В НЦМУ обосновали использование цифровых песчаников для задач нефтегазового сектора

Ученые разработали новый статистический метод для определения представительного элемента объема цифровых кернов при исследовании процессов нефтевытеснения.

Представительный элемент объема впервые был исследован для многофазных течений в пористой среде, имеющих место в процессе нефтедобычи.

Поиск решения проблемы представительности размеров керногого материала, на котором проводятся исследования структуры порового пространства, измерение фильтрационных характеристик, а также тестирование химических веществ, составляет не менее нескольких десятилетий.  Наиболее распространенным на сегодня является детерминистический подход, при котором поступенчатое увеличение размеров образца сопровождается измерением его свойств. По итогам одного из последних исследований, ученые НЦМУ первыми предложили использовать статистический подход для определения представительного элемента объема. Подробности работы были опубликованы в Geoenergy Science and Engineering.

Для справки: Залежи углеводородов занимают огромные площади, имеют сложные геологические особенности и строение порового пространства. Как правило, структура порового пространства или фильтрационные эксперименты проводятся на кернах (небольших фрагментах пористой среды, из которой состоит коллектор), имеющих сантиметровый (лабораторный масштаб) или миллиметровый (масштаб поровых каналов) размеры.

Суть статистического метода заключается в проведении большого количества вычислительных экспериментов, проводимых на различных пористых структурах. В данном исследовании ученые рассмотрели следующие характеристики нефтевытеснения: эффективность добычи углеводородов, а также поверхности контактов вода-нефть и вода-скелет.

«Последние характеристики особенно важны при исследовании ПАВ-полимерного или кислотного заводнений. На основе сбора статистических данных проводится оценка коэффициента вариации и делается вывод – является ли исследуемый объем представительным или нет. Тестированию были подвергнуты терригенные цифровые керны (песчаники)», — рассказал старший научный сотрудник НИЛ методов увеличения нефтеотдачи НЦМУ Тимур Закиров.

По итогу исследования, ученые сообщили, что размеры кернов от 2 мм и более являются представительными для оценки площади контактов вода-нефть и вода-скелет. Более того, с увеличением скорости потока, сопровождаемого увеличением числа капиллярности, была обнаружена тенденция к уменьшению размера представительного объема. Для коэффициента извлечения нефти размеры представительного элемента объема достигают 5 мм и более.

«Было выявлено, что в режиме течения с формированием капиллярных пальцев, т.е. в условиях больших межфазных натяжений, типичных размеров цифровых кернов 10 мм является недостаточно для определения представительного элемента объема», — дополнил ученый.

Полученные результаты имеют непосредственное прикладное применение для задач производственного нефтегазового сектора, могут служить основной при подборе режима заводнения коллектора, а также при дизайне мероприятий с использованием химических реагентов.