Юдин В.А. Проблемы в обосновании численных моделей разработки баженовской свиты с закачкой в пласт воздуха. Том I

В 2-х томах. — М.: ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, 2018. — 432 с. — ISBN 978-5-93838-068-4.Настоящая работа является обзором части опубликованных в научной литературе данных, которые в совокупности дают представление о характере проблем, возникающих при обосновании численных моделей разработки отложений баженовской свиты (БС) и им аналогичных, прежде всего, с использованием закачки в пласт воздуха.
Последняя оценка технически извлекаемых ресурсов нефти в России в отложениях типа баженовской свиты (так называемой сланцевой нефти) составляет 75 млрд баррелей, то есть около 10 млрд тонн, при этом в литературе приводятся и намного более оптимистичные, даже экстремальные, оценки возможной накопленной добычи, порядка 50 млрд тонн.
Одним из наиболее перспективных методов для разработки таких месторождений является метод с закачкой в пласт воздуха и созданием в нефтенасыщенном пласте подвижного очага низкотемпературного окисления – «термогазовое воздействие» (ТГВ). Отличительной особенностью применения ТГВ в указанных отложениях является то, что при нём и происходит оттеснение нефти газами горения к добывающим скважинам, и повышается температура пласта, что делает возможным начало преобразования (термолиза) содержащегося в скелете породы органического вещества (ОВ). Получаемая in-situ дополнительная нефть может быть добыта.
Важно, что физические и технологические особенности ТГВ предъявляют повышенные требования к подготовке соответствующих проектов даже на стадии опытно-промышленных работ. В обязательном порядке необходимо многовариантное численное моделирование всего процесса. Главной составной частью процедур контроля и регулирования ТГВ является численное гидродинамическое моделирование пластовых процессов.
В работе предпринята попытка на основе краткого изложения основных особенностей пород баженовской свиты сформулировать ряд задач, которые должны быть решены для обоснования моделей разработки БС и повышения достоверности прогнозных параметров разработки при таком моделировании.
Данные вопросы находятся на стыке нескольких научных дисциплин. Поэтому для удобства ознакомления с материалами обзора читателей с разной профессиональной подготовкой (математиков, физиков, химиков и специалистов иных направлений, участвующих в процессе формирования численных моделей залежей нефти в БС) изложение сделано более пространным и популярным, чем это обычно делается в обзорах, предназначенных только для высококвалифицированных специалистов в одной, сравнительно узкой, области. По той же причине автор старался сделать изложение более подробным и иллюстрированным, насколько это было возможно.
Первый том содержит в своем составе 4 части, второй том – 2 части.
Последовательность изложения материала первого тома.
В первой части приведены как некоторые пояснения о применяемой в обзоре терминологии, так и краткая сводка данных по наличию, распространённости и ресурсах отложений, сходных с баженовской свитой. Это сделано для того, чтобы дать представление о значимости проблем, связанных с созданием методики по освоению таких залежей углеводородов, а в том числе - и по численному моделированию их разработки.
Во второй части дана краткая сводка предложенных в литературе механизмов формирования свиты; сведения о выделяемых литотипах слагающих её пород и их основных породообразующих компонентов; данные о латеральной и вертикальной литологической изменчивости; данные о вертикальной дифференциации и типизации разрезов скважин; данные о свойствах «аномальных» разрезов свиты.
Третья часть посвящена данным о трещиноватости пород и предложенным моделям коллекторов баженовской свиты. Проведены результаты опубликованных исследований по выяснению возможных механизмов образования микро- и макротрещин. Дана сводка опубликованных моделей формирования и распространения коллекторов баженовской свиты.
В четвёртой части рассмотрены типы пустотного пространства, величины пористости - как общей, так и различных типов, типичные размеры пор, горловин пор, раскрытости и длины трещин. Приведены сведения о проницаемости пород, в том числе по литотипам, проницаемости не трещиноватой части пород («матрицы»), а также трещинной проницаемости. Приведены опубликованные данные по изменению пористости и растрескиванию пород баженовской свиты при нагреве и термолизе керогена. Дан краткий обзор сведений о смачиваемости пород баженовской свиты, а также некоторые сведения об изменении смачиваемости пород при нагреве. Кратко рассмотрены сложности моделирования фильтрации в породах БС, возможность существования нелинейной фильтрации.
Книга предназначена для специалистов в области моделирования залежей нефти, а также может быть полезной для студентов, аспирантов и специалистов, интересующихся разработкой нефтяных месторождений.