Математическое моделирование кислотных обработок скважин в слоисто-неоднородных карбонатных коллекторах тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

Шарифуллин, Андрей Ришадович АВТОР
кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Уфа МЕСТО ЗАЩИТЫ
2010 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.02.05 КОД ВАК РФ
Диссертация по механике на тему «Математическое моделирование кислотных обработок скважин в слоисто-неоднородных карбонатных коллекторах»
 
Автореферат диссертации на тему "Математическое моделирование кислотных обработок скважин в слоисто-неоднородных карбонатных коллекторах"

На правах рукописи

ШАРИФУЛЛИН Андрей Ришадович

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КИСЛОТНЫХ ОБРАБОТОК СКВАЖИН В СЛОИСТО-НЕОДНОРОДНЫХ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ

01.02.05 - механика жидкости, газа и плазмы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 с ПГ[{

Уфа-2010

004617773

Работа выполнена в департаменте инжиниринга добычи ООО «УфаНИПИнефть».

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор

Булгакова Гузель Талгатовна

Научный консультант:

кандидат химических наук Харисов Ринат Ямиганурович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор

Федоров Константин Михайлович

кандидат технических наук, доцент Калиновский Юрии Валентинович

Ведущее предприятие: ВНИИЦ «Нефтегазтехнология»

Защита диссертации состоится «¿4» декабря 2010 г. в часов на заседании диссертационного совета Д.212.013.09 при Башкирском государственном университете по адресу: 450074, г. Уфа, ул. 3. Валиди, 32, ауд. 216, физико-математический корпус.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного университета по адресу: 450074, г. Уфа, ул. 3. Валиди, 32.

Автореферат разослан «¿3» ноября 2010г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.212.013.09, доктор технических наук

Ковалева Л. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В условиях ухудшения структуры запасов основных месторождений нефтяной отрасли, все большее значение приобретает разработка и внедрение новых и высокоэффективных технологических решений извлечения нефти из низкопродуктивных пластов, приуроченных к карбонатным коллекторам. Наибольшее распространение на промыслах получили солянокислотные технологии и их модификации. Повышение эффективности кислотных обработок в многопластовых коллекторах достигается применением селективной кислотной обработки скважины, т.е. направленным воздействием кислотных растворов на целевой пропласток. Для большей глубины воздействия на карбонатный коллектор в последнее время широко применяются большеобъемные селективные кислотные обработки (БСКО).

В соответствие с современными требованиями, расчет прогнозных показателей при проектировании БСКО должен базироваться на моделях основных физико-химических процессов с реализацией в виде программного продукта. Для скважин с неоднородным профилем проницаемости задача размещения кислоты по целевым пропласткам не может быть корректно решена без численного моделирования. Кроме того, численные симуляторы позволяют решать задачу технико-экономической оптимизации процесса обработки, моделируя варианты дизайна обработки с различными объемами, стадийностью рабочих жидкостей и исходными экономическими сценариями. При проектировании дизайна БСКО необходимо обоснованно рассчитывать скорость закачки реагентов, объем кислотного состава, объем отклонителя, количество циклов закачки рабочей жидкости, количество отклоняющих стадий, объем закачиваемой жидкости на каждом этапе и т.д. для прогноза продуктивности скважины после обработки и оценки ожидаемой прибыли за счет проведения кислотной обработки.

Должным образом спроектированные и осуществленные кислотные стимуляции позволяют повысить производительность нефтяных и газовых скважин. Успех этих обработок зависит в значительной степени от правильного выбора кислотного состава и оптимального проекта обработки. Это может быть достигнуто только при хорошем понимании фундаментальных принципов кислотной обработки.

Поэтому теоретическое изучение некоторых особенностей движения кислотных растворов и нелинейно-вязких отклонителей и их распределение между разнопроницаемыми пропластками карбонатного

коллектора является актуальным направлением, которое поможет точнее прогнозировать оптимальные технологические параметры БСКО.

Разработка программного комплекса, позволяющего автоматизировать процессы планирования большеобъемной селективной кислотной обработки с применением отклоняющих нелинейно-вязких жидкостей также является актуальной задачей.

Целью настоящей работы является разработка математической модели процесса кислотного растворения слоисто-неоднородных карбонатных коллекторов с применением отклоняющих нелинейно-вязких жидкостей, изучение параметров, влияющих на улучшение фильтрационно-емкостных свойств коллектора, а так же поиск их оптимальных значений для обеспечения максимальной эффективности БСКО.

Основные задачи:

1. Разработка математической модели процесса кислотного растворения карбонатной породы на основе физико-химического моделирования в масштабе керна.

2. Разработка математической модели кислотной обработки слоисто-неоднородного карбонатного пласта с применением отклонителей на основе нелинейно-вязких жидкостей для прогнозирования конечного распределения объемов закачиваемых реагентов между пропластками.

3. Исследование влияния скорости и объема закачки кислотного реагента, объема отклонителя на степень выравнивания профиля притока и эффективность БСКО; определение оптимальной скорости закачки и объемов реагентов для каждой стадии обработки; расчет оптимального соотношения объемов отклонителя и кислотного состава. Определение количества отклоняющих стадий, распределение стадий БСКО относительно общего объема кислотного состава.

4. Разработка алгоритмов, позволяющих оптимизировать дизайн кислотных обработок скважин с применением отклонителей на основе нелинейно-вязких жидкостей и обеспечить максимальную эффективность обработки.

Методы исследования:

Комплексный подход к решению задач, основанный на использовании современных методов физико-химического и математического моделирования. Компьютерные программы, реализующие численные методы решения уравнений математических моделей, созданы на надежных алгоритмах и тщательным образом тестированы путем сравнения с аналитическими решениями и экспериментальными данными.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель процесса кислотного растворения карбонатной породы в масштабе керна с учетом суффозии. По результатам экспериментальных исследований идентифицированы параметры модели.

2. Разработана математическая модель кислотной обработки слоисто-неоднородного карбонатного пласта с применением отклонителей на основе нелинейно-вязких жидкостей. Модель учитывает осаждение нерастворимых твердых частиц в поровых каналах. Получены аналитические решения линеаризованной задачи дня однородного пласта.

3. Показано, что существует оптимальная скорость закачки кислотного реагента для достижения максимального прироста дебита жидкости при условии максимального выравнивания профиля притока после обработки. Выработаны критерии для определения "оптимального" соотношения объемов кислоты и отклонителя, и методики расчета распределения стадий БСКО относительно общего объема кислотного состава.

4. Разработаны алгоритмы, позволяющие оптимизировать дизайн кислотных обработок скважин с применением вязких жидкостей - отклонителей и обеспечить максимальную эффективность обработки.

Практическая ценность. Результаты, полученные в диссертации, могут быть использованы при проектировании дизайна кислотных обработок карбонатных коллекторов с применением отклонителей на основе нелинейно-вязких жидкостей. Задачи, поставленные в работе, выполнялись в рамках реальных проектных работ в ООО «РН-УфаНИПИнефть». Разработанные математические модели, соответствующие численные алгоритмы заложены в программный модуль «Симулятор БСКО», используемый для проектирования оптимального дизайна БСКО. Программный модуль «Симулятор БСКО» прошел апробацию на месторождениях ОАО «НК «Роснефть» и в настоящее время внедряется в корпоративный программный комплекс «Геология и добыча» («ГиД»).

Достоверность полученных результатов подтверждается использованием классических подходов к анализу процессов физико-химической и подземной гидродинамики, химических закономерностей взаимодействия карбонатов с соляной кислотой, использованием основных принципов механики многофазных сред. Обоснованность результатов обеспечивается сходимостью и точностью численных схем, сопоставлением тестовых расчетов с аналитическим решением, качественным и количественным совпадением теоретических результатов с

экспериментальными данными, и с результатами промысловых измерений. Полученные результаты не противоречат физическому смыслу при закладывании в расчет исходных данных в диапазоне практических величин.

На защиту выносится:

1. Математическая модель кислотной обработки слоисто-неоднородного карбонатного пласта с применением отклонителей на основе нелинейно-вязких жидкостей для прогнозирования конечного распределения объемов закачиваемых реагентов между пропластками.

2. Методики расчета оптимальных значений определяющих параметров БСКО, обеспечивающих максимальную эффективность кислотной обработки слоисто-неоднородного карбонатного коллектора.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научной конференции «Мавлютовские чтения», 2008, 2010 гг., Уфа; XVII-ой Международной конференции «Математика. Компьютер. Образование», 20 Юг, Дубна; III Кустовой научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НК «Роснефть», 20 Юг, Самара; научно-практических конференциях «Математическое моделирование и компьютерные технологии в разработке месторождений», 2008, 2010 гг., Уфа; V Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия», 20 Юг, Москва; V Межрегиональной научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НК «Роснефть», 20 Юг, Москва; V Всероссийской научно-практической конференции «Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа», 20 Юг, Томск; семинарах по НИР в КНТЦ ОАО «НК «Роснефть», 2008-2010 гг. (руководитель д-р тех. наук, проф. Хасанов М. М.)

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 12 научных работах, в том числе 4 - в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. Все результаты, выносимые на защиту, получены лично автором.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 138 страницах, содержит введение, четыре главы, заключение, 3 таблицы, 45 иллюстраций и список литературы, который включает 131 наименование.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель диссертации, основные задачи, методы исследования, новизна полученных результатов, их научная и практическая ценность.

Первая глава диссертации посвящена анализу современных тенденций в развитии технологий кислотных обработок скважин.

