НИИ механики МГУ
Рассматривается осесимметричная задача закачки газа через вертикальную скважину в водонасыщенный пласт, состоящий из чередующихся между собой проницаемых и непроницаемых слоев. Каждый проницаемый слой характеризуется своей пористостью, соответствующей ей проницаемостью и мощностью. Закачка газа сопровождается образованием двухфазной зоны, на которую влияют гравитационные и капиллярные силы, а также параметры пласта. Целью работы является аналитическая оценка эффективности подземного размещения газа в таких пластах на основе ограниченного количества данных: характеристик слоев и темпа закачки.
Аналитическая оценка эффективности размещения газа получена в предположении, что эффективность в каждом слое удовлетворяет закону подобия , полученному в статье [1]. Предложен безразмерный параметр Ψ, в котором учитывается неравномерность истечения газа из скважины, а также пористости, проницаемости и мощности каждого слоя. Так, эффективность закачки газа в пласт пропорциональна Ψ: , где a - коэффициент. Проведено параметрическое исследование, в котором варьировались значения параметров подобия, отвечающих за капиллярное давление, количество слоев в пласте, отношение вертикальной проницаемости к горизонтальной, а также минимальную и максимальную мощность слоев. Найдена зависимость коэффициента a от перечисленных параметров подобия
Ирина Михайловна Сыпченко
НИИ механики МГУ
В рамках осесимметричной задачи закачки газа через вертикальную скважину в пласт, насыщенный соленой водой, исследуется эффект запирания низкопроницаемых слоев вследствие отложения соли. В задаче рассматривается пласт, состоящий из чередующихся проницаемых и непроницаемых слоев. Проницаемость первых задается случайным образом, а вторых равна нулю. Закачка сухого газа с постоянным расходом продолжается до начала истечения газа из рассматриваемой области. В исследовании сравниваются случаи соленой и пресной воды, изначально насыщающей слоистую систему.
Для подтверждения описанного эффекта проведено численное моделирование данной задачи. В расчетах учитывается неравномерное истечение газа из скважины, изменение проницаемости за счет выпадения соли, а также капиллярные силы. На каждый слой приходится по одной ячейке по оси z, то есть влияние гравитационных сил не учтено.
В проведенных расчетах наблюдается различие в распределении насыщенности газа в случаях соленой (Рис. а) и пресной (Рис. б) пластовой воды. Начальное распределение горизонтальной проницаемости в этих случаях одинаково (Рис. в). Показано, что газ преимущественно течет в высокопроницаемые пласты в обоих случаях, однако в случае с пресной водой течение газа наблюдается и в слоях с более низкой проницаемостью. В случае, когда соленость пластовой воды ненулевая, в слоях с более низкой проницаемостью происходит запирание потока газа вследствие выпадения соли. Таким образом, проницаемость в этих слоях снижается, а закачиваемый с постоянным расходом газ перераспределяется на высокопроницаемые слои.
Ирина Михайловна Сыпченко
