Определение параметров зоны нарушения фильтрационных свойств пласта по данным термогидродинамических исследований

А.Ш. Рамазанов; Ф.Ф. Давлетшин; Д.Ф. Исламов; Р.З. Акчурин

doi:10.46698/VNC.2026.36.15.001

А.Ш. Рамазанов Уфимский университет науки и технологии, Россия, 450076, г. Уфа, ул. З. Валиди, 32
Ф.Ф. Давлетшин Уфимский университет науки и технологии, Россия, 450076, г. Уфа, ул. З. Валиди, 32
Д.Ф. Исламов Уфимский университет науки и технологии, Россия, 450076, г. Уфа, ул. З. Валиди, 32
Р.З. Акчурин Уфимский университет науки и технологии, Россия, 450076, г. Уфа, ул. З. Валиди, 32

DOI: https://doi.org/10.46698/VNC.2026.36.15.001

Ключевые слова: двухфазная фильтрация, прискважинная зона пласта, термометрия, аналитическое решение, логарифмическая производная, проницаемость, радиус зоны нарушения, термогидродинамические исследования

Резюме

Актуальность работы. Оценка параметров прискважинной зоны пласта (ПЗП), таких как радиус и проницаемость зоны нарушения фильтрационных свойств, является ключевой задачей для планирования и контроля эффективности геолого-технических мероприятий. Существующие методы диагностики имеют ограничения, особенно в широко распространенных на практике условиях двухфазной (нефть-вода) фильтрации. Классические подходы, разработанные для однофазной среды, требуют адаптации и валидации для более сложных многофазных систем. Цель. Разработка и апробация простой и физически обоснованной методики для последовательного определения радиуса и проницаемости зоны нарушения в ПЗП по данным нестационарной термометрии при двухфазной фильтрации нефти и воды. Объект и методы. Объектом исследования является процесс неизотермической двухфазной фильтрации в пласте с радиальной неоднородностью. Методологической основой работы является новое аналитическое решение для нестационарного температурного поля, учитывающее термодинамические эффекты. Методика интерпретации основана на билинейной аппроксимации диагностического графика температуры в полулогарифмических координатах и нахождении точки пересечения линейных трендов, соответствующих фильтрации в нарушенной и ненарушенной зонах пласта. Апробация методики проведена путем сравнения ее результатов с данными численного моделирования в Ansys. Результаты. Разработана пошаговая методика, позволяющая последовательно определять проницаемость и радиус нарушенной зоны в ПЗП. Показано, что время прихода теплового сигнала от границы зон определяется по точке пересечения аппроксимирующих прямых, что позволяет вычислить радиус зоны нарушения. Проницаемости зон определяются по тангенсам углов наклона этих прямых. Численный эксперимент подтвердил высокую точность методики: погрешность определения радиуса зоны нарушения составила 1.4 %, а проницаемостей – менее 8 %. Установлено, что небольшая погрешность обусловлена физическими эффектами (теплопроводность, сжимаемость), не учтенными в аналитической модели. Выводы. Разработанная методика является эффективным инструментом для экспресс-диагностики состояния ПЗП, применимым в практических условиях двухфазного потока.

Литература

Бадертдинова Е.Р. Определение фильтрационных и теплофизических параметров слоистого пласта по результатам термогидродинамических и гидродинамических исследований вертикальных скважин на основе теории регуляризации. // Вестник Казанского технологического университета. – 2015. – Т. 18. № 5. – С. 194–198.

Гайдуков Л.А., Посвянский Д.В., Новиков А.В. Исследование термогидродинамических процессов при многофазной фильтрации флюидов к скважине в техногенно-измененном пласте со вторичным вскрытием с целью определения параметров околоскважинной зоны. SPE-181964. // Российская нефтегазовая техническая конференция и выставка SPE. М.: 2016, – С. 1–14. DOI: 10.2118/181964-MS.

Гасумов Р.А. Особенности разработки малых месторождений (на примере газоконденсатных месторождений Северного Кавказа). // Записки Горного института. – 2016. – Т. 220. – С. 556–563. DOI: 10.18454/PMI.2016.4.556.

Гасумов Р.А., Гасумов Э.Р. Сохранение фильтрационно-ёмкостных свойств продуктивных пластов при их временной изоляции. // Геология и геофизика Юга России. – 2025. – Т. 15. № 2. – С. 180–195. DOI: 10.46698/VNC.2025.39.56.001.

Давлетбаев А.Я., Асалхузина Г.Ф., Уразов Р.Р., Сарапулова В.В. Гидродинамические исследования скважин в низкопроницаемых коллекторах. Новосибирск: ООО «ДОМ МИРА», 2023. – 176 с.