Значительный вклад в развитие и совершенствование кислотных методов воздействия на призабойную зону скважин внесли: Амиян В. А., Аширов К .Б., Вердеревский Ю. JL, Дияшев Р. Н., Галлямов И. М., Гарифуллин Ш. С., Глущенко В. Н., Жданов С. А., Ибатуллин Р. Р., Ибрагимов Г. 3., Илюков В. А., Каневская Р. Д. Комиссаров А. И., Кудинов В. И., Логинов Б. Г., Максимов Н. И., Мищенко И. Т., Мищенков И. С., Малышев Л. Г., Муслимов P. X., Мухаметшин В. Ш., Орлов Г. А., Селимов Ф. А., Сучков Б. М., Сонич В. П., Сидоровский В. А., Уметбаев В. Г., Фазлыев Р. Т., Федоров К. М., Хавкин А. Я., Хайрединов Н. Ш., Хисамов Р. С., Хисамутдинов Н. И. и многие другие.

Технология соляно-кислотной стимуляции карбонатных матриц получила большое развитие в последние 15-20 лет благодаря передовым лабораторным исследованиям, разработкам новых реагентов и математическому моделированию процесса. Исследованиями Daccord, Hung, Wang, Hoefher и Fogler, Fredd, Buijse, Glasbergen и др. установлено, что эффективность соляно-кислотных обработок (СКО) зависит в первую очередь от процесса формирования отдельных, высоко проводящих поровых каналов - «червоточин», в которых расходуется большая часть кислоты.

Было предложено несколько различных моделей червеобразных каналов, основанных на описании микропроцессов, происходящих на уровне отдельных пор, в процессе кислотной обработки карбонатов, связывающих процесс формирования червоточин с числом Дамкелера, определенным как отношение скорости химической реакции к скорости конвективного переноса. Эти модели обычно успешно прогнозируют образование червеобразных каналов при идеальных лабораторных условиях, моделирующих линейные течения в кернах с одним доминантным каналом, с использованием простых жидкостей с известной реологией и химической активностью, и т.д. Однако они не могут быть использованы при проектировании кислотных обработок скважин. Математическая модель процесса кислотной обработки в масштабе скважины должна описывать радиальное течение, множественные червеобразные трещины, неоднородность пластовых систем, влияние гелей-отклонителей,

рассчитывать оптимальные характеристики процесса. Для практических целей достаточны так называемые усредненные модели, которые и рассматриваются в данной работе.

Приведенный в работе анализ технологий увеличения эффективности традиционных СКО в карбонатных коллекторах показал, что основные тенденции в их развитии сводятся к использованию химических реагентов различного состава. Использование химических реагентов (эмульсий, полимеров и ПАВ, сшитых полимерных систем, пенных систем, мелкодисперсных добавок бензойной и молочной кислоты) в СКО направлено на замедление и отклонение фронта реакции кислоты с карбонатной матрицей породы-коллектора. Оптимальное размещение реактивной жидкости и увеличение зоны охвата особенно важно для длинных интервалов с высокой степенью неоднородности по проницаемости.

Во второй главе диссертации приведены результаты лабораторных экспериментов на кернах карбонатных коллекторов с песчано-алевролитовыми фракциями, которые доказали влияние неоднородности карбонатного коллектора на фильтрационные характеристики при их кислотной обработке. На основе экспериментов построена модель кислотного растворения карбонатной матрицы с учетом суффозии. Математическая модель включает эмпирическое выражение для определения скорости изменения концентрации осажденных частиц и изменения проницаемости пористой среды. Адекватность модели реальному физическому процессу устанавливается сравнением расчетных значений градиента давления в фильтрационном потоке с данными лабораторных экспериментов на кернах.

Эксперименты проводились на установке, сконструированной на базе стандартной УИПК, моделирующей пластовые условия, поддерживая необходимое давление и температуру, а также контролируя расход закачиваемых композиций кислотного раствора, фильтрующихся через модель пласта.

Цель исследований фильтрационных характеристик на водонасыщенных и нефтенасыщенных кернах при воздействии на них кислотным раствором - определение проницаемости породы по модели пластовой воды и нефти до фильтрации кислотного раствора, и после его действия.

В первом опыте эксперимент проводился на водонасыщенном керне при воздействии на него 15% раствором соляной кислоты. В момент закачки раствора проницаемость керна стала уменьшаться из-за осаждения мелкодисперсных нерастворимых частиц в поровых каналах, в результате

чего дальнейшее проникновение кислоты в керн прекратилось. После разборки модели пласта и осмотра керна версия осаждения твердых частиц на скелете породы подтвердилась. Высокая скорость химической реакции привела к неуправляемости процессом выщелачивания карбонатной породы. Для замедления реакции во втором опыте в 15% раствор соляной кислоты вводили раствор полигликоля с ингибитором коррозии в соотношении 1:1.

На начальном этапе в модель пористой закачивали 12,7 поровых объемов пластовой воды с расходом Q =1,78см3/час для определения начальной проницаемости по воде. Начальная проницаемость составила 0,00144мкм2. Модель пластовой воды при пластовой температуре имела те же характеристики, что и в опыте 1. Далее закачивали водный раствор соляной кислоты с соответствующими добавками, которая имела вязкость при пластовой температуре 9,7628 мПа-с, плотность 1,1116 г/см3.

На заключительном этапе проводили фильтрацию модели пластовой воды до стабилизации перепада давления. Динамика изменения проницаемости керна при воздействии раствора кислоты показана на рис.1.

На втором этапе эксперимента при прокачке 24,795 поровых объёмов кислоты проницаемость образца керна стала уменьшаться из-за осаждения в высокопроводящих поровых каналах продуктов растворения минерала кислотой, но впоследствии произошел прорыв раствора. Градиент давления резко снизился в результате значительного увеличения проницаемости. Проницаемость керна после кислотной обработки увеличилась более, чем в 1000 раз и составила 1,532 мкм2. Эти данные подтверждают образование канала растворения с высокой проницаемостью.

При закачке модели пластовой воды так же, как и при фильтрации раствора кислоты произошло резкое снижение градиента давления. Для определения градиента давления пришлось постоянно увеличивать скорость фильтрации до появления градиента.

В третьем опыте проводилась кислотная обработка нефтенасыщенного керна. В опыте использовалась рекомбинированная проба нефти, которая по своим физическим свойствам не отличалась от пластовой. В нефтенасыщенный керн закачивали 15% раствор кислоты с добавками полигликоля и ингибитора коррозии в соотношении 1:1. После закачки 13,45 поровых объемов раствора произошел прорыв жидкости, но стабилизация перепада давления имела место после прокачки 16,29 поровых объемов жидкости. Увеличение градиента давления доказывает, что и в этом случае происходит суффозия, приводящая к снижению проницаемости пористой среды.

В результате кислотного воздействия на нефтенасыщенный керн его проницаемость увеличилась почти в 3 раза и составила 0,0143 мкм2. Снижение эффективности кислотной обработки по сравнению с результатами на водонасыщенном керне заключается в том, что в нефтенасыщенном керне кислота нейтрализуется не полностью из-за экранизации поверхности пор от кислотного раствора поверхностно-активными составляющими нефти, к которым относятся асфальтены, смолы и нафтеновые кислоты. Возникает адсорбционный слой толщиной порядка 0,15нм. Следует указать на большое влияние физико-минералогического состава пород. Чем больше в карбонатном пласте песчано-алевролитовых фракций с повышенной пористостью, тем в большей степени снижается процент нейтрализации общего объема кислоты в пласте.

Лабораторные исследования по кислотному выщелачиванию карбонатов, проведенные на коротких кернах и описанные выше позволили установить, что существует только один доминирующий червеобразный канал, который линейно распространяется по длине керна. В связи с этим, математическая модель кислотного растворения керна рассматривалась в рамках одномерной линейной модели.

В этом случае линейная фильтрация флюида описывается следующей системой уравнений.

Уравнение сохранения массы всего потока:

8т J к к . ...

+<11У\ = '-К-ум, $ = - -дайр. (1)

Ъ I рк /I

Уравнение сохранения массы кислоты

- (тркС)+йМрк?С)= +Лп{ркОпщтй(1С). (2)

ОТ

Уравнение сохранения массы породы, описывающее изменение пористости за счет химической реакции:

д^{{\-т)рм)=~ук^к. (3)

Для взвешенных частиц в фильтрационном потоке составляется балансовое уравнение:

~(mpsU)+dw(psvU)=Js, Js=SvмJк-psд~, СТ(х,0 = |ЯУШ/ (4)

от от 0

Положение фронта растворения х/определяется по уравнению:

- (УС)\ (5)

Л рм '*/

Здесь Jk— масса кислоты, израсходованной в единицу времени в единице объема; к - проницаемость породы; т - пористость; ум - стехиометрический коэффициент реакции соляной кислоты с карбонатами; С - массовая концентрация реагента; £> — коэффициент молекулярной диффузии; ¡}м - растворяющая способность кислоты,

Рм>Рк,Рз~ истинная плотность породы, флюида, нерастворимых осадков, соответственно; £у- константа скорости реакции; и -массовая концентрация нерастворимых частиц в потоке; сг(х,/)-количество осадка, выпавшее в рассматриваемом сечении х за период времени /; Я - коэффициент фильтрования; <?-доля нерастворимых фракций в карбонатной породе; подвижная граница канала растворения,

а0 - начальная удельная поверхность реакции. Остальные обозначения общепринятые.

Функция .] к принимается в виде: .! к = рк Е/а^С, где

- константа скорости реакции, а,,-удельная поверхность реакции. Для

описания изменения удельной поверхности реакции используется (1 -т)

соотношение а„ =а0

0-щ)

В безразмерных переменных в модель вводятся два безразмерных параметра: число Пекле Ре и число Дамкелера Осг.

Ре=У°1 ,Оа=1Е,а0, От0 у0

где Ь - длина керна, а0, щ - начальные удельная поверхность реакции и пористость, соответственно, - линейная скорость закачки

реагента.

