности его применения в карбонатных коллекторах. Требуется уточнение и влияния высоких температур (свыше 80 °С) на устойчивость процесса в связи с возможной деструкцией ряда присадок (добавок), используемых для технологических целей, так как они содержат полимерные компоненты.

Система нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных включает уравнения неразрывности фаз и компонентов, соотношение, характеризующее потери активной примеси в породе (сорбция), закон Дарси для каждой фазы, связь между давлениями в фазах:

где S₁, S₂ - насыщенность соответственно водной и нефтяной фаз;

p_i - давление в соответствующей фазе;

р_k - капиллярное давление;

r_i - плотность фаз;

m_i - вязкость фаз;

W_i - скорость фаз;

f_i - фазовая проницаемость;

m - пористость;

k - тензор абсолютной проницаемости среды;

g - ускорение свободного падения;

Q_i - функции стоков-источников (скважины);

d - дельта-функция Дирака;

D - коэффициент диффузии активного компонента;

х - x_i - координаты.

Введенный в закон Дарси для водной фазы параметр R как функция концентрации, сорбции и градиента давления представляет собой так называемый фактор сопротивления. Он вычисляется как отношение подвижности воды к подвижности раствора агента. При этом:

• зависимость R от С характеризует загущение водной фазы;
• зависимость R от а отражает возможное уменьшение абсолютной проницаемости из-за сорбирования активной примеси на породе;
• зависимость R от grad P позволяет учесть неньютоновские свойства раствора.

Большой объем исследований особенностей моделирования выполнен Б.И. Леви, В.М. Санкиным и В.Р. Баязитовой [2,3]. Известно несколько моделей процесса гелеобразования. Исследования, результаты которых изложены в данной работе, основаны на совершенствовании существующей математической модели за счет учета механизма гелеобразования при изменении концентрации силиката и рН среды, впервые предложенного в работе [4] и позднее развитого в работах В.И. Титова, Н.И. Акимова, Р. Кристенсена и др. Эффективность этого метода подтверждена лабораторными экспериментами и последующими промысловыми испытаниями [1]. Сам процесс закачки силикатно-щелочного раствора происходит следующим образом. В нагнетательную скважину закачивается раствор силиката, по реологическим свойствам близкий закачиваемой воде. По мере прохождения оторочки идет сорбция силиката на породе. Одновременно с этим происходит потеря (нейтрализация) щелочи. При расчете распределения поля концентрации щелочи первоначально считалось, что сорбция линейно зависит от порового объема пласта, через который проходит фильтрация. Однако позже экспериментально Н.И. Акимову, В.И. Титову и др. удалось установить зависимость текущей щелочности среды еще и от текущей концентрации силиката в оторочке. В модели также учитывается нейтрализация щелочи за счет ее растворимости в пластовой воде пропорционально текущей водонасыщенности в каждый момент времени и в каждом узле разностной сетки.

Были выполнены сравнительные расчеты процесса гелеобразования с учетом и без учета диффузионного члена. В расчетах использовалась модель пласта и нефти со следующими свойствами (таблица).

Остальные параметры пластовой нефти следующие: плотность 0,882 г/см³, вязкость – 1,253 мПа·с, объемный коэффициент – 1,150. Эти характеристики соответствуют одному из объектов, на котором применение метода дало положительный эффект, выразившийся в снижении текущей обводненности продукции. Расчеты были выполнены при небольшом временном шаге за период 60 сут.

Из сравнения полей факторов сопротивления с учетом и без учета влияния диффузии на процесс за первые 30 сут (рис. 1) видно, как учет влияния диффузии несколько изменяет прогнозное время начала процесса загеливания. Однако уже через 60 сут учет влияния коэффициента диффузии не меняет времени и места образования зоны загеливания (рис. 2).

1. Боровец О.И., Чигина В.В., Титов В.И. Влияние минерализации и жесткости воды на процесс образования геля кремниевой кислоты //НТС Сер Технология и техника для повышения производительности скважин и нефтеотдачи пластов М ВНИИ, 1991 №108 С 44 48
2. Леви Б.И., Санкин В.М., Баязитова В.Р. Исследование эффективности силикатно-щелочного заводнения водонефтяных зон месторождений пластового типа //Нефт хоз-во 1990 №7 С 45-49
3. Леви Б.И., Санкин В.М., Баязитова В.Р. Математическое моделирование силикатно-щелочного заводнения с внутрипластовым осадкообразованием Уфа, 1988 Деп во ВНИИОЭШе, № 1509-нг88
4. Щелочное воздействие на нефтяные пласты и его модификации /А.Т. Горбунов, Ю.В. Желтов, Л.Н. Бученков и др. М , 1985 40 с (Обзор информ /ВНИИОЭНГ Сер Нефтепромысловое дело , Вып 15(104)

The article covers the problems concerning the advanced procedures of forecasting apply of silicate-alkaline flooding method and studying the diffusivity effect on helium screen time and site. On the basis of additional experimental data some improvements in the existing mathematical model of efficiency prognosis using silicate-alkaline flooding method have been introduced. The improvements, in first turn, were aimed at considering some features of alkali concentrations fields formation which, to a great extent, control helium screen time and generation site. It was established that in forecasting of effects of this method application in scales of several years, diffusivity factor can be ignored in calculations that will simplify the model.