Проекты

Закачка воздуха высокого давления (HPAI): Матрица физического моделирования для технико-экономической оценки, промыслового проектирования и кинетических параметров

Описание:
Труба горения является важным инструментом для скрининга пластов для потенциального применения процессов добычи нефти на основе закачки воздуха. Группа, исследующая внутрипластовое горение в университете Калгари, имеет более чем 40-летний опыт в выполнении и анализе таких испытаний. Труба горения является элементной моделью (в отличие от масштабированной модели), т.к. использует керновый материал пласта в условиях пластовых температур и давлений (до 400 атм). Для успешной разработки проекта по закачке воздуха высокого давления, будут проанализированы данные полученные в ходе трех типов лабораторных тестов.

План на 2016:

Будут проведены работы по изучению следующих параметров:
1. Стабильность внутрипластового горения: Оценка того, насколько хорошо идет процесс горения, и существуют ли какие-либо проблемы со стабильностью фронта.
2. Экономические параметры: Измерение потребностей в воздухе и топливе, определяет параметры для предварительной оценки эффективности процесса разработки и требования к компрессору высокого давления для закачки воздуха.
Будет разработана модель кинетического вытеснения, используя экспериментальные данные.

Потенциальный результат:

Скрининг месторождений, проектные параметры для разработки месторождений и мониторинг добычи нефти при использовании методов основанных на закачке воздуха под высоким давлением (HPAI) в России. Экспериментально подтвержденные параметры для пилотного проекта по закачке воздуха высокого давления.

Добыча метана из газогидратных месторождений закачкой азота и выхлопных газов (смеси азота и диоксида углерода

Описание:
Предложенная методика основана на закачке газа в газогидратные пласты. Закачиваемые газы могут быть азотом (N2) и дымовыми газами (или смесью N2-CO2), в зависимости от природных условий, инфраструктуры и целей разработки газогидратного коллектора. Закачиваемый газ смещает термодинамические условия таким образом, что система оказывается вне зоны стабильности гидрата метана (ЗСГ), в результате чего происходит разложение гидрата в пласте и добыча метана.

План на 2016:
Изучить возможность использования закачки N2 и дымовых газов (смеси N2-CO2) в пласт для извлечения метана из газовых гидратов (1), а также оценка возможности захоронения СО2 в морских осадках или в зоне распространения многолетнемерзлых пород (2).

Потенциальный результат:
В конце этого проекта в тесном сотрудничестве с профильными российскими нефтяными и газовыми компаниями, для эксплуатационных испытаний может быть определен подходящий кандидат гидратного месторождения в Западно-Сибирском бассейне. Разработанные кинетические модели высокого класса могут быть масштабируемы, используя данные пробных месторождений. Результаты эксплуатационных испытаний могут предоставить как научные, так и инженерные основания для оценки метода введения N2 и дымового газа для добычи метана из газогидратов в месторождениях.

Геомеханические, геофизические, геотермальные свойства газогидратных вечномерзлых коллекторов

Описание:
Геофизические и геомеханические свойства гидрат-содержащих отложений вечной мерзлоты. Данная задача состоит в том, чтобы количественно исследовать эффект воздействия газообразных гидратов на геомеханические и геофизические свойства отложений вечной мерзлоты. Гидрат метана будет образовываться в центрах отложений во время испытания. Затем центры гидрат-содержащих отложений будут заморожены. Трехосная испытательная система будет использоваться для определения геофизических свойств (скорости P-волны и S-волны, затухания (коэффициента качества), динамического объемного модуля упругости и модуля сдвига) метановых гидрат-содержащих замерзших изложений, в то время как геомеханические свойства (деформация, напряжение, статический объемный модуль упругости и модуль сдвига, коэффициент Пуассона и т.д.) будут испытаны с помощью обычных экспериментов нагрузки-разгрузки. Испытания будут повторены серией метановых гидратных насыщений при типичных in situ условиях температуры и давления.

План на 2016:

Измерить геомеханические и геофизические свойства и теплопроводность содержащих ледяные гидраты отложений.
Исследовать эффект воздействия солей в порах на поведение цементирования в гидрат-содержащих замерзших отложениях.
Развить сопряженные геофизически-термальные взаимодействия для определения газообразных гидратов при моделировании газообразных гидрат-содержащих отложений вечной мерзлоты.

Потенциальный результат:

Показания, полученные путем геомеханических и геофизических измерений, обеспечивающие российскую нефтегазовую отрасль экспериментальными данными, показывают устойчивость скважины при бурении через газовые гидратонесущие отложения.
Полученная путем экспериментальных измерений теплопроводность гидратонесущей криолитозоны поможет лучше понять тепловые характеристики газогидратных пластов.
Разработанные тепло- геофизические модели могут быть использованы российской нефтегазовой промышленностью для количественной оценки газогидратов в России.