Для вычисления проницаемости, следуя корреляциям Кольрауша и Козени-Кармана, и считая, что предельное значение проницаемости при воздействии загрязняющих частиц близко к нулю, предлагается следующая эмпирическая зависимость:

к - к0

т тп

ехр1

(~аар\ (6)

"о.

где п, а, /3- константы, определяемые по экспериментальным данным.

Формула (6) включает два конкурирующих процесса: увеличение проницаемости за счет растворения пористой среды и уменьшение проницаемости за счет осаждения твердых частиц взвеси на устье пор. Расчеты проводились при следующих исходных данных: £>=10" м/с, Л = \0м~1. Остальные физические величины соответствовали значениям, принятым в экспериментах, описанных выше. Уравнения (1)-(6) с начальными и граничными условиями, соответствующими лабораторным экспериментам решаются конечно-разностным методом.

Параметры модели определялись с использованием генетических алгоритмов. Расчеты показали, что экспериментальная зависимость хорошо описывается предложенной моделью (1)-(6) при и = 6,57, а =35,5, /7=0,615, Оа = 1,12.

Из представленных расчетов на рис.1 видно, что во время закачки кислотного раствора наблюдается рост перепада давления в зависимости от безразмерного времени, что видимо, свидетельствует о частичной закупорке поровых каналов продуктами реакции. Расчетные значения градиента давления (сплошная линия) удовлетворительно согласуются с экспериментальными значениями (штриховая линия).

§ аЗ

н с я ^

10 20 30 40 50 60

Поровые объемы

Рис. 1. Зависимость изменения градиента давления в образце пористой среды от безразмерного времени (отношение объема закачанной жидкости к объему пор)

В третьей главе диссертации изложены результаты математического моделирования солянокислотной обработки (СКО) карбонатов с применением вязких жидкостей - отклонителей. В разделе 3.1 изложена математическая модель процесса обработки однородных карбонатных коллекторов соляной кислотой. Задача СКО карбонатных пластов в рассматривается в рамках многокомпонентной изотермической фильтрации

- - - эксперимент ¡1

- расчет ¡1

/7 ' (

'/

/ /

: и

\ у

^^ \

однофазной несжимаемой жидкости. Интегральные распределения реагентов и баланс масс в результате химической реакции прогнозируются упрощенным осесимметричным подходом. Диффузионные процессы в пласте развиваются в течение значительно больших времен, чем время закачки растворов реагентов в пласт, поэтому вкладом диффузионных процессов при моделировании обработки призабойной зоны скважин пренебрегаем. При осредненном описании процессов фильтрации в призабойной зоне скважин, движение жидкости по системе достаточно большого ансамбля червеобразных каналов в дальнейшем будет считаться подчиняющимся к

закону Дарси V = —§гас! р. Такой подход к описанию фильтрации с И

химическими реакциями был предложен К. М. Федоровым. С учетом сделанных допущений основные уравнения, определяющие процесс сводятся к следующим:

- уравнению сохранения массы кислоты:

(?)

- уравнению сохранения массы растворимой в воде соли кальция:

(8)

- уравнению сохранения массы углекислого газа:

(9)

с учетом того, что Своды — 1 - С1 — С2 — С3 , получаем уравнение

сохранения массы воды:

0Э(1-С, -С2-С3)т | 1 д ' г дг

+-—(пгр?(1-С1-С2-С3)) = хЛ (10)

- уравнению сохранения массы породы:

(П)

- уравнению для концентрации взвеси

Здесь pi — истинная плотность флюида, - истинная плотность породы, Сj - массовая концентрация i-ro реагента, %, - стехиометрический коэффициент реакции i-ro реагента. Остальные обозначения общепринятые. В дальнейшем C=Ct. Здесь принимается, что пластовые давления достаточно высоки и выделяющийся углекислый газ находится в жидком состоянии и полностью растворен в водной фазе. Сформулированная система уравнений замыкается законом кинетики химической реакции, заданной в виде:

Efa

J к = рЧК(\-т)С", К = ■ (13)

\-т о

Здесь К - константа реакции, с"1; п - порядок реакции, то есть мера того, насколько скорость реакции зависит от концентрации. Будем рассматривать первый порядок реакции. Изменение проницаемости определяется в виде(6).

Начальные и граничные условия в постановке задачи о закачке в пласт оторочки раствора кислоты за время t0 будут иметь вид:

(=0: С=0, т=ть U=0,

0<t<t0: С=С°; l/=0. Ц = -q, = pQ (]4)

t„<t: r=rw: C=0; U=0.

Получено и исследовано точное решение линеаризованной системы уравнений (7)-(12). Для линеаризации использован подход, предложенный В.М. Битовым. Предварительно, уравнения (7)-(10) складываются для получения уравнения сохранения массы всего потока и в предположении, что объем системы в результате реакции не меняется, имеем

~Н = 0. (15)

г or

Тогда при заданном объемном расходе кислоты закачиваемой в пласт

в

получим первый интеграл этого уравнения rv = „

J 2ттЬ ■ Это решение позволяет

упростить уравнения (7), (11), (12) и линеаризовать их методом возмущений

mn(t,r) = const, CJt,r) = 0, UJt,r) = 0. Решая на точном решении 0 ' ov ' '

линеаризованные уравнения методом характеристик, получаем решение:

(16)

В представленной системе уравнений содержится аналогичный по смыслу числу Дамкелера критерий подобия: КУп

Оа =-. где Уп - объем закачиваемой отооочки. О - дебит

пористостью пласта т0, и концентрацией закачиваемой кислоты С0, числом Дамкелера Оа, стехиометрическим отношением расходуемых в реакции масс раствора и породы, дебитом и объемом закачки раствора кислоты.

По уравнениям (16) построены и исследованы графики распределения концентрации кислоты, концентрации осадка и пористости по длине пласта при различных числах Дамкелера.

В разделе (3.2) исследуется численное решение задачи (7)-(14). Для численных расчетов был реализован следующий алгоритм: на каждом временном шаге сначала рассчитывается пористость (11) по явной схеме, потом проницаемость по (6), давление методом прогонки по (15), концентрация кислоты (7) по неявной схеме и после этого концентрация осадка (12) по явной схеме. Результаты численных расчетов забойного давления, концентрации кислоты, пористости, проницаемости сравнивались с точным решением линеаризованной задачи (раздел 3.1). Дана оценка расчета относительной погрешности численных расчетов. Максимальная погрешность счета не превосходит 5%. Поэтому, рассмотренную схему расчета можно использовать в симуляторе кислотной обработки для расчета прогнозных показателей.

Предложенный численный алгоритм позволил провести вычислительный эксперимент по исследованию влияния на эффективность процесса кислотной обработки карбонатных коллекторов таких параметров, как число Дамкелера, начальная пористость, начальная концентрация кислоты и объем закачки оторочки кислоты.

закачки.

На рис. 2 приведена расчетная зависимость эффективности воздействия от числа Дамкелера. Решение получено при начальной пористости 10%, начальной концентрации кислоты 15% и объеме закачки соответствующем закачке раствора кислоты в объеме 2 м3 на 1м толщины пласта. Перфорированная толщина пласта составляет 5 метров.

Согласно приведенной зависимости, существует оптимальный режим закачки реагента в пласт, который позволяет достичь максимальной эффективности процесса (максимального прироста дебита), определяемый экстремумом данной функции.

В разделе 3.3. модель соляно-кислотной обработки обобщена на случай слоисто-неоднородного пласта. Моделируется селективная кислотная обработки с использованием вязких отклонителей в рамках поршневой модели с учетом основных физико-химических процессов, происходящих в пористой среде.

При построении модели сделаны следующие допущения: пропластки гидродинамически не связаны между собой; жидкость считается несжимаемой; скелет породы - недеформируемый; фильтрация изотермическая при постоянной скорости закачки реагента. Определение распределения объемов закачки и скоростей в каждом пропластке считается пропорциональным их проводимости (к/ И).

Вытесняемые пластовые флюиды и кислотные растворы моделируются как ньютоновские жидкости. Отклонители - как неньютоновские степенные жидкости, эффективная вязкость которых (ла

выражается соотношением ца = Ку{"~1), п< 1, где К и п - экспериментальные константы. Параметр К - индекс консистенции, п - показатель неньютоновского поведения. Скорость сдвига у зависит от скорости

1,4

1,1

1 1..........................................................................................................>

0,001 0,01 0,1 1 10 Ра

Рис. 2. Зависимость эффективности от числа Дамкелера

фильтрации жидкости и свойств породы. Поэтому вязкость гелевого раствора в каждом слое неоднородного пласта является функцией скорости фильтрации в этом слое, изменяющейся в течении времени закачки, так как для плоско-радиального потока скорость V к (1 / г). Вязкость в этом случае также является функцией радиуса г. Распределение потока в пласте всегда определяется сопротивлением потоку, зависящему от распределения жидкости и профиля проницаемости.

При закачке кислоты в пласт после обработки его жидкостью - отклонителем в области фильтрации распространяются три зоны с различной подвижностью флюидов. Зона 1 соответствует жидкости, первоначально насыщающей пласт с начальными значениями проницаемости к0 и вязкости //0. В этой зоне координата г изменяется от размеров зоны сопротивления г„ до контура питания Кк. Зона 2 - зона сопротивления или зона отклонителя. Подвижность отклонителя определяется зависимостью вязкости от скорости сдвига, которая в свою очередь является функцией радиуса г. В этой зоне координата г изменяется от размеров зоны растворения /у до контура гК. Зона 3, где действительная вязкость разрушается - зона распространения каналов растворения с проницаемостью ккИ. В этой зоне координата г изменяется от

стенки скважины до контура растворения .

