|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Разработка универсального гидродинамического симулятора для расчета, адаптации и оптимизации многокомпонентных фильтрационных течений в широком диапазоне давлений и температурНИР
Development of a universal hydrodynamic simulator for calculation, adaptation and optimization of multicomponent filtration flows in a wide range of pressures and temperatures
- Руководитель НИР: Афанасьев А.А.
- Ответственные исполнители: Андреева А.И., Веденеева Е.А., Чернова А.А.
- Участники НИР: Вязьмина С.К., Гречко С.С., Егоров Д.М., Сыпченко И.М.
- Подразделение: 101 Лаборатория общей гидромеханики
- Срок исполнения: 3 августа 2022 г. - 30 июня 2024 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 19-71-10051-П
- Номер ЦИТИС: 122091200055-5
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Механика многокомпонентных и многофазных сплошных сред
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике
- ПН России: Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
- Критическая технология России: Технологии новых и возобновляемых источников энергии, включая водородную энергетику
-
Рубрики ГРНТИ:
- 30.51.31 Движение жидкостей и газов в пористых средах
-
Ключевые слова:
утилизация co2, фазовые переходы, фильтрация
reservoir simulation, flow in porous media, subsurface co2 storage, ccs -
Описание:
Проект направлен на развитие комплекса программ MUFITS (http://mufits.org/) для гидродинамического моделирования пластовых систем с целью расширения его функциональных возможностей для моделирования закачки сверхкритического углекислого газа (CO2) в водонасыщенные и нефтяные пласты. Запланированные в проекте работы позволят применять симулятор в уточненном моделировании технологических процессов, связанных с (а) утилизацией CO2 и многокомпонентных дымовых газов в водонасыщенных пластах и (б) применением газовых методов увеличения нефтеотдачи, предполагающих попеременную или непрерывную закачку CO2 и воды.
-
Abstract:
The project is aimed at developing the MUFITS reservoir simulator (http://mufits.org/) for hydrodynamic modeling of reservoir systems in order to expand its functionality for modeling the injection of supercritical carbon dioxide (CO2) into saline aquifers and oil reservoirs. The work planned in the project will allow the simulator to be used in the improved modeling of the technological processes related to (a) the utilization of CO2 and multicomponent flue gases in water-saturated formations and (b) the use of gas methods of enhanced oil recovery, involving alternating or continuous injection of CO2 and water.
-
Планируемые результаты:
Также в проекте будут проведены фундаментальные исследования, позволяющие оценить параметры пластов и условия закачки CO2, при которых отмеченные эффекты или нужно учитывать, или ими можно пренебречь. В различных 1D, 2D и 3D постановках задач фильтрации будет исследовано влияние эффектов на показатели захоронение CO2 и оценена целесообразность применения водогазового воздействия на нефтяные пласты. Будут определены безразмерные критерии подобия, характеризующие влияние отмеченных эффектов на фильтрацию. С использованием функциональности ПО, созданной в рамках работ по Проекту 2019, в плоскости параметров подобия будет исследовано влияние гравитационного расслоения фаз, неравновесных фазовых превращений, снижения проницаемости в призабойной зоне скважин и гистерезиса относительной фазовой проницаемости на параметры фильтрации в отмеченных приложениях. Это позволит дать универсальные рекомендации о случаях, в которых нужно применять планируемые к разработке опции численного моделирования.
-
Научный задел:
Участниками проекта накоплен значительный опыт решения задач, имеющих схожую постановку с задачами проекта.
- Добавил в систему: Афанасьев Андрей Александрович
Источник финансирования НИР
| грант РНФ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 3 августа 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Этап 1 |
| Результаты этапа: 1. Исследование фильтрации при утилизации CO2 в водонасыщенных пластах. Результаты исследования влияния гистерезиса относительной фазовой проницаемости на параметры газонасыщенной области. 2. Результаты исследования влияния отклонения от закона Дарси и осаждения солей в призабойной зоне газовых скважин, использующихся для закачки CO2, на приемистость водонасыщенных пластов. 3. Определение критериев подобия, характеризующих необходимость учета неравновесного растворения CO2 в пластовой воде. 4. Исследование оптимальных режимов водогазового воздействия на нефтяные пласты. Результаты исследование влияния гравитационного расслоения фаз на оптимальные стратегии водогазового воздействия на нефтяные пласты. Результаты исследование влияния компонентного состава нефти на оптимальные стратегии водогазового воздействия. | ||
| 2 | 1 января 2023 г.-30 июня 2023 г. | Продолжение Этапа 1 |
| Результаты этапа: 1. Исследована фильтрации при утилизации CO2 в водонасыщенных пластах. Оценено влияние гистерезиса относительной фазовой проницаемости на параметры газонасыщенной области. 2. Определены критерии подобия, характеризующих необходимость учета неравновесного растворения CO2 в пластовой воде. 3. Исследованы оптимальные режимов водогазового воздействия на нефтяные пласты. Исследовано влияние гравитационного расслоения фаз на оптимальные стратегии водогазового воздействия на нефтяные пласты. Оценено влияние компонентного состава нефти на оптимальные стратегии водогазового воздействия. | ||
| 3 | 1 июля 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Этап 2 |
| Результаты этапа: 1. Рассмотрена осесимметричная задача двухфазной фильтрации, связанная с вытеснением одной несжимаемой жидкости другой несжимаемой жидкостью, закачиваемой через вертикальную скважину. Аналитически выведены критерии подобия, определяющие режимы вытеснения. Численные расчеты позволили описать смену режимов вытеснения при увеличении времени за счет отсутствия характерного масштаба течения в радиальном направлении. Исследование было направлено на оценку эффективности вытеснения в терминах коэффициента извлечения жидкости из пласта, а также коэффициента объемного охвата при различных капиллярных числах в зависимости от полученных критериев подобия. Показано, что наиболее эффективное вытеснение происходит в геологических пластах, характеризующихся большими гравитационными числами. Также исследована зависимость коэффициентов эффективности вытеснения от капиллярного числа. Сделан вывод, что при больших временах эффективность зависит не только от капиллярного числа, так как отсутствует выход на асимптотическое значение. 2. Осаждение галита в призабойной зоне пласта возникает при закачке сухого газа в насыщенные растворенной солью водоносные горизонты. В свою очередь это явление оказывает негативное влияние на процесс нагнетания газа. Приемистость (эффективность) нагнетательной скважины ухудшается, из-за чего могут потребоваться дополнительные усилия для поддержания целевого уровня объемного расхода газа. Данное исследование направлено на упрощение методики прогнозирования солеотложения. В качестве меры изменения проницаемости породы используется безразмерный параметр – скин-фактор, характеризующий перепад давления, вызванный уменьшением потока флюида в области осаждения. В ходе работы сравнивались два подхода количественной оценки (предварительная и точная) доли осажденной соли. Показано, что механизм испарения воды на внутреннем разрыве вносит существенный вклад в количество отложенной соли. Проведен численный расчет на модели, учитывающей наличие силы тяжести, и выполнено сравнение расчетного и оценочного значения скин-фактора. В явном виде получено соотношение для точной оценки скин-фактора, позволяющее проанализировать приемистость скважины без применения гидродинамического моделирования потока. 3. Рассмотрены различные режимы течения при закачке несжимаемой жидкости в пласт через вертикальную нагнетательную скважину, перфорированную по всей толщине пласта. В начальный момент времени давление в пласте имеет гидростатическое распределение. Если в скважину закачивается жидкость, плотность которой меньше плотности вытесняемой жидкости, то может возникнуть ситуация, когда давление в скважине станет меньше, чем давление в пласте. В этом случае движение жидкости из скважины в пласт невозможно. Предложен критерий подобия Λ характеризующий, какая часть скважины будет задействована в процессе закачки. Высокие значения параметра Λ соответствуют большей протяженности активной части скважины. Описаны режимы вытеснения при различных значениях параметра Λ. | ||
| 4 | 1 января 2024 г.-30 июня 2024 г. | Продолжение Этапа 2 |
| Результаты этапа: 1. Рассмотрена осесимметричная задача двухфазной фильтрации, связанная с вытеснением одной несжимаемой жидкости другой несжимаемой жидкостью, закачиваемой через вертикальную скважину. Аналитически выведены критерии подобия, определяющие режимы вытеснения. Численные расчеты позволили описать смену режимов вытеснения при увеличении времени за счет отсутствия характерного масштаба течения в радиальном направлении. Исследование было направлено на оценку эффективности вытеснения в терминах коэффициента извлечения жидкости из пласта, а также коэффициента объемного охвата при различных капиллярных числах в зависимости от полученных критериев подобия. Показано, что наиболее эффективное вытеснение происходит в геологических пластах, характеризующихся большими гравитационными числами. Также исследована зависимость коэффициентов эффективности вытеснения от капиллярного числа. Сделан вывод, что при больших временах эффективность зависит не только от капиллярного числа, так как отсутствует выход на асимптотическое значение. 2. Осаждение галита в призабойной зоне пласта возникает при закачке сухого газа в насыщенные растворенной солью водоносные горизонты. В свою очередь это явление оказывает негативное влияние на процесс нагнетания газа. Приемистость (эффективность) нагнетательной скважины ухудшается, из-за чего могут потребоваться дополнительные усилия для поддержания целевого уровня объемного расхода газа. Данное исследование направлено на упрощение методики прогнозирования солеотложения. В качестве меры изменения проницаемости породы используется безразмерный параметр – скин-фактор, характеризующий перепад давления, вызванный уменьшением потока флюида в области осаждения. В ходе работы сравнивались два подхода количественной оценки (предварительная и точная) доли осажденной соли. Показано, что механизм испарения воды на внутреннем разрыве вносит существенный вклад в количество отложенной соли. Проведен численный расчет на модели, учитывающей наличие силы тяжести, и выполнено сравнение расчетного и оценочного значения скин-фактора. В явном виде получено соотношение для точной оценки скин-фактора, позволяющее проанализировать приемистость скважины без применения гидродинамического моделирования потока. 3. Рассмотрены различные режимы течения при закачке несжимаемой жидкости в пласт через вертикальную нагнетательную скважину, перфорированную по всей толщине пласта. В начальный момент времени давление в пласте имеет гидростатическое распределение. Если в скважину закачивается жидкость, плотность которой меньше плотности вытесняемой жидкости, то может возникнуть ситуация, когда давление в скважине станет меньше, чем давление в пласте. В этом случае движение жидкости из скважины в пласт невозможно. Предложен критерий подобия Λ характеризующий, какая часть скважины будет задействована в процессе закачки. Высокие значения параметра Λ соответствуют большей протяженности активной части скважины. Описаны режимы вытеснения при различных значениях параметра Λ. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".