Ипатов А.И., Кременецкий М.И., Худиев Э.Р. и др. Результативность глубинного распределенного оптоволоконного мониторинга работы горизонтальных скважин, оборудованных установками электроцентробежного насоса, в «Газпром нефти». // Нефтяное хозяйство. – 2023. – № 12. – С. 58–63.

Исламов Д.Ф., Рамазанов А.Ш. Исследование неизотермической двумерной фильтрации в слоистом пласте. // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. – 2022. – № 75. – С. 100–112. DOI: 10.17223/19988621/75/9.

Рамазанов А.Ш. Теоретические oснoвы сквaжиннoй теpмoметрии: учебное пособие. – Уфа: Башкирский государственный университет, 2017. – 114 с.

Рамазанов А.Ш., Исламов Д.Ф. Аналитическая модель нестационарной температуры в неоднородном пласте. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2017. – Т. 328. № 5. – С. 39–48.

Ситдиков М.Р. Применение симуляторов ОПЗ, ГРП И РИР в нефтесервисе и добыче. // Инженерная практика. – 2023. – № 5. – С. 12–18.

Чекалюк Э.Б. Термодинамика нефтяного пласта. М.: Недра, 1965. – 238 с.

Шарафутдинов Р.Ф. Баротермический эффект при фильтрации аномальной нефти и воды. // Прикладная механика и техническая физика. – 1999. – Т. 40. №3. – С. 18–21.

Anikin O.V., Bolotov A.V., Minkhanov I.F. et al. Factors influencing hydrogen peroxide decomposition dynamics for thermochemical treatment of bottomhole zoneю // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. – 2022. – Vol. 12. – pp. 2587–2598. DOI: 10.1007/s13202-022-01507-z.

Bourdet D. Well test analysis: the use of advanced interpretation models. Amsterdam: Elsevier, 2002. – 426 p.

Cherubini A., Richard S., Jestin C. et al. Real-time downhole monitoring using DAS and DTS: a new technology for leak detection and well integrity. // In: Proceedings of International Petroleum Technology Conference. Bangkok, Thailand, 2023. – 7 p. Paper IPTC-23102-EA. DOI: 10.2523/IPTC-23102-EA.

Duru O., Horne R.N. Combined temperature and pressure data interpretation: Applications to Characterization of Near-Wellbore Reservoir Structures. // In: Proceedings of SPE ATCE. Denver, Colorado, USA, 2011. – pp. 1977–1994. Paper SPE 146614. DOI: 10.2118/146614-MS.

Li Y., Zhu D., Hill A.D. Near-wellbore permeability estimation from distributed temperature sensing data during vertical well testing using deep learning. // SPE Journal. – 2022. – Vol. 27. No. 01. – pp. 526–543.

Luo H., Jiang B., Li H. et al. Flow rate profile interpretation for a two-phase flow in multistage fractured horizontal wells by inversion of DTS data. // ACS Omega. – 2020. – Vol. 5. No. 34. – pp. 21728–21744. DOI: 10.1021/acsomega.0c02639.

Mahue V., Dawson P., Jimenez E. et al. Advances in an integrated analysis workflow of distributed acoustic sensing and distributed temperature sensing for water injection profiling on a horizontal well. // In: Proceedings of ADIPEC. Abu Dhabi, UAE, 2022. – Paper SPE-211584-MS. DOI: 10.2118/211584-MS.

Muradov K., Davies D., Durham C., Waterhouse R. Transient pressure and temperature interpretation in intelligent wells of the Golden Eagle Field. // In: Proceedings of SPE Europec. Paris, France, 2017. – Paper SPE 185817-MS. DOI: 10.2118/185817-MS.

Noble L., Rees H., Thiruvenkatanathan P., Langnes T. Using distributed fibre optic sensing to recover well integrity and restore production. // In: Proceedings of SPE/ICoTA Well Intervention Conference and Exhibition. Virtual, 2021. Paper SPE-204450-MS. DOI: 10.2118/204450-MS.

Panini F., Onur M. Parameter estimation from sandface drawdown temperature transient data in the presence of a skin zone near the wellbore. // In: Proceedings of SPE Europec. Copenhagen, Denmark, 2018. Paper SPE 190773-MS. DOI: 10.2118/190773-MS.

Sharafutdinov R.F., Bochkov A.S., Sharipov A.M., Sadretdinov A.A. Filtration of live oil in the presence of phase transitions in a porous medium with inhomogeneous permeability. // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. – 2017. – Vol. 58. No. 2. – pp. 271–274.

Yoshioka K., Zhu D., Hill A.D., Dawkrajai P. Integration of distributed temperature sensing and pressure transient analysis for quantitative near-wellbore characterization in oil wells. // SPE Journal. – 2023. – Vol. 28. No. 01. – pp. 412–426.