Результирующее давление на забое скважины для /-го слоя:

Проницаемость в зоне растворения рассчитывается в процессе численного моделирования закачки в карбонатный пласт раствора соляной кислоты. Полученные решения позволяют прогнозировать изменение перепада давления на скважине в процессе закачки реагентов

В четвертой главе описан программный комплекс «Симулятор БСКО», ядром которого является математическая модель кислотной обработки слоисто-неоднородных карбонатных пластов с применением отклонителей на основе нелинейно-вязких жидкостей, рассмотренная в предыдущей главе. Программный комплекс состоит из набора интегрируемых между собой модулей, таких, как:

<

- подсистема формирования входных данных, выполняющая функции автоматизации формирования списка входных параметров симулятора (загрузка данных из текстовых файлов, осуществление ручного ввода и корректировка загружаемых данных) и определения направления оптимизации дизайна (технологическая или экономическая оптимизация);

- подсистема моделирования селективной кислотной обработки, выполняющая расчет прогнозируемых показателей селективной кислотной обработки карбонатных коллекторов и основных параметров оптимизации;

- подсистема визуализации расчетов, выполняющая графическое отображение полного перечня входных, расчетных параметров и прогнозируемых характеристик, проводимых БСКО;

- подсистема генерации «Кислотного листа», обеспечивающая формирование плановых и фактических параметров проведения БСКО на основе моделирования и использование «Кислотного листа» при генерации отчетных документов модуля;

- подсистема генерации отчетов, выполняющая функции формирования сводного итогового отчета по базовому дизайну БСКО. Симулятор имеет техническую возможность для внедрения новых методических и программных решений с целью проектирования дизайна БСКО.

Отличительной особенностью симулятора является возможность проведения технологической и экономической оптимизации дизайна БСКО.

Технологическая оптимизация дизайна БСКО включает несколько

этапов:

- определение оптимальной скорости закачки для каждой кислотной стадии;

- расчет оптимального объема отклонителя относительно объема кислотного состава;

- распределение стадий БСКО относительно общего объема кислотного состава.

При оптимальной скорости закачки реагента образование высокопроводящих каналов растворения приводит к эффективной интенсификации, что подтверждается отрицательным скин-фактором. Симулятор реализует алгоритм оптимизации скорости закачки кислотного состава для минимизации скин-фактора по скважине с целью получения максимального прироста нефти по целевому пропластку, рис. 3. Пунктирной линией на рисунке 3 показан тренд снижения скин-фактора скважины после проведенной БСКО.

Скорость закачки кислоты, мЗ/иин

Номер стадии

Стадия 1

Стадия 2

— • Стадия 3 ...... Тренд

Рис.3. Расчет оптимального расхода для каждой кислотной стадии

□ Кислотный состав нОтклошггель

Рис.4. Распределение стадий БСКО

Алгоритм расчета представляет собой определение оптимума для скорости закачки, как функции от скин-фактора эквивалентного воздействию каждой отдельной кислотной стадии. Для определения оптимума используется метод золотого сечения. С использованием симулятора были получены зависимости оптимальных скоростей закачки для разных скоростей реакции, которые представляют собой линейные функции от удельного объема закачки.

Анализ этих зависимостей позволил вывести критерий для определения объема каждой последующей стадии, согласно соотношению

где - общий объём кислотного состава, - объём первой пачки, п -число стадий.

На рис.4 показано распределение объемов закачки по стадиям.

Вычислительный эксперимент по исследованию зависимости эффективности БСКО от соотношения объемов откпонителя и кислотного состава установил, что необоснованное увеличение объема отклонителей снижает эффективность обработок.

При закачке жидкости-отклонителя в неоднородный пласт происходят два процесса. Первый - это выравнивание профиля притока (его можно численно охарактеризовать коэффициентом квадратичной дисперсии). Второй - снижение общей приемистости пласта. С ростом объема откпонителя дисперсия снижается, а приемистость ухудшается, т.е.

\ тт /

псевдоскин отклонителя растет. Для определения "оптимального" соотношения - объем отклонителя/объем кислоты предложен критерий

^J max ^тах

где Sj- псевдоскин отклонителя, D - дисперсия дебита по пропласткам.

Обоснование данного критерия заключается в том, что максимально возможным выравниванием профиля приемистости вязким отклонителем достигается увеличение сообщаемое™ малопроницаемых слоев пласта со скважиной в процессе кислотной обработки. Оптимальное соотношение объема отклонителя относительно объема кислотного состава определяется по значению атах, рис.5. Оптимальный объём отклонителя для каждой стадии V¡d" определяется соотношением

yd* -vKC - а .

i i шах

Для определения оптимального дизайна целесообразно использовать также критерии экономической эффективности. В симуляторе оценка экономической эффективности БСКО проводится для заданного объема кислотного реагента. За основной экономический параметр, на основе которого выбирается оптимальный объем реагента для скважины, принят коэффициент возврата вложенных средств (ROI) определяющийся как

_J^чистая

где Пщ,стая - чистая прибыль после уплаты налогов, Зко - общие затраты, связанные с проведением КО.

Для определения ROI необходим прогноз изменения прироста дебита нефти на период эффекта от мероприятия. Прогноз в модели выполняется с помощью трендов на основании статистических данных по месторождению с использованием аналитических функций. Зависимость для ROI имеет максимум, т.е. существует оптимальный объем кислотного состава, обеспечивающего наибольший экономический эффект, рис. 6.

Предложенная оптимизация дизайна БСКО повышает эффективность проектирования за счет сокращения планируемых объемов реагентов, оптимизации плана закачки, снижения технологических рисков.

0,4

7,2

I 5,7

6.7

6,2

5,2 4,7

0

4,2

0,6

1,6

О

20

40

Рис.5. Расчет оптимального объема Рис.6. Расчет оптимального объема

кислотного состава

Основные результаты и выводы, полученные в диссертации

1. По результатам экспериментальных исследований на кернах разработана математическая модель кислотной обработки водонасыщенного карбонатного керна, учитывающая движение взвеси в пористой среде и осаждение твердых частиц в поровых каналах. Математическая модель позволяет проводить вычислительный эксперимент по прогнозу кислотной обработки в масштабе керна, исследуя влияние таких параметров, как скорость нагнетания кислоты, концентрация кислоты, скорость химической реакции. По результатам вычислительного эксперимента определены параметры корреляционной зависимости пористость-проницаемость, учитывающей эффект суффозии.

2. Разработана математическая модель кислотной обработки слоисто-неоднородного карбонатного пласта с применением отклоняющих нелинейно-вязких жидкостей, отличающаяся учетом суффозии и изменением проницаемости при раскрытии естественных микротрещин в карбонатном коллекторе. Модель позволяет прогнозировать изменение перепада давления на скважине в процессе закачки реагентов, изменение проницаемости целевых пропластков и эффективность кислотной обработки.

3. В ходе вычислительного эксперимента установлена возможность получения максимальной эффективности процесса кислотного растворения при оптимальной скорости закачки реагента. Установлено, что кратность прироста дебита жидкости нелинейно зависит от объема кислотного раствора, оптимальный объем которого определяется в ходе экономической оптимизации процесса. Установлена рекуррентная формула расчета объема кислотного раствора каждой стадии кислотной

отклонителя относительно объема

кислотного раствора

обработки. Предложен критерий определения оптимального соотношения объемов отклонителя и кислотного раствора, при котором достигается максимальное выравнивание профиля притока скважины при максимальной эффективности процесса БСКО. Эффективность применения предложенных критериев оптимизации БСКО была обоснована в результате анализа фактически проведенных мероприятий на месторождениях ОАО Удмуртнефть.

4. Разработан программный комплекс «Симулятор БСКО» для проектирования оптимального дизайна болыпеобъемных селективных кислотных обработок. В настоящее время программный комплекс успешно проходит апробацию в дочерних предприятиях ОАО «НК «Роснефть»

Публикации основных положений диссертации В рецензируемых журналах из перечня ВАК:

1. Булгакова Г. Т. Модель кислотной обработки матрицы карбонатов: влияние осадка на процесс растворения / Г. Т. Булгакова, А. В. Байзигитова, А. Р. Шарифуллин // Вестник УГАТУ. Сер. Управление, вычислительная техника и информатика. - 2009.-Т.13. №2(35). -С.256-264.

2. Булгакова Г. Т. Лабораторные и теоретические исследования матричной кислотной обработки карбонатов / Г. Т. Булгакова, А. Р. Шарифуллин, Р. Я. Харисов, А. В. Байзигитова, А. Г. Телин, А. В. Пестриков // Нефтяное хозяйство. - 2010. - № 5. - С.75-79.

3. Булгакова Г. Т. Физическое моделирование технологии водоизоляции трещин для последующей кислотной стимуляции скважин в карбонатных коллекторах / Г. Т. Булгакова, Р. Я. Харисов, А. Р. Шарифуллин, А. В. Пестриков // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2010. - № 7, - С.44-50.

4. Булгакова Г. Т. Оптимизация проектирования болыпеобъемных селективных кислотных обработок карбонатных коллекторов / Г. Т. Булгакова, Р. Я. Харисов, А. Р. Шарифуллин, А. В. Пестриков // Территория НЕФТЕГАЗ. - 2010. - № 11. - С. 18-22.

В других изданиях:

5. Булгакова Г. Т. Наноявления при кислотной обработке матриц карбонатных коллекторов / Г. Т. Булгакова, А. Г. Телин, Р. Я. Харисов, А. Р. Шарифуллин, А. В. Камалтинова // Труды международной конференции «Наноявления при разработке месторождений

углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям» (Москва, 19-20 ноября 2008) - М.: Нефть и газ. -С.155-160.

6. Шарифуллин А. Р. Количественная модель образования и распространения каналов растворения при кислотной обработке карбонатов // Материалы Всероссийской научной конференции «Мавлютовские чтения». - Уфа: Изд-во УГАТУ, 2008. -Т.5-С.37-39.

