Это процесс численного моделирования потока флюида через различные коллекторные пласты. Работы Sigra включают как прогнозное моделирование, так и моделирование для установления параметров продуктивного пласта на основе фактических данных.
Работа специалистов Sigra по определению пластовых параметров на угольных месторождениях отражена в целом ряде моделей.
Применительно к грунтовым водам Sigra разработала модель для определения участков притока и оттока воды (нетто) в водоносном горизонте, подлежащем подпитыванию.
Траектория напряжений при отводе флюида
Состояние эффективного напряжения в продуктивном пласте имеет огромное значение в том случае, если проницаемость пласта чувствительна к напряжению. Как правило, чем ниже проницаемость пласта, тем более он чувствителен к изменениям эффективного напряжения.
Это особенно касается угольных месторождений, где увеличение эффективного напряжения на 3 МПа (435 фунтов на кв.дюйм) может привести к падению проницаемости на порядок.
Отведение флюида из продуктивного пласта немедленно влечет за собой увеличение эффективного напряжения. Если речь идет об угле и других карбонатных породах-коллекторах, наблюдается другой эффект. При выделении газа из угля последний обычно сжимается, что приводит к уменьшению напряжения. Два этих эффекта противодействуют друг другу.
Понятие траектории напряжения используют для описания изменений эффективного напряжения при отводе флюида.
Sigra моделирует траекторию напряжения, используя следующие вводные параметры:
- Результаты измерений начального напряжения на основе следующих данных:
- определение тектонических деформаций по итогам полевых измерений напряжения + модуля упругости + коэффициента Пуассона
- полевые исследования гидроразрывов
- механические свойства
- график зависимости модуля упругости от эффективного напряжения
- коэффициент Пуассона
- сжатие при десорбции газа
- абсорбционные свойства
- пластовое давление
- давление сорбции газа/ газоносность
- изотерма сорбции
На основе этой информации Sigra создает графики изменений эффективного напряжения, которых можно ожидать при снижении давления флюида. Пример такого графика приводится ниже на рис. 1.
Модели угольных пластов-коллекторов
Sigra моделирует динамические характеристики угольных пластов-коллекторов с применением моделей двух видов.
Модель SIMED представляет собой распространенную в промышленности конечноразностную модель, принятую Государственным объединением научных и прикладных исследований (CSIRO). Хотя эта модель позволяет работать с довольно сложными продуктивными пластами, используемая в ней задержка по времени (тау) для имитации десорбции, а также ограниченные модели для изучения воздействий меняющегося эффективного напряжения (траектории напряжения) означают, что она не столь гибка в использовании, как фирменная модель Sigra для анализа динамических характеристик методом конечных элементов. Эту модель можно применять для простых геометрических конфигураций и, в частности, для участков вблизи скважины. Она рассматривает зависимость проницаемости от траектории напряжений более точно и прямо.
Числовые модели грунтовых вод
Для расчетов, относящихся к грунтовым водам, Sigra использует целый ряд моделей. К ним относятся как пакеты, ставшие отраслевыми стандартами, например, MODFLOW, так и специальные фирменные программные пакеты Sigra. Три из них достойны отдельного упоминания.
Первая модель рассчитана на двухфазный поток, наблюдающийся в ненасыщенных почвах. В ней для моделирования движения воды в вадозных зонах используется информация о капиллярном давлении и изменениях атмосферного давления.
Во второй модели фактические пьезометрические данные в сочетании со знаниями о характеристиках проницаемости и запасов, полученными в ходе полевых исследований, используются для определения притока или оттока (нетто) из разных зон модели. Она использовалась для определения инфильтрации и потерь грунтовых вод по моделям сползания откосов, чтобы можно было сделать подходящие расчеты по дренированию, снизить поровое давление и остановить сдвиг откосов. Такой вариант применения приводится на рис. 1.
Третья модель предусмотрена для расчетов дренажных отводов в откосе. Она позволяет определять расстояние между дренажными отводами на основе смоченной толщины перед дренажными отводами, а также желательной смоченной толщины после дренажных отводов. Она исходит из наличия слоя непроницаемой подстилающей породы в основании откоса.