Высокопроизводительное моделирование нетрадиционных коллекторов

Описание:
При моделировании течения жидкости в сланцевых коллекторах в настоящее время широко используются модели двойной пористости, в которых коллектор разделяется на матричные блоки, в которых находятся углеводороды, и сетям трещин, которые непосредственно влияют на пропускную способность. Однако, проведенные недавно микроскопические исследования показывают, что в сланцевых матрицах существуют обширные системы микро- и нанопор. Вследствие этого фактические механизмы течения в сланцевых коллекторах являются значительно более сложными, чем те, которые могут быть смоделированы обычными моделями двойной пористости и законом Дарси. Модель, описывающая течение жидкости по многомасштабной системе пор, поможет обеспечить лучшее понимание сложных механизмов течения, происходящих в таких коллекторах. С помощью уникального симулятора в рамках проекта будет разработана модель течения жидкости в сланцевых резервуарах, учитывающая динамику, происходящую в четырех различных пористых системах: органическое вещество, неорганическое вещество, естественные трещины и трещины ГРП.

План на 2016:

Разработка комплексной многопористой модели.
Учет в модели физических эффектов необходимых для корректного описания механизмов добычи.

Потенциальный результат:

Разработка модели, способной к работе со множественными шкалами пористости одновременно взаимодействие с друг другом для нетрадиционных резервуаров.
Разработка программного обеспечения для связи многомасштабных процессов от уровня индивидуальных пор до крупномасштабных трещин, применимых к резервуарам.
Количественное определение эффекта многомасштабного моделирования пористости позволит провести экономическую оценку эффективности разработки нетрадиционных резервуаров.
Разработка методов расширяющих пространственный охват симулятора от единичной трещины до месторождения со множеством скважин.

Прогнозные модели фазового поведения углеводородов и свойств жидкости в нанопористых нефтематеринских породах

Описание:
Используя молекулярное моделирование чистых углеводородов в органических нанопорах, было показано, что критические свойства нефтяных флюидов изменяются, когда они ограничены небольшими порами (Rahmani, 2012, Rahmani и Akkutlu, 2013). Эффект ограничения может быть значительным в нанопоровых сланцевых пластах так, что неравновесное термодинамическое поведение (фазовые изменения и перемещения) флюидов изменяется под действием материнской породы в процессе добычи. Однако нынешние композиционные симуляторы, основанные на решении уравнений состояния, не способны сделать необходимые корректировки должным образом. Следовательно, коммерческие симуляторы не могут быть надежным инструментом в предсказании фазовых изменений, фазовых свойств и перемещений. В данном проекте изучается, как эффекты ограничения должны быть введены в исследование потока жидкого газа в сланцевом пласте при помощи моделирования.

План на 2016:
Разработка лабораторных методов для изучения PVT-свойств углеводородов получаемых из богатых органическими ресурсами сланцев, и прогнозировать поведение жидких углеводородов и их транспортных свойств в сланцевых пластах при пластовых условиях.

Потенциальный результат:
Эффект порового ограничения является важным фактором в расчете фазового состояния углеводородов в коллекторе, предсказании отношения добытого газа к добытой нефти и общего отношения газа к нефти (запасов) при оценке нетрадиционных запасов. Поэтому данный проект чрезвычайно важен для нефтегазовых компаний. Тем не менее, на данный момент не существует лабораторных методов способных воспроизводить описанные эффекты. Молекулярное моделирование флюидов в поровых масштабах является единственным подходом, в котором возможно провести детальное изучение поведения флюида в ограниченном объеме.

Многомасштабная модель для моделирования нетрадиционных коллекторов и их оптимизации

Описание:
Разработка точных и быстрых вычислительных средств для моделирования течений в гетерогенной пористой среде – это задача, вызывающая национальный и мировой интерес. В частности, новые разработки в области особых по своим свойствам месторождений, таких как месторождения сланцевых нефти и газа, способны изменить нашу энергетическую экономику и обеспечить значительную экономическую, стратегическую и экологическую выгоду. Сланцевый газ представляет собой огромный и, в основном, неосвоенный источник внутренней энергии, однако, моделирование и прогнозирование его запасов, до сих пор не были реализованы в полной мере.

План на 2016:

Разработка современных методов расчета для нелинейных моделей сложных многомасштабных нелинейных систем, состоящих из сильно неоднородных пористых сред.
Разработка новой локально-глобальной многомасштабной модели основанной на системной теории и многомасштабных методах для процессов в высокогетерогенных пористых средах.