7. Булгакова Г. Т. Математическое моделирование технологии кислотных обработок скважин в сложнолостроенных карбонатных коллекторах / Г. Т. Булгакова, А. Р. Шарифуллин // Материалы XVII-ой конференции «Математика. Компьютер. Образование» (Дубна, 25-30 января 2010) -Дубна: 2010.-С.95.

8. Булгакова Г. Т. Симулятор для моделирования и оптимального проектирования большеобъемных селективных кислотных обработок карбонатных коллекторов / Г. Т. Булгакова, Р. Я. Харисов, А. Р. Шарифуллин, А. В, Пестриков // Научно-технический вестник ОАО «Роснефть». - 2010. - №2 - С. 16-20.

9. Bulgakova G. Т., Optimizing Extended Selective Acidizing Designs / G. T Bulgakova, .A. R. Sharifiillin // Proceedings of 12th International Workshop on Computer Science and Information Technologies. Moscow-St.Peterburg. - 2010. - V.l. - 58-62 pp.

10. Шарифуллин A. P. Автоматизация оптимального проектирования солянокислотных обработок карбонатных коллекторов нефтяных залежей // Материалы Всероссийской научной конференции «Мавлютовские чтения». - Уфа: Изд-во УГАТУ, 2010. - Т.5. - С.37-39.

11. Булгакова Г. Т. Симулятор для моделирования и оптимального проектирования большеобъемных селективных кислотных обработок карбонатных коллекторов / Г. Т. Булгакова, А. Р. Шарифуллин, Р. Я. Харисов // Материалы III Научно-практической конференции «Математическое моделирование и компьютерные технологии в разработке месторождений». - Уфа, 2010. - С.48.

12. Харисов Р. Я. Моделирование большеобъемной селективной кислотной обработки скважин / Р. Я. Харисов, Г. Т. Булгакова, А. Р. Шарифуллин, А. Е. Фоломеев И Материалы V всероссийской научно-практической конференции «Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа». - Томск, 2010. -С.42—46.

ШАРИФУЛЛИН Андрей Ришадович

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КИСЛОТНЫХ ОБРАБОТОК СКВАЖИН В СЛОИСТО-НЕОДНОРОДНЫХ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 021319 от 05.01.99 г.

Подписано в печать 22.11.2010 г. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,38. Уч.-изд. л. 1,44. Тираж 100 экз. Заказ 843.

Редакционно-издательский центр Башкирского государственного университета 450074, РБ, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.

Отпечатано на множительном участке Башкирского государственного университета 450074, РБ, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Шарифуллин, Андрей Ришадович

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ МИРОВОГО ОПЫТА В ОБЛАСТИ РАЗРАБОТКИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ КАРБОНАТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ-ОТКЛОНИТЕЛЕЙ.

1.1 Моделирование процесса кислотного выщелачивания карбонатной матрицы.

1.2 Методы химического отклонения для кислотных обработок карбонатов: обзор и история применения.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ КАРБОНАТНЫХ ПЛАСТОВ СОЛЯНОЙ КИСЛОТОЙ В МАСШТАБЕ КЕРНА.

2.1 Лабораторные испытания.

2.2 Математическая модель кислотной обработки карбонатных кернов.

2.2.1 Уравнения процесса.

2.2.2 Обезразмеривание системы уравнений.

2.2.3 Численные расчеты.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СОЛЯНОКИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ КАРБОНАТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ - ОТКЛОНИТЕ ЛЕЙ.

3.1 Моделирование процесса обработки однородных карбонатных коллекторов соляной кислотой.

3.1.1 Основные уравнения, описывающие взаимодействие кислоты с породой.

3.3.2 Решение линеаризованной задачи.

3.3.3 Результаты моделирования.

3.2 Численное решение задачи о закачке кислоты в пласт.•.

3.2.1 Обезразмеривание системы уравнений.

3.2.2 Построение численной схемы.

3.2.3 Апробация численной схемы.

3.2.4 Расчет эффективности кислотной обработки.

3.3 Обобщение модели соляно-кислотной обработки на случай слоисто-неоднородного пласта.

3.3.1 Основные допущения модели.

3.3.2 Основные уравнения модели.

4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БОЛЬШЕОБЪЕМНЫХ СЕЛЕКТИВНЫХ КИСЛОТНЫХ ОБРАБОТОК КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ.

4.1 Идеология использования симулятора.

4.1.1 Предотвращение технологических рисков.

4.1.2 Эффективность потокоотклонения.

4.1.3 Проблемы определения эффективности кислотной обработки.

4.2 Направления оптимизации. Основные критерии.

4.3 Этапы оптимизации.

4.3.1 Оптимизация скорости закачки кислоты.

4.3.2 Оптимизация кислотного состава.

4.3.3 Оптимизация соотношения объемов стадий кислотного состава (КС).

4.3.4 Оптимизация отношения объема отклонителя к объему КС для каждой стадии.

4.4 Экономическая оптимизация дизайна БСКО.

4.5 Проверка достоверности модели.

Основные результаты работы.

Литературные источники.

 
Введение диссертация по механике, на тему "Математическое моделирование кислотных обработок скважин в слоисто-неоднородных карбонатных коллекторах"

В условиях ухудшения структуры запасов основных месторождений нефтяной отрасли, все большее значение приобретает разработка и внедрение новых и высокоэффективных технологических решений извлечения нефти из низкопродуктивных пластов, приуроченных к карбонатным коллекторам. Повышение эффективности кислотных обработок в многопластовых коллекторах достигается применением селективной кислотной обработки скважины, т.е. направленным воздействием кислотных растворов на целевой пропласток. Для большей глубины воздействия на карбонатный коллектор в последнее время широко применяются большеобъемиые селективные кислотные обработки (БСКО).

В соответствие с современными требованиями, расчет прогнозных показателей при проектировании БСКО должен базироваться на моделях основных физико-химических процессов с реализацией в виде программного продукта. Для скважин с неоднородным профилем проницаемости задача размещения кислоты по целевым пропласткам не может быть корректно решена без численного моделирования. Кроме того, численные симуляторы позволяют решать задачу технико-экономической оптимизации процесса обработки, моделируя варианты дизайна обработки с различными объемами, стадийностью рабочих жидкостей и исходными экономическими сценариями. При проектировании дизайна БСКО необходимо обоснованно рассчитывать скорость закачки реагентов, объем кислотного состава, объем отклонителя, количество циклов закачки рабочей жидкости, количество отклоняющих стадий, объем закачиваемой жидкости на каждом этапе и т.д. для прогноза продуктивности скважины после обработки и оценки ожидаемой прибыли за счет проведения кислотной обработки.

Должным образом спроектированные и осуществленные кислотные стимуляции позволяют повысить производительность нефтяных и газовых скважин. Успех этих обработок зависит в значительной степени от 4 правильного выбора кислотного состава и оптимального проекта обработки. Это может быть достигнуто только при хорошем понимании фундаментальных принципов кислотной обработки.

Поэтому теоретическое изучение некоторых особенностей движения кислотных растворов и нелинейно-вязких отклонителей и их распределение между разнопроницаемыми пропластками карбонатного коллектора является актуальным направлением, которое поможет точнее прогнозировать оптимальные технологические параметры БСКО.

Разработка программного комплекса, позволяющего автоматизировать процессы планирования большеобъемной селективной кислотной обработки с применением вязких жидкостей-отклонителей также является актуальной задачей.

Целью данной работы является разработка математической модели процесса кислотного растворения слоисто-неоднородных карбонатных коллекторов с применением отклоняющих нелинейно-вязких жидкостей, изучение параметров, влияющих на улучшение фильтрационно-емкостпых свойств коллектора, а так же поиск их оптимальных значений для обеспечения максимальной эффективности БСКО.

Основные задачи исследований:

1. Разработка математической модели процесса кислотного растворения карбонатной породы на основе физико-химического моделирования в масштабе керна.

2. Разработка математической модели кислотной обработки слоисто-неоднородного карбонатного пласта с применением отклонителей на основе нелинейно-вязких жидкостей для прогнозирования конечного распределения объемов закачиваемых реагентов между пропластками.

3. Исследование влияния скорости и объема закачки кислотного реагента, объема отклонителя на степень выравнивания профиля притока и эффективность БСКО; определение оптимальной скорости закачки и объемов реагентов для каждой стадии обработки; расчет оптимального 5 соотношения объемов отклонителя и кислотного состава. Определение количества отклоняющих стадий, распределение стадий БСКО относительно общего объема кислотного состава. 4. Разработка алгоритмов, позволяющих оптимизировать дизайн кислотных обработок скважин с применением отклонителей на основе нелинейно-вязких жидкостей и обеспечить максимальную эффективность обработки.

Методы исследования:

Комплексный подход к решению задач, основанный на использовании современных методов физико-химического и математического моделирования. Компьютерные программы, реализующие численные методы решения уравнений математических моделей, созданы на надежных алгоритмах и тщательным образом тестированы путем сравнения с аналитическими решениями и экспериментальными данными.

Научная новизна результатов исследования, выносимых на защиту:

1. Разработана математическая модель процесса кислотного растворения карбонатной' породы в масштабе керна с учетом суффозии. По результатам экспериментальных исследований идентифицированы параметры модели.

2. Разработана математическая модель кислотной обработки слоисто-неоднородного карбонатного пласта с применением отклонителей на основе нелинейно-вязких жидкостей. Модель учитывает осаждение нерастворимых твердых частиц в поровых каналах. Получены аналитические решения линеаризованной задачи для однородного пласта.

3. Показано, что существует оптимальная скорость закачки кислотного реагента для достижения максимального прироста дебита жидкости при условии максимального выравнивания профиля притока после обработки. Выработаны критерии для определения "оптимального" соотношения объемов кислоты и отклонителя, и методики расчета распределения стадий БСКО относительно общего объема кислотного состава.

