Исследование адсорбционных процессов в пористой среде при воздействии высокочастотным электромагнитным полем

• Автор: Камалтдинов, Ильнур Маккиевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ АДСОРБЦИИ
1Л. Из истории возникновения теории адсорбции
1.2. Адсорбции на поверхности твердого тела
1.3. Значение адсорбции в нефтегазовых пластах
ГЛАВА II. ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА НЕФТЯНОЙ ПЛАСТ
2.1. Взаимодействие высокочастотного электромагнитного поля с веществом
2.2. Влияние высокочастотного электромагнитного поля на гидродинамические процессы в пористой среде
2.3. Применение высокочастотного электромагнитного поля при разработке нефтяных месторождений
ГЛАВА III. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ НЕФТЯНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ В
ВЫСОКОЧАСТОТНОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ
3.1. Постановка задачи с учетом изотермы Генри
3.1.1 Численный метод решения

3.1.2. Анализ результатов
3.2. Постановка задачи с учетом изотермы Ленгмюра
3.2.1. Вывод уравнения Ленгмюра в высокочастотном электромагнитном поле
3.2.2. Анализ результатов расчетов процесса адсорбции при фильтрации углеводородных систем с учетом кинетики Ленгмюра
3.2.3. Сопоставление результатов расчетов процесса адсорбции при фильтрации углеводородных систем с учетом кинетики
Генри и Ленгмюра
3.3. Оценка, методика определения параметров изотермы адсорбции

ГЛАВА IV. ЭСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ НЕФТЯНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
4.1. Подготовка модели пористой среды, определение емкостных параметров
4.1.1 Определение коэффициента пористости насыпной модели пласта
4.1.2 Определение коэффициента абсолютной проницаемости насыпной модели пласта
4.2. Насыщение модели нефтью. Определение проницаемости по нефти.
4.3. Определение времени установления адсорбционного равновесия
4.4. Методика обработки и анализа результатов исследований
4.4.1. Создание остаточной нефти в пористой среде
4.4.2. Определение количества адсорбированной нефти
4.4.3. Определение константы адсорбционного равновесия
ГЛАВА V. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ДОБЫЧИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ В ПРИБЛИЖЕННЫХ К ПЛАСТОВЫМ УСЛОВИЯХ С УЧЕТОМ АДСОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
5.1. Постановка задачи
5.2. Анализ результатов
Заключение
Список литературы

Введение.
Актуальность. Исследование адсорбционных процессов в пористой среде представляет интерес в связи с устойчивой тенденцией роста добычи трудноизвлекаемой тяжелой вязкой нефти с высоким содержанием асфальтено - смолистых веществ (АСВ). Адсорбция АСВ способствует формированию макроскопических отложений на поверхности пористой среды, что приводит к изменению поверхностных и фильтрационных свойств коллектора. Отложения АСВ вызывают нарушение внутрипластового потока, и даже могут привести к остановке нефтедобычи, а, следовательно, нужно учитывать процесс их адсорбции на поверхности пористой среды при планировании мероприятий по интенсификации добычи нефти.
В мировой нефтедобывающей отрасли все больше проявляют интерес к новым методам разработки месторождений тяжелых высоковязких нефтей, так как используемые методы повышения нефтеотдачи таких пластов являются недостаточно эффективными, а потребление нефтепродуктов во всем мире увеличивается. В связи с этим первоочередной является задача создания новых технологий нефтедобычи, позволяющих увеличить нефтеотдачу, как разрабатываемых пластов, так и не освоенных залежей с трудноизвлекаемыми запасами нефти. Актуальными становятся исследования, которые направлены на создание более эффективных, научно обоснованных методов повышения нефтеотдачи пластов. Одним из перспективных научных направлений является исследование воздействия на нефтяной пласт высокочастотных электромагнитных полей (ВЧ ЭМП), преимуществом которого является воздействие на физико-химические процессы, протекающие в пласте.
Предметом изучения в настоящей диссертационной работе являются адсорбционные процессы, происходящие в пористой среде при фильтрации высоковязких нефтей и битумов под действием ВЧ ЭМП.

в которых а - концентрация адсорбированных АСВ; С - концентрация АСВ нефти в фильтрационном потоке; Я - коэффициент теплопроводности насыщенной пористой среды; т- пористость среды; рг,р,- коэффициент
сжимаемости соответственно флюида и скелета породы; с„,Рт -коэффициенты удельной теплоемкости и плотности насыщенной пористой среды; £-проницаемость; 0- распределенные источники тепла, возникающие в среде вследствие поглощения энергии ВЧ ЭМП; спрг,/и- соответственно
удельная теплоемкость, плотность и динамическая вязкость флюида.
Известны выражения для распределенных источников тепла для ВЧ ЭМ воздействия

Овч (3.1.5)
и теплового прогрева
о -Г'к
Ут—у (3.1.6)
где® = 2ги[- круговая частота ЭМ поля; /- циклическая частота поля; -тангенс угла диэлектрических потерь среды; £0 - электрическая постоянная; в' - относительная электрическая проницаемость среды; £-напряжённость электрического поля; / - сила тока; Я - сопротивление спиральной обмотки; V - объем модели пористой среды.
Вязкость компонентов смеси (в рассматриваемом случае ее легкой и тяжелой (АСВ) составляющих) зависит от температуры и определяется из выражения
И, = ехрН/, (Т — Г0)), /= 1,2 (3.1.7)
где - вязкость /-ой компоненты при Г = Г0; у/ - температурный коэффициент; Г0 - начальная температура.