Потенциальный результат:

Методы работ с сильно неоднородными пористыми средами.
Многомасштабные упрощение модели крупномасштабных динамических систем.
Математические модели для моделирования традиционных и нетрадиционных месторождений.
Существует возможность моделирования менее сложных задач, связанных с течением в пористой среде. Например, эффективное и надежное моделирование потока в пористой среде имеет большое значение в конвекционном переносе терапевтических препаратов к опухоли.
Кроме того, как и в возобновляемых источниках энергии с использованием технологии топливных элементов, течения в пористых средах играют важную роль. В этом случае, обещая чистым преобразования энергии в топливных элементах зависит от надежной идентификации, понимания, прогнозирования, контроля и оптимизации различных транспортных и электрохимических процессов в, например, топливных элементах с полимерным электролитом (PEFC).

Учет ассимиляции (описания) данных в мультифизических пластовых процессах в режиме реального времени

Описание:
Большинство методов интенсификации добычи углеводородов включают различные физические процессы в многомасштабной системе . Течение полимера в пласте является многофазным , зависит от геохимии и геомеханики, которые работают в различном масштабе – от молекул до пор, до континуума / масштабов пласта. Физические процессы, в свою очередь, характеризуются свойствами горных пород и жидкостей. Надежные оценки этих свойств пород и жидкостей необходимы для того, чтобы точно смоделировать роль этих физических процессов в проектировании рассматриваемых процессов повышения нефтеотдаи (ПНП). После того, как будет создана схема оценки параметров, которые влияют на успешность процесса ПНП, и выполнено точное численное моделирование процесса, необходимо разработать оптимальные схемы управления, которые могут дать максимальную добычу нефти путем применения схемы повышения нефтеотдачи . Схема оптимального управления должна учитывать неопределенности, присущие процессу измерения параметров.

План на 2016:
Дизайн схем ассимиляции данных, основанных на параметризации многофазного потока и геомеханических свойств пластов.

Потенциальный результат:

Ассимиляция и методы для быстрой количественной оценки неопределенности данных требуется в нескольких областях науки, таких как разведка нефти и газа и производства, горнодобывающей промышленности, метеорологические предсказания, эпидемиологии и т.д.
Набор программных модулей для ассимиляции данных, быстрый оценки неопределенности в прогнозировании производительности пласта, управление с обратной связью для увеличения нефтеотдачи пластов.

Методы скважинной термометрии для нетрадиционных резервуаров

Описание:
Термометрия является в настоящее время самым эффективным методом контроля разработки нефтяных месторождений. Однако разработанные теория, методика исследований и интерпретации относятся, в большей степени, к терригенным коллекторам и к традиционным способам эксплуатации месторождений. Контроль разработки месторождений горизонтальными скважинами (ГС), с применением ГРП, в том числе и многостадийного ГРП, коллекторов с супернизкими значениями проницаемости, сланцевой нефти требуют пересмотра теории, методики исследований и интерпретации скважинной термометрии.

План на 2016:

Обоснование критериев выделения продуктивных интервалов в нетрадиционных коллекторах нефти.
Разработка научно-обоснованной технологии термометрического контроля добычи нефти в горизонтальных скважинах.

Потенциальный результат:

Научные основы применения термометрии к выделению продуктивных зон нетрадиционных залежей нефтяных регионов РФ;
Методики исследований и интерпретации данных геофизических исследований действующих горизонтальных скважин для различных конструкций и геологических условий;
Технология диагностики многопластовой залежи при освоении и эксплуатации скважин на основе термогидродинамического симулятора;
Новая технология диагностирования высокообводненных скважин для ограничения водопритоков методом нестационарной термометрии.

Методы электромагнитного воздействия на призабойную зону пласта

Геомеханическое моделирование роста трещины гидроразрыва и связь с вызванной микросейсмичностью

Разработка методов микросейсмического мониторинга гидроразрыва пласта и разработки месторождений

Описание:
Микросейсмический мониторинг в настоящее время является одним из самых информативных методов контроля за проведением гидроразрыва пласта (ГРП) и все более широко применяется при разработке месторождений углеводородов. Однако существующая практика обработки данных не позволяет получить всю информацию о геомеханических процессах, связанных с проведением ГРП и разработкой. Для повышения информативности результатов обработки данных микросейсмического мониторинга ГРП и эффективности его применения необходимо решить ряд задач.

План на 2016:

Разработка и реализация новых методов обработки данных микросейсмического мониторинга ГРП и разработки месторождений с учетом сейсмической анизотропии пород.
Разработка методов оценки информативности и разрешающей способности метода микросейсмического мониторинга ГРП для разных систем наблюдения.