4. Разработаны алгоритмы, позволяющие оптимизировать дизайн кислотных обработок скважин с применением вязких жидкостей-отклонителей и обеспечить максимальную эффективность обработки.

Практическая ценность. Результаты, полученные в диссертации, могут быть использованы при проектировании дизайна кислотных обработок карбонатных коллекторов с применением отклонителей на основе нелинейно-вязких жидкостей. Задачи, поставленные в работе, выполнялись в рамках реальных проектных работ в ООО «РН-УфаНИПИнефть». Разработанные математические модели, соответствующие численные алгоритмы заложены в программный модуль «Симулятор БСКО», используемый для проектирования оптимального дизайна БСКО. Программный модуль «Симулятор БСКО» прошел апробацию на месторождениях ОАО «НК «Роснефть» и в настоящее время внедряется в корпоративный программный комплекс «Геология и добыча» («ГиД»).

Достоверность полученных результатов подтверждается использованием классических подходов к анализу процессов физико-химической и подземной гидродинамики, химических закономерностей взаимодействия карбонатов с соляной кислотой, использованием основных принципов механики многофазных сред. Обоснованность результатов обеспечивается сходимостью и точностью численных схем, сопоставлением тестовых расчетов с аналитическим решением, качественным и количественным совпадением теоретических результатов с экспериментальными данными и с результатами промысловых измерений. Полученные результаты не противоречат физическому смыслу при закладывании в расчет исходных данных в диапазоне практических величин.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научной конференции «Мавлютовские чтения», 2008, 2010гг., Уфа; ХУН-ой Международной конференции

Математика. Компьютер. Образование», 2010, Дубна; III Кустовой научнотехнической конференции молодых специалистов ОАО «РЖ «Роснефть», 7

2010, Самара; научно-практических конференциях «Математическое моделирование и компьютерные технологии в разработке месторождений», 2008, 2010гг., Уфа; V Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия», 2010, Москва; V Межрегиональной научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НК «Роснефть», 2010, Москва; V Всероссийской научно-практической конференции «Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа», 2010, Томск; семинарах по НИР в КНТЦ ОАО «НК «Роснефть», 2008-2010 гг. (руководитель д.т.н., проф. Хасанов М.М.)

Основные результаты и выводы, полученные в диссертации

1. По результатам экспериментальных исследований на кернах разработана математическая модель кислотной обработки водонасыщенного карбонатного керна, учитывающая движение взвеси в пористой среде и осаждение твердых частиц в поровых каналах. Математическая модель позволяет проводить вычислительный эксперимент по прогнозу кислотной обработки в масштабе ■ керна, исследуя влияние таких параметров, как скорость нагнетания кислоты, концентрация кислоты, скорость химической реакции. По результатам вычислительного эксперимента определены параметры корреляционной зависимости пористость-проницаемость, учитывающей эффект суффозии.

2. Разработана математическая' модель кислотной обработки слоисто-неоднородного карбонатного пласта с применением отклоняющих нелинейно-вязких жидкостей, отличающаяся учетом суффозии и изменением проницаемости при раскрытии естественных микротрещин в карбонатном коллекторе. Модель позволяет прогнозировать изменение перепада давления на скважине в процессе закачки реагентов, изменение проницаемости целевых пропластков и эффективность кислотной обработки. 3. В ходе вычислительного эксперимента установлена возможность получения максимальной эффективности процесса кислотного растворения при оптимальной скорости закачки реагента. Установлено, что кратность прироста дебита жидкости нелинейно зависит от объема кислотного раствора, оптимальный объем которого определяется в ходе экономической оптимизации процесса. Установлена рекуррентная формула расчета объема кислотного раствора каждой стадии кислотной обработки. Предложен критерий определения оптимального соотношения объемов отклонителя и кислотного раствора, при котором достигается максимальное выравнивание профиля притока скважины при максимальной эффективности процесса БСКО. Эффективность применения предложенных критериев оптимизации БСКО была обоснована в результате анализа фактически проведенных мероприятий на месторождениях ОАО Удмуртнефть. 4. Разработан программный комплекс «Симулятор БСКО» для проектирования оптимального дизайна болыпеобъемных селективных кислотных обработок. В настоящее время программный комплекс успешно проходит апробацию в дочерних предприятиях ОАО «НК «Роснефть».

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 12 научных работах, в т.ч. 4 - в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. Все результаты, выносимые на защиту, получены лично автором.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю д. ф-м. н., проф. Гузель Талгатовне Булгаковой, научному консультанту, к. х. н., Ринату Ямиганнуровичу Харисову, сотрудникам лаборатории фильтрации за помощь и поддержку при выполнении работы.

 
Заключение диссертации по теме "Механика жидкости, газа и плазмы"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1.По результатам экспериментальных исследований на кернах разработана математическая модель кислотной обработки водонасыщенного карбонатного керна, учитывающая движение взвеси в пористой среде и осаждение твердых частиц в поровых каналах. Математическая модель позволяет проводить вычислительный эксперимент по прогнозу кислотной обработки в масштабе керна, исследуя влияние таких параметров, как скорость нагнетания кислоты, концентрация кислоты, скорость химической реакции. По результатам вычислительного эксперимента определены параметры корреляционной зависимости пористость-проницаемость, учитывающей эффект суффозии.

2. Разработана математическая модель кислотной обработки слоисто-неоднородного карбонатного пласта с применением отклоняющих нелинейно-вязких жидкостей, отличающаяся учетом суффозии и изменением проницаемости при раскрытии естественных микротрещин в карбонатном коллекторе.

3. В ходе вычислительного эксперимента установлена возможность получения максимальной эффективности процесса кислотного растворения при оптимальной скорости закачки реагента. Установлено, что кратность прироста дебита жидкости нелинейно зависит от объема кислотного раствора, оптимальный объем которого определяется в ходе экономической оптимизации процесса. Установлена рекуррентная формула расчета объема кислотного раствора каждой стадии кислотной обработки. Предложен критерий определения оптимального соотношения объемов отклонителя и кислотного раствора, при котором достигается максимальное выравнивание профиля притока скважины при максимальной эффективности процесса БСКО. Эффективность применения предложенных критериев оптимизации БСКО была обоснована в результате анализа фактически проведенных мероприятий на месторождениях ОАО Удмуртнефть. 4. Разработан программный комплекс «Симулятор БСКО» для проектирования оптимального дизайна болыпеобъемных селективных кислотных обработок. В настоящее время программный комплекс успешно проходит апробацию в дочерних предприятиях ОАО «НК «Роснефть».

 
Список источников диссертации и автореферата по механике, кандидата технических наук, Шарифуллин, Андрей Ришадович, Уфа

1. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. -М.:Мир. —1979. —568 с.

2. Андреев В.Е., Котенев Ю.А., Нугайбеков А.Г., Нафиков А.З., Блинов С.А. Повышение эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти карбонатных коллекторов. Уч.пособие, Уфа, изд.: УГНТУ, 1997, 137с.

3. Баренблатт Г. И., Ентов В. М., Рыжик В.М. Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа. М.: Недра. - 1972. - 391с.

4. Булгакова Г.Т., Байзигитова A.B., Шарифуллин А.Р. Модель кислотной обработки матрицы карбонатов: влияние осадка на процесс растворения//Вестник УГАТУ. Сер. Управление, вычислительная техника и информатика. 2009. Т.13. №2(35).С.256-264.

5. Булгакова Г.Т., Харисов Р.Я., Шарифуллин А.Р., Пестриков A.B. Оптимизайия проектирования болшеобъемных селективных кислотных обработок карбонатных коллекторов //Территория НЕФТЕГАЗ. 2010. — №11. - С.18-22.

6. Харисов Р. Я. Физическое моделирование технологии водоизоляциитрещин для последующей кислотной стимуляции скважин в карбонатныхколлекторах / Р. Я. Харисов, Г. Т. Булгакова, А. Р. Шарифуллин,127

7. А. К. Макатров, А. Г. Телин, А. В. Пестриков // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. — 2010. — № 7, — С.44—50.

8. Булгакова Г.Т., Шарифуллин А.Р. Математическое моделирование технологии кислотных обработок скважин в сложнопостроенных карбонатных коллекторах //Материалы XVII-ой конференции «Математика. Компьютер. Образование». 25-30 января 2010, Дубна.

9. Ю.Булгакова Г.Т., Шарифуллин А.Р. Харисов Р.Я., Байзигитова A.B., Телин А.Г. Пестриков A.B. Лабораторные и теоретические исследования матричной кислотной обработки карбонатов // Нефтяное хозяйство. 2010.№ 5.С.75-79.

10. Вольнов И. А., Каневская Р. Д. Фильтрационные эффекты растворения породы при кислотном воздействии на карбонатные нефтесодержащие пласты//Известия РАН. Механика жидкости и газа. -2009. —№.6. -С. 105114.

11. Влияние параметров потока кислоты в трещинах карбонатных пород на ее активность /Баррон А.Н. и др.//Нефтепромысловое дело. НТС-М. :ВНИИОЭНГ. -1963. -№5.

12. Викторин В.Д. Проявление трещиноватости при создании в карбонатном пласте аномально высокого пластового давления//Нефтепромысловое дело. -1974. -№10. —С.10—15.

13. Гладков JT.A., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы. -М.: Физматлит. 2006. - 320 с.

14. Годунов С.К., Рябенький B.C. Введение в теорию разностных схем. -М.:Наука. -440 с.

15. Гумерский Х.Х., Горбунов А.Т., Жданов С.А., Петраков A.M. //Нефтяное хозяйство,- 2000. -№ 12.-С. 16-18.

