Изучение изменений смачиваемости и относительных фазовых проницаемостей течения двухфазной жидкости при растворении карбонатов в масштабе пор

Грантовый проект ИРН AP23491018

Руководитель проекта: Асилбеков Б.К.

Период реализации проекта: 2024-2026 гг.

Идея проекта заключается в изучении воздействия процессов растворения кислотой на основные параметры пористой среды и многофазного течения, такие как смачиваемость, относительные фазовые проницаемости, остаточная нефтенасыщенность при различных режимах растворения (скорость закачки и концентрация кислоты) в масштабе пор. Исследования будут проведены на образцах керна, отсканированных до и после их растворения кислотными растворами с помощью микро-КТ.

Исследование направлено на изучение воздействия процессов растворения кислотой на карбонатные породы с целью оптимизации и увеличения нефтеотдачи, а также повышения эффективности закачки и хранения CO2.

Целью проекта является проведение систематического анализа изменений смачиваемости и относительных фазовых проницаемостей при различных режимах растворения карбонатных образцов.

Задачи проекта

1.         Провести сбор и анализ экспериментальных данных по растворению образцов карбонатного керна с использованием микро-КТ;

2.         Создать компьютерные модели образцов керна до и после их растворения различными кислотными растворами;

3.         Определить параметры, влияющие на корректный анализ пористой структуры карбонатных образцов при обработке изображений микро-КТ.

4.         Провести анализ изменения пористости, распределения пор и горловин пор, удельной площади поверхности пор, координационного числа по построенной компьютерной модели образцов керна;

5.         Провести численное моделирование двухфазного течения на созданных компьютерных моделях карбонатных образцов.

6.         Определить относительные фазовые проницаемости при различных скоростях закачки кислотного раствора;

7.         Определить смачиваемость при различных скоростях закачки кислотного раствора.

Ожидаемые результаты

1.         Комплексный анализ данных по растворению образцов карбонатного керна, включая характеристики изменения смачиваемости и остаточных нефтенасыщенностей;

2.         Созданные компьютерные модели, отображающие изменения в пористой среде до и после растворения кислотой, с высокой точностью и разрешением;

3.         Полученные геометрические параметры пористой среды на основе компьютерных моделей, позволяющие более точно описывать структурные изменения;

4.         Относительные фазовые проницаемости и смачиваемость при различных условиях закачки кислоты;

5.         Параметры, описывающие изменения смачиваемости при различных условиях закачки кислоты.

Полученные результаты на 2024 год: За отчётный период проведён анализ данных по растворению карбонатных кернов с использованием микро-КТ. Обработаны изображения 13 образцов до и после эксперимента с разрешением 18 мкм. В программе Avizo выполнены обрезка, сегментация, фильтрация. Обрезка до границ цилиндра (1600х1600х2600) проводилась инструментом crop editor, шумы устранялись с помощью Volume edit. Применялись медианный фильтр, нелокальный (non-local means), фильтр нерезкой маскировки (unsharp masking) и их комбинации. Медианный фильтр оказался оптимальным, обеспечивая высокое качество и корректные значения пористости. Нерезкая маскировка и комбинации фильтров, кроме median+unsharp, приводили к искажению данных. Для сегментации использовался модуль Interactive thresholding, преобразующий изображение в бинарное, где поры выделялись настройкой пороговых значений рентгеновского поглощения. Изучался параметр Marker Extent, влияющий на транспортные свойства. Анализ проводился на кубических мини-образцах (400 слайсов) с соединением путей вдоль оси Z модулем Axis connectivity. Увеличение Marker Extent объединяло поры в крупные образования, что искажало характеристики. Оптимальными значениями оказались 1 и 2, сохранявшие корректную структуру пор.

Исполнители проекта