Потенциальный результат:

Технология обработки и анализа данных микросейсмического мониторинга ГРП без зависимости от зарубежного программного обеспечения.
Технология уточнения сейсмической модели среды по данным микросейсмического мониторинга ГРП при разработке нетрадиционных запасов, характеризующихся сильной сейсмической анизотропией пород.
Технология калибровки геомеханических моделей роста трещины ГРП и разработки месторождений по данным микросейсмического мониторинга.

Теоретическая и экспериментальная петрофизика при разведке и разработке нетрадиционных ресурсов углеводородов

Описание:
Эффективная разведка и разработка нетрадиционных источников нефти и газа во многом зависит от верного понимания их физических свойств на разных масштабах. Ключевая задача данного проекта заключается в разработке методов и алгоритмов, которые позволят оценивать нефтеносные и фильтрационные характеристики нетрадиционных месторождений на основе сейсмических и каротажных данных. Для реализации этой задачи будет разработана и экспериментально обоснована комплексная физико-математическая модель осадочных горных пород. Эта модель будет основана на современных подходах, а именно – теории эффективных сред. Необходимые эксперименты будут включать эксперименты при высоких давлениях, изучение химического состава, а также микроструктуры, минералогического и флюидного состава.

План на 2016:

Изучение физических свойств пород, составляющих нетрадиционные углеводородные системы, включая коллекторы, покрышки и вмещающие отложения, на разных масштабах (от нанометра до десятков метров) и их зависимости от микроструктуры пород, типа флюида, давления, температуры, и т.д., с целью повышения эффективности поисков и разведки углеводородов, разработки месторождений и снижения сопутствующих рисков.
Разработка теоретической и методической базы для методов гомогенизации, в том числе алгоритмов вычисления эффективных упругих свойств осадочных пород на разных частотах и масштабах, а также методов определения нефтенасыщенности, пористости и проницаемости по геофизическим данным, с упором на нетрадиционные углеводородные системы.

Потенциальный результат:

Разработанные методы и программное обеспечение для поисков нетрадиционных нефтеносных отложений и определение их эффективных транспортных и нефтеносных свойств по каротажным и полевым данным стимулируют разведку и разработку нетрадиционных нефтяных месторождений. Разработка будет более эффективной, а связанные с ней риски снижены.
Будут исследованы нефтеносные и транспортные свойства ключевых российских нетрадиционных нефтяных месторождений. Это поможет повысить точность оценки потенциала нетрадиционных источников нефти и составить проекты их разведки и разработки.
Методы и алгоритмы для оценки квазистатических упругих модулей и неупругой реологии пород по образцам кернов, каротажным и полевым данным, в особенности для нетрадиционных коллекторов, совершенно необходимы для геомеханического моделирования нефтяных месторождений. Последнее важно для оптимального планирования бурения, снижение рисков бурения, предупреждения аварий при бурении и оптимальной организации нефтедобычи, в том числе проектирования гидроразрыва и режима добычи.

Геофизические методы разведки и оценки геологических рисков при освоении месторождений углеводородов на шельфе Российской Федерации

Описание:
Разведка и добыча углеводородов на морском шельфе – одна из важнейших задач российской нефтегазовой промышленности. Данный проект направлен на решение некоторых задач, связанных с эффективной разведкой и безопасной разработкой шельфовых ресурсов углеводородов. Одна из таких задач – это потребность в действенных подходах к поискам и разведке коллекторов при недостатке скважинной информации, что объясняется высокой стоимостью оффшорного бурения. Это ведет к потребности в комбинированной инверсии разных типов геофизических данных, полученных на акваториях: сейсмических, геоэлектрических, гравитационных, магнитных, геохимических. Задачей проекта является разработка соответствующих алгоритмов и программного обеспечения.

План на 2016:

Разработка методов совместного анализа разнотипных геофизических данных для изучения углеводородных систем на шельфе.
Изучение процесса формирования газогидратных отложений, их стабильности и соответствующих физических свойств. Разработка методов обнаружения газогидратов при помощи сейсморазведки.

Потенциальный результат:

Изучение геологической структуры и нефтегазоносности внешних и внутренних морей России. Разработка соответствующих инновационных технологий, адаптированных к специфическим требованиям шельфовых проектов, в особенности в арктических районах.
Оригинальные решения для техники и методики морской сейсмоакустики с возможными применениями в оценке геологических рисков, связанных с добычей углеводородов на морском шельфе.
Новые геофизические методы для изучения механических свойств придонных отложений с применением в разработке техник бурения и сокращении рисков при строительстве.