16. Гуторов А.Ю. Анализ результатов повышения нефтеотдачи карбонатных коллекторов Ново-Елховского месторождения на основе применения щелечно-кислотной композиции//НТЖ. Нефтепромысловое дело. — 2005. -№12.-С. 37-38.

17. Ентов В.М., Зазовский А.Ф. Гидродинамика процессов повышения нефтеотдачи. -М.:Недра. 1989. - 233 с.21 .Ибрагимов, Г. 3., Хисамутдинов Н. И. Справочное пособие по применению химических реагентов в добыче нефти М.: Недра, 1983. -298с.

18. Каневская Р.Д-, Вольнов И.А. Моделирование солянокислотного воздействия на карбонатные пласты/Шефтяное хозяйство. —2009. -№7. — С.97-99.

19. Кнорре Д. Г., Крылова Л. Ф., Музыкантов В. С. Физическая химия. — М: Высшая школа, 1990. — 388 с.

20. Кузьмичев Д.Н. Основные зависимости реакции соляной кислоты с карбонатной породой//Тр. ГрозНИИ. -1961. -Вып. 10. -С. 194-200.

21. Кудинов В.И., Сучков Б.М. Интенсификация добычи нефти из карбонатных коллекторов. — Самара: Кн. изд-во, 1996, 440с.

22. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. -М.:Физматгиз. -1959. -712 е.

23. Логинов Б.Г., Малушев Л.Г., Гарифуллин Ш.С. Руководство по кислотным129обработкам скважин. — М.:Недра, 1966. — 219 с.

24. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989, 447с.

25. Максимов М.И. Обработка скважин соляной кислотой. -М.:Гостехиздат. -1945.-162 с.

26. Мищенков И.С., Трошков С.А. Влияние скорости движения кислоты на скорость растворения карбонатной породы//Нефтяное хозяйство. -1986. — №5. -С.48-49.

27. Мордвинов В.А. Исследования в области кислотного воздействия на продуктивные пласты карбонатного коллектора/ЛГеология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. —2009. —№10. —С.39-41.

28. Муслимов Р.Х. Современные методы повышения нефтеизвлечения: проектирование, оптимизация и оценка эффективности: Учеб.пособие. — Казань: ФЭН АН РТ. 2005. 688 с.

29. Мухаметзянов Т.М. Колягин А.Г., Сегида ДА., Федоров K.M. Реализация комплексной программы кислотных обработок добывающих скважин //Нефтяное хозяйство.-2010. №4. - С.24-27.

30. Насибуллин И.М. Корнильцев Ю.А. Васянин Г.И. и.др.Системный подход к кислотным обработкам ПЗП //Нефтепромысловое дело. -2009. —№2 —С.21-26.

31. Нигматуллин Р.И. Динамика многофазных сред,ч.1.М.:Наука. -1987.-464 с.

32. Нугайметов А.Г. Геотехнологические особенности нефтеизвлечения в карбонатных коллекторах. —1999. -М: Изд. Академии горных наук. -167 с.

33. Перспективный способ интенсификации выработки запасов нефти из низкопроницаемых коллекторов/Баранов Ю.В., Зиятдинов И.Х., Гоголашвили Т.Л., Прокошев Н.А.//Нефтяное хозяйство. 2000. — №11— С.12-15.

34. Путилов М.Ф. Взаимодействие соляной кислоты с карбонатной породой при движении в капиллярах//Тр. ВНИГНИ. — Вып.ЬХХИ. -Пермское.кн.изд. -1970.-С. 332-350.

35. ПыхачевГ.Б., Исаев Р.Г. Подземная гидравлика. М.:Недра, 1973. - 360 с.130

36. Санников В. А. Влияние методов обработки призабойной зоны на кольматацию пористой среды и продуктивность скважин Западной Сибири/ТИнтервал. -2003. №5,- С.4-18.

37. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия — М.: Высшая школа 2006.-396с.

38. Сучков Б.М. Добыча нефти из карбонатных коллекторов.-М.-Ижевск:НИЦ РХД. -2005. -688 с.

39. Телин А.Г., Исмагилов Т.А., Ахметов Н.З. и др. Комплексный подход к увеличению эффективности кислотных обработок скважин в карбонатных коллекторах//нефтяное хозяйство. 2001. — №8. — С.69-74.

40. Технологический регламент по интенсификации добычи нефти методом воздействия на призабойную зону пласта комплексными кислотными составами РД39-393433456-007-00. Тюмень. 2000.

41. Токунов В.И. Саушин А.З. Технологические жидкости и составы для повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин. М.ЮОО «Недра-Бизнесцентр». 2004. - С.211-АЪ9.

42. Томас Р.Проектирование кислотных обработок скважин.- М.2007.

43. Томас.Р., Кроуи К. Тенденции в кислотной обработке матрицы//Нефтяное обозрение.- 1996.

44. Тронов.В.П. Фильтрационные процессы и разработка нефтяных месторождений. Казань:Фэн АН РТ,2004. -584 с.

45. Федоров К.М.Нестационарная фильтрация при наличии химической реакции с пористой средой//Изв.АН СССР. -1987. -№1. -С.82-87.

46. Федоров K.M. Оптимизация технологических параметров кислотного воздействия на карбонатные пласты //В кн. Современные технологии гидродинамических исследований скважин на всех стадиях разработки месторождений. Томск:ТГУ. 2008. - С.31-34.

47. Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. -М.:Наука. -1967. —491 с.

48. Хавкин А .Я. Наноявления и нанотехнологии в добыче нефти и газа. — М.131

49. Ижевск: НИЦ РХД, 2010. -692С.

50. Хисамов Р.С., Орлов Г.А., Мусабиров М.Х. Концепция развития рационального применения солянокислотных обработок скважин//Нефтяное хозяйство. 2003. - №8. - С.43-45.

51. Шарифуллин А.Р. Автоматизация оптимального проектирования солянокислотных обработок карбонатных коллекторов нефтяных залежей //Материалы Всероссийской научной конференции «Мавлютовские чтения».Уфа:УГАТУ.2010. Т.5.С.37-39.

52. Шарифуллин А.Р.Количественная модель образования и распространения каналов растворения при кислотной обработке карбонатов // Материалы Всероссийской научной конференции «Мавлютовские чтения».Уфа:УГАТУ.2008. Т.5.С.37-39.

53. Эмануэль Н. М., Кнорре Д. Г. Курс химической кинетики. М: Высшая школа, 1984.-253с

54. Эткинс П. Физическая химия: пер. с англ.-М: Мир, 1980. -448с.

55. Abu-Syed, I.S., Shuchart, С.Е. and Gong, М.: "Well Stimulation for Thick Carbonate Reservoirs," paper IPTC 10647. 2005.

56. A1-Ghamdi, A.H., Nasr-El-Din, H.A., Al-Qahtani, Abdulqader, A.A., Samuel, M. Impact of Acid Additives on the Rheological Properties of Viscoelastic Surfactants and Their Influence on Field Application//paper SPE 89418 .2004.

57. Bazin, В., Abdulahad, G. Experimental Investigation of Some Properties of Emulsified Acid Systems for Stimulation of Carbonate Formations// paper SPE 53237, 1999.

58. Bazin, В., С. Roque, and Bouteca, M. A Laboratory Evaluation of Acid Propagation in Relation to Acid Fracturing: Results and Interpretation//paper SPE 30085, 1995.

59. Bazin, B., Charbonnel, P., and Onassi, A. Strategy Optimization for Matrix Treatments of Horizontal Drains in Carbonate Reservoirs, Use of Self-Gelling Acid Diverter// paper SPE 54720. 1999 .

60. Beheiri F., Nasr-El-Din H. Performance evaluation of acid treatments in seawater injectors with reference to Acid volume impact// paper SPE 106788. -2007.

61. Bhalla, K.Coiled Tubing Extended Reach Technology//paper SPE 30404. 1995.

62. Bryant, S.L., D.W. Mellor, and Cade, C.A. Physically Representative Network Models of Transport in Porous Media", AIChE J. 39 (3) 387 (1993).

63. Buijse, M.A.: "Understanding Wormholing Mechanisms Can Improve Acid Treatments in Carbonate Formations", paper SPE 38166, 1997.

64. Bulgakova G.T., A. R. Sharifullin. Optimizing Extended Selective Acidizing Designs // Proceedings of 12th International Workshop on Computer Science and Information Technologies. Moscow-St.Peterburg. 2010. V.l. 58-62 pp.

65. Chang, F., Qu, Q., and Frenier, W. A Novel Self-Diverting-Acid Developed for Matrix Stimulation //paper SPE 65033. 2001.

66. Daccord G., E. Touboul, and Lenormand, R. Carbonate Acidizing: Toward a Quantitative Model of the Wormholing Phenomena // SPE Production Eng., 63 (February 1989).

67. Daccord, G., and Lenormand, R. Fractal Patterns from Chemical Dissolution//

68. Nature, 325(6099), 41-43, (January 1, 1987).

69. Daccord, G., Lenormand, R., and Lietard, O. Chemical Dissolution of a Porous

70. Medium By A Reactive Fluid I. Model for the "Wormholing" Phenomenon//

71. Chem. Eng. Sci. 48, No. 1, 169-178 (1993).

72. Daccord, G., Lietard, O., and Lenormand, R. Chemical Dissolution of a Porous

73. Medium by a Reactive Fluid-II. Convection versus Reaction Behavior133

74. Diagram//Chemical Engineering Science, 48(1) 179-186 (1993b).

75. Economides M.J., Nolte K.G. Reservoir Stimulation 3-rd Edition, JohnWilley & Sons, LTD, New York. 2000.

76. Fredd, C.N. and Fogler H.S. The Influence of Chelating Agents on the Kinetics of Calcite Dissolution// J. Colloid Interface Set, 204 (1), 187-197 (August 1998).

