ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТА ВЫСАЛИВАНИЯ НА ПРИЕМИСТОСТЬ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ
Автор: Андрей Александрович Афанасьев
Соавторы: Гречко С.С.
Организация: НИИ механики МГУ
Увеличивающийся градус дискуссий об изменении климата стимулирует разработку стратегий развития с низкими выбросами парниковых газов. Перспективным способом снижения воздействия человека на природу является технология размещения парниковых газов, в частности CO2, в проницаемых недрах Земли. Она предполагает закачку миллионов тон CO2 в геологические пласты с целью его долгосрочного хранения и утилизации. Пласты, насыщенные соленой водой, являются перспективными геологическими объектами для такого хранения газа [1].
В работе рассматривается нагнетание углекислого газа в геологический пласт, насыщенный соленой водой [2]. Предполагается, что нагнетание ведется через вертикальную скважину, предварительно простимулированную с помощью закачки конечного объема пресной воды. В осесимметричной постановке проводится численное моделирование развития процесса высаливания и отложения соли в призабойной зоне скважины. Сопутствующее уменьшение проницаемости приводит к снижению приемистости скважины, то есть к снижению темпа закачки CO2. В докладе будет показано, что капиллярный противоток воды к скважине может значительно интенсифицировать отложение соли по сравнению со случаем малого влияния капиллярного давления. В ряде случаев капиллярный противоток воды может приводить к полной закупорке порового пространства и снижению проницаемости и приемистости скважины до нуля. Вводится капиллярное число, характеризующее интенсивность процессов противотока воды и отложения соли. Показано, что существует критическое значение капиллярного числа, разделяющее два принципиально различных режима закачки CO2 в пласт. При сверхкритических капиллярных числах поток газа от скважины не может быть перекрыт отложением соли, хотя приемистость скважины в этом случае монотонно снижается со временем. В таких режимах скважина может эксплуатироваться неограниченно долго. При докритических капиллярных числах условие полной блокировки потока газа и сопутствующее снижение приемистости скважины до нуля достигается за конечный интервал времени. Исследуется возможность стимулирования скважины с помощью закачки пресной воды для снижения воздействия эффекта высаливания. Показано, что такое стимулирование позволяет только отложить во времени момент полной закупорки порового пространства, но не позволяет полностью его исключить. Полученные оценки для критического капиллярного числа могут быть полезны для прогнозирования значений приемистостей скважин, использующихся для закачки CO2, и предотвращения развития ситуаций с полной блокировкой потока газа.
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (проект №19-71-10051).
1. Afanasyev A., Penigin A., Dymochkina M., et al. Reservoir simulation of the CO2 storage potential for the depositional environments of West Siberia // 2023 Gas Sci. Eng. 114, 204980.
2. Afanasyev A., Grechko S. Analytical expression for the skin factor of the salt deposition zone around a CO2 injection well: Extension to the case of ternary miscible displacement // 2023 Geoenergy Sci. Eng. 228, 212036.
