Термогидродинамические основы проектирования разработки нефтяных месторождений при неизотермических условиях фильтрации, обоснование и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий

• Автор: Теслюк, Евгений Васильевич
• Шифр специальности: 25.00.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 449 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВНАЯ ЗАДАЧА ПРОБЛЕМЫ

ЧАСТЬ I ТЕРМОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ-ПРОЕКТИРОВАНРШ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ФИЛЬТРАЦИИ
Глава I ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ НЕРАВНОВЕСНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ МНОГОФАЗНЫХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ

1.1. Уравнение баланса энтропии многофазной многоком -

понентной системы

1.1.1. Баланс энтропии

1.2. Уравнение непрерывности

1.3. Уравнение движения (баланс импульсов)
1.4. Баланс энергии
1.5. Уравнение энергии процесса неизотермической филь -
трации многофазной многокомпонентной системы при фазовых переходах и химических реакциях
1.6. Система дифференциальных уравнений для неизотермической фильтрации в упругом коллекторе при фазовых
и химических превращениях
Заключение по главе
Глава II СИСТЕМА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ РАВНОВЕСНОЙ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ МНОГОФАЗНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
2.1. Модификации систем уравнений неизотермической фильтрации многофазных жидкостей
2.2. Дифференциальные уравнения неизотермического вытеснения при наличии систем скважин
2.3. Обобщение теории Баклея-Леверетта на случай неизотер -
мической фильтрации не ньютоновской высокопарафини -стой нефти
2.3.1. Уравнение фильтрации высокопарафинистой нефти при

фазовых переходах парафина
2.3.2. Кинетика выпадения кристаллов парафина при неизотер -
мической фильтрации высокопарафинистой нефти и их влияние на абсолютную проницаемость коллектора
2.3.3. Учёт влияния выпадения парафина на изменение фазовых
проницаемостей
Заключение по главе
Глава III РАЗВИТИЕ РАСЧЁТНЫХ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
3.1. Построения модели слоисто-неоднородного пласта
3.2. Выбор разностных расчётных сеток и элементов сим -
метрии
3.3. Комбинированная разностная сетка «СКАТ»
3.4. Методы численных расчётов показателей разработки
слоисто-неоднородных пластов в условиях неизотермической фильтрации на базе применения комбинированной сетки «СКАТ»
3.4.1. Метод ячеек. Балансовые соотношения. Комбинированная сетка «СКАТ»
3.4.2. Разностная аппроксимация уравнения для давлений
3.4.3. Метод матричной прогонки и его реализация для ряд -
ных и площадных систем разработки
3.4.3.1. Оценка точности расчётного метода при определении
поля давлений и расходов
3.4.4. Определение значений фильтрационных параметров в ячейках и секторах при сетке «СКАТ»
3.4.5. Вычисление давлений, скоростей и насыщенности в узлах сетки
3.4.5.1. Первый вариант расчёта параметров в зоне расположе -
ния добывающих скважин
3.4.5.2. Второй вариант расчёта параметров в призабойной зо -
не добывающей скважины
3.4.6. Вычисление текущих значений насыщенностей в ячейках
3.4.6.1. Вычисление значений насыщенностей в зонах прилегаю -
щих к нагнетательным скважинам
3.4.6.2. Расчёт значений насыщенности в зонах прилегающих к
добывающим скважинам
3.4.6.3 Аппраксимационные формулы для сшивания радиально-
кольцевой и квадратной сеток
3.4.6.4. О связи перепада давлений с потоком жидкости в радиа -
льно - кольцевых зонах

При получении уравнений неравновесной неизотермической фильтрации устанавливается зависимость между интенсивностью локального источника энтропии dtS и протекающими необратимыми процессами .
Но одно установление указанной термодинамической связи недостаточно. Это объясняется тем, что систему (законы сохранения массы и энергии, уравнения баланса энтропии и состояния) еще нельзя решать, так как в ней содержатся в качестве неизвестных переменных необратимые потоки, в то время как в качестве начальных и граничных условий при расчетах задаются параметрами состояния (давлением, температурой, концентрацией) или их производными.
Поэтому указанная система добавляется феноменологическими уравнениями, выраженными через'параметры состояния, которые позволяют установить связь между необратимыми потоками и соответствующими термодинамическими силами, входящими в выражения для источника энтропии. После этого система уравнений становится согласованной.
Уравнение баланса энтропии рассматриваемого процесса строится на основе соотношения Гиббса, связывающего скорость возрастания энтропии с изменением внутренней энергии и , удельного объема v = 1/р и значений
концентрации Ср , меняющейся в связи с фазовыми превращениями , химическими реакциями и диффузиейсге}.
Рассматривая гетерогенную систему, состоящую из п фаз j Q = 1, 2, ... , п), содержащих к компонентов / (У = 1, 2, ... , к), имеем функцию Гиббса для скорости изменения удельного значения энтропии в фазе j:
dS 'j du dvj * , dC
S>T‘-ir=s>~ir+s‘p’ir -Ъ<12>
где 7} - абсолютная температура (термодинамическая) ; S'J - удельная (на единицу массы) энтропия ; uj - удельная внутренняя энергия ;
vj - удельный объем ; Cß = pji / р, - концентрация компонента i в фазе j;
Иß -потенциалы Гиббса для фазовых переходов, химических превращений компонентов /, диффузии.