77. Fredd, C.N. and Fogler, H.S.: "The Kinetics of Calcite Dissolution in Acetic Acid Solutions", Chem. Eng. Set, 53 (22), 3863-3874 (October 1998).

78. Fredd, C.N. and Fogler, H.S.: "Alternative Stimulation Fluids and Their Impact on Carbonate Acidizing", SPE J. 13 (1), 34 (March 1998).

79. Fredd, C.N. and Fogler, H.S.: "Influence of Transport and Reaction on Wormhole Formation in Porous Media", AIChEJ., (September 1998) 1933-1949.

80. Fredd, C.N., and Fogler, II.S.: "Optimum Conditions for Wormhole Formation in Carbonate Porous Media: Influence of Transport and Reaction", SPE J., 4 (3), (Sept. 1999).

81. Fredd, C.N.: "Dynamic Model of Wormhole Formation Demonstrates Conditions for Effective Skin Reduction During Carbonate Matrix Acidizing," paper SPE 59537, 2000.

82. Frick, T. P., Mostofizadeh, B., and Economides, M. J.: "Analysis of Radial Core Experiments for Hydrochloric Acid Interaction with Limestones," paper SPE 27402, 1994.

83. Frick, T.P., M. Kurmayr, and Economides, M.J.: "Modeling of Fractal Patterns in Matrix Acidizing and Their Impact on Well Performance", paper SPE Prod, and Facilities, 61-68.(February 1994a).

84. Gdanski, R. D.: "A Fundamentally New Model of Acid Wormholing in Carbonates," paper SPE 54719, 1999.

85. Glasbergen G., Buijse M., Improved Acid Diversion Design Using a Placement Simulator //paper SPE 102412-MS. 2006.

86. Harrison N.H.: "Diverting Agents History and Application," JPT, May, 1972, p. 593-598.

87. Hill, A. D., Zhu, D., and Wang, Y.: "The Effect of Wormholing on the Fluid1341.ss Coefficient in Acid Fracturing," SPE Production and Facilities, 257-263 (November 1995).

88. Hoefner, M. L., and Fogler, H. S.: "Fluid-Velocity and Reaction-Rate Effects During Carbonate Acidizing: Application of Network Model," SPE Production Engineering, 56-62 (February 1989).

89. Hoefner, M. L., Fogler, H. S., Stenius, P., and Sjoblom, J.: "Role of Acid Diffusion in Matrix Acidizing of Carbonates," Journal of Petroleum Technology, 203-208 (February, 1987).

90. Hoefner, M.L. and Fogler, H.S., "Effective Matrix Acidizing in Carbonates Using Microemulsions," Chem. Eng.Prog. 40-44, (May 1985).

91. Hoefner, M.L. and Fogler, H.S.: "Pore Evolution and Channel Formation During Flow and Reaction in Porous// AIChE J. 34 (1), 45 (1988).

92. Huang, T., A.D. Hill, and Schechter, R.S.: "Reaction Rate and Fluid Loss: The Keys to Wormhole Initiation and Propagation in Carbonate Acidizing", paper SPE 37312, 1997.

93. Huang, T., Zhu, D., and Hill, A. D.: "Prediction of Wormhole Population

94. Density in Carbonate Matrix Acidizing," paper SPE 54723, 1999.t

95. Hung K.M., Hill A.D., and Sepehrnoori, K.: "A Mechanistic Model of Wormhole Growth in Carbonate Matrix Acidizing and Acid Fracturing," J. Pet. Tech., 59, (January 1989).

96. Hung, K. M.: "Modeling of Wormhole Behavior in Carbonate Acidizing," Ph. D. Thesis, University of Texas, 1987.

97. Lund, K., H.S. Fogler, and McCune, C.C.: "Acidization I. The Dissolution of Dolomite In Hydrochloric Acid", Chem. Eng. Sci. 28, 691 (1973).

98. Lund, K., H.S. Fogler, C.C. McCune, and Ault, J.W.: "Acidization II. The Dissolution of Calcite In Hydrochloric Acid", Chem. Eng. Sci. 30, 825 (1975).

99. Lynn, J.D. and Nasr-El-Din, H.A.: "A Core-Based Comparison of the Reaction Characteristics of Emulsified and In-situ Gelled Acids in Low Permeability, High Temperature, Gas Bearing Carbonates," paper SPE 65386. 2001.

100. Mohamed, S. K., Nasr-El-Din, H. A., and Al-Furaidan, Y. A.: "Acid135

101. Stimulation of Power Water Injectors and Saltwater Disposal Wells in a Carbonate Reservoir in Saudi Arabia: Laboratory Testing and Field Results," paper SPE 56533.1999.

102. Mostofizadeh, B. and Economides, M.J.: "Optimum Injection Rate From Radial Acidizing Experiments", paper SPE 28547 ,1994.

103. Mumallah, N. A.: "Effective I-ICl Diffusion Coefficients from Correlations of HCl-Limestone Reactions," paper SPE 37458, 1997.

104. McDuff D.R., Shuchart C.E. Understanding wormholes in carbonates: Unprecedented experimental scale and 3-d visualization//paper SPE 134379.-2010.

105. Nasr-El-Din, H.A., Al-Habib, N.S., Al-Mumen, A.A., Jemmali M., and Samuel M.: "A New Effective Stimulation Treatment for Long Horizontal Wells Drilled in Carbonate Reservoirs," SPEPO, 21 (3) (2006) 330-338.

106. Nasr-El-Din, H.A., Al-Habib, N.S., Jemmali, M., Lahmadi, A., and Samuel, M.: "A Novel Technique to Acidize Horizontal Wells with Extended Reach," paper SPE 90385.2004.

107. Nasr-El-Din, H.A., Arnaout, I.H., Chesson, J.B. and Cawiezel, K.: "Novel Technique for Improved CT Access and Stimulation in an Extended-Reach Well," paper SPE 94044.2005.

108. Nasr-El-Din, H.A., J.B. Chesson, K.E. Cawiezel, C.S. Devine: "Lessons Learned and Guidelines for Matrix Acidizing and Diversion Techniques in Carbonate Formations// paper SPE 102468 . 2006.

109. Nasr-El-Din, H.A., Samuel, E. and Samuel, M.: "Application of a New Class of Surfactants in Well Stimulation Treatments," paper SPE 84898. 2003.

110. Nasr-El-Din, H.A., Taylor, K.C., and Al-Hajji, H.H.: "Propagation of Cross-linkers Used in In-Situ Gelled Acids in Carbonate Reservoirs," paper SPE 75257 .2002.

111. Philippe M.J Tardy, B.Lecerf. An experimentally validated wormhole model for seld-diverting and conventional acids in carbonate rocks under radial flow conditions// paper SPE 107854, 2007.

112. Pongraz, R., Kontarev, R., Robertson, B. Optimizing Matrix Acid Treatment in a Multilayered Reservoir in Russia by Applying Different Diversion Techniques// paper SPE 94485. 2005.

113. Prouvost, L. P., and Economidcs, M. J. Application of Real-Time Matrix Acidizing Evaluation Method // paper SPE 17156, 1988.

114. Rowan, G. Theory of Acid Treatment of Limestone Formations // J. Inst. Pet., 45 (431), 321, (November 1959).

115. Rozieres, J., Chang, F.F., and Sullivan, R.B. Measuring Diffusion Coefficients in Acid Fracturing Fluids and Their Application to Gelled and Emulsified Acids // paper SPE 28552, 1994.

116. Sorbie K.S., Mackay E.J., Collins l.R. Placement using viscosified non-newtonian scale inhibitor slugs: the effect of shear thinning//SPE 100520. 2007.

117. Taylor, K.C. and Nasr-El-Din, H.A. Laboratory Evaluation of In-Situ Gelled Acids for Carbonate Reservoirs// SPEJ 8 (4) (2003) 426-434.

118. Thomas, R.L., Ali, A.A., Robert, J.A., and Acock, A.M. Field Validation of a Foam Diversion Model: A Matrix Stimulation Case Study// paper SPE 39422. 1998 .

119. Thompson, K.E. and Fogler, H.S. Modeling Flow in Disordered Packed Beds from Pore-Scale Fluid Mechanics// AIChE J., 43 (6), 1377 (1997).

120. Wang, Y., A.D. Hill, and Schechter, R.S. The Optimum Injection Rate for Matrix Acidizing of Carbonate Formations// paper SPE 26578, 1993.

121. Wennberg K.E. Determination of the Filtration Coefficient and Transition Time for Water Injection Wells//paper SPE 38181. 1997.

122. Williams, B. B., Gidley, J. L., and Schechter, R. S. Acidizing Fundamentals. Monograph Volume 6, SPE, Millet the Printer Inc., 1979.

123. Xiong, H. Prediction of Effective Acid Penetration and Acid Volume for Matrix Acidizing Treatment in Naturally Fractured Carbonates// SPE Production and Facilities, 188-194 (August, 1994).

124. Yeager, V. and Shuchart, C. In Situ Gels Improve Formation Acidizing// OGJ, 95 (January 20, 1997)70.1. Роснефть

125. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО1. НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ1. УТВЕРЖДАЮот.

126. Применение технологии БСКО с привлечением математического моделирования при помощи «Симулятора БСКО» на месторождениях ООО "РН-Северная нефть", ОАО "Удмуртнефть", ОАО "Самаранефтегаз" позволяет увеличить продуктивность скважин в 1,5-2,5 раза.

127. Начальник Управления повышения производительности резервуаров и ГТМ Департамента разработки месторождений1. А.В. Тимонов

128. Тел.: С4Э5. 777 ЛЛ 2Э Щакс: ИЭ5) 777 ЛЛ АЛ Е-тт1 роэстап^гозпегсгиС

129. Адрес: 1 "1 5ЭЭВ Москва, Софийская наб., 2БМ