Ученые НЦМУ «Рациональное освоение запасов жидких углеводородов планеты» разработали программный комплекс для моделирования нефтевытеснения. Проведенное исследование носит прикладной характер и позволяет спрогнозировать и оптимизировать режим работы нефтяного коллектора с учетом анизотропии фильтрационных характеристик.

Настоящее исследование продолжает цикл работ, посвященных изучению особенностей вытеснения нефти в цифровых моделях пористых сред. В одной из последних работ ученые НЦМУ изучили влияние анизотропии фильтрационных свойств на вытеснение легкой (маловязкой) нефти при различных краевых эффектах смачивания и межфазных натяжениях. Результаты работ были опубликованы в Journal of Petroleum Science and Engineering.

«Анизотропия фильтрационных характеристик является присущей пористым средам особенностью.  В анизотропных кернах фильтрационные характеристики зависят от направления прикладываемого перепада давления, стимулирующего движение флюида, а проницаемость является тензорной величиной. В случае если свойства керна во всех направлениях являются одинаковыми, то образец считается изотропным. Такие пористые среды уже были исследованы нами ранее», – сообщил доцент кафедры математических методов в геологии Института геологии и нефтегазовых технологий Тимур Закиров.

Для решения поставленной задачи учеными НЦМУ был разработан программный алгоритм, позволяющий генерировать цифровые модели пористых сред с необходимой анизотропией порового пространства. В работе представлены карты эффективности нефтевытеснения в координатах «угол смачивания – межфазное натяжения» для анизотропных сред. Было показано, что динамика добычи нефти в средах с так называемой благоприятной анизотропией имеет свои особенности и отличается крайне невысокими показателями эффективности вытеснения (около 20 процентов) при заводнении гидрофобного коллектора. В свою очередь неблагоприятная анизотропия оказывает положительное влияние на коэффициент охвата, достигающего значений 50-60 процентов.

«Таким образом, наиболее явное воздействие анизотропии проявляется в режиме дренирования, т.е. в случае, если нефть является смачивающей пористую среду флюидом. Также был определен наиболее удачный режим заводнения. Выявлено, что увеличение межфазного натяжения, приводящее к усилению эффекта воздействия капиллярных сил, положительно сказывается на коэффициенте вытеснения. Переход условий смачивания от дренирования к сильной пропитке, когда коллектор считается гидрофильным, также приводит к увеличению эффективности вытеснения», – рассказал ученый.

Еще одним важным треком представленной работы является разработка методики оценки динамики развития межфазного контакта «скелет – нагнетаемый флюид». Данная характеристика является необходимой информацией при разработке залежей углеводородов в случае подбора эффективного режима, например закачки кислотных растворов. В работе построены карты удельной поверхности раздела «скелет – нагнетаемый флюид» в зависимости от краевого угла смачивания и межфазного натяжения, позволяющие определить наилучшие параметры разработки.