Ученые НИУ «БелГУ» построили корректную математическую модель очистки призабойной зоны нефтяных скважин

Одной из важнейших составляющих процесса добычи нефти является очистка призабойной зоны нефтяной скважины путем введения в грунт кислотного раствора. Это делается для повышения фильтрационных характеристик пласта. Нефтяные коллекторы являются сложными, геологически неоднородными объектами, с различающейся пористостью и проницаемостью структуры, что значительно усложняет процесс очистки. Необходимо также учитывать специфику различных режимов закачки раствора через нагнетательные скважины.

Чтобы оптимизировать процесс добычи нефти на базе кафедры информационных и робототехнических систем НИУ «БелГУ» при поддержке Российского научного фонда разработали математическую модель, которая учитывает упругие свойства грунта и физические процессы на микроскопическом уровне.

По словам доцента кафедры информационных и робототехнических систем, кандидата физико-математических наук Олега Гальцева, до сегодняшнего дня специалисты могли оперировать математическими моделями, описывающими процесс растворения твёрдых пород исключительно на макроскопическом уровне, где средний масштаб метры или десятки метров. Однако подобные модели, поясняет учёный, дают упрощённую и неточную картину процесса, не позволяя отслеживать принципиально важные изменения, происходящие на микроскопическом уровне, соответствующем среднему размеру пор или трещин в породах (десятки микрон).

Новая модель лишена подобных недостатков и позволяет учитывать неоднородность нефтяных коллекторов.

– Наша математическая модель очистки призабойной зоны нефтяных скважин построена на базе фундаментальных законов механики сплошных сред и теоретической химии и позволяет отразить процесс обработки кислотным раствором упругого твердого каркаса грунта с двойной пористостью при различных значениях концентрации кислоты в нагнетательной скважине, – комментирует Олег Владимирович.

Учёные подчеркивают важную роль научного знания и понимания имеющейся динамики жидкостей в гетерогенных пористых средах и механизма растворения породы кислотами для эффективного управления добычей нефти. С учётом этих факторов в перспективе планируется создание гидродинамического симулятора призабойной зоны на основе созданной математической модели, что поможет улучшить результат применения технологического процесса.

Подробнее познакомиться с результатами исследования можно здесь: Mathematical modeling of elastic soil acid treatment - IOPscience