Исследование полей давления и температуры в нефтеносных пластах при пороховом воздействии

• Автор: Ковальский, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ВОЛНОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

1.1. Обзор литературы

1.2. Основные уравнения, описывающие физические поля при пороховом воздействии

1.2.1. Вывод уравнения баротермического эффекта

1.2.2. Вывод волнового уравнения с затуханием для изотропной среды.

1.2.3. Вывод волнового уравнения для анизотропной среды

1.2.4. Повышение эффективной теплопроводности за счет механизма трансцилляторного переноса

1.3. Постановка задачи для волнового поля давления

1.4. Постановка задачи о температурном поле
1.5. Общие сведения о применяемом асимптотическом методе
1.6. Иллюстрация применения метода формального параметра
1.6.1. Описание задачи и математическая постановка модельной задачи
1.6.2. Разложение по асимптотическому параметру
1.6.3. Постановка задачи в нулевом приближении
1.6.4. Осреднение исходной задачи
1.6.5. Решение в нулевом приближении
1.6.6. Задача для первого коэффициента
1.6.7. Задача для остаточного члена
1.6.8. Решение задачи для первого коэффициента разложения
1.6.9. Точное решение параметризованной задачи
Выводы по главе
ГЛАВА 2. ФИЛЬТРАЦИОННО -ВОЛНОВЫЕ ПОЛЯ ДАВЛЕНИЯ В
СЛОИСТОМ ПЛАСТЕ ПРИ ПОРОХОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
2.1. Волновые поля давления в пласте при пороховом воздействии

2.2. Разложение по асимптотическому параметру
2.3. Фильтрационно-волновые поля давления в нулевом приближении
2.4. Задача для остаточного члена и нулевое приближение как «в среднем точное»
2.5. Задача для первого коэффициента асимптотического разложения
2.6. Задача для остаточного члена и первое приближение как
«в среднем точное»
2.7. Анализ графических результатов расчетов фильтрационно-волнового
поля в слоистом пласте обусловленного пороховым воздействием
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОЛЯ В ПЛАСТЕ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ И ВОЛНОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
3.1. Постановка задачи
3.2. Параметризация задачи
3.3. Постановка задачи для нулевого коэффициента
3.4. Нулевое приближение как решение осредненной задачи
3.5. Предельный случай нулевого приближения
3.6. Постановка задачи в первом приближении
3.7. Задача для остаточного члена
3.8. Температурное поле при колебательном движении парафинистых
нефтей в пористой среде
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Задача повышения эффективности использования имеющихся запасов углеводородного сырья в настоящее время является актуальной для нефтяной отрасли России. Как показывает практика, одной из основных причин снижения дебита добывающих скважин является ухудшение условий фильтрации нефти в призабойной зоне пласта (ПЗП) в процессе эксплуатации. Наиболее эффективными физико-химическими способами повышения проницаемости являются нагрев, механическое воздействие и обработка химическими реагентами. По мнению ведущих ученых, методы увеличения нефтеотдачи, связанные с горением порохового заряда в перфорированном интервале скважины (пороховое воздействие), удачно сочетают все перечисленные факторы. В этой связи дальнейшее развитие технологий воздействия на пласт с помощью пороховых термогазогенераторов представляется весьма перспективным направлением.
Порох - уникальная высококонденсированная уплотненная смесь взрывчатых веществ, характеризующаяся протеканием в пространственно узкой зоне самоподдерживающихся экзотермических реакций с образованием, главным образом, газообразных продуктов. В отличие от взрыва, горение пороха происходит со скоростью меньшей на несколько порядков, чем скорость детонации; при этом существует технологическая возможность в широком диапазоне регулировать давление пороховых газов, их объем, а также генерируемое количество теплоты [7]. Образование газового пузыря обусловливает возникновение колебательных процессов в скважине, поскольку он вместе с жидкостью образует осциллятор. Регулирование таких факторов, как температура горения пороха, объем пороховых газов и частота импульсов порохового воздействия, открывает новые возможности для повышения эффективности воздействия на ПЗП с целью улучшения ее проницаемости, практическая реализация этих возможностей требует углубленных теоретических исследований.

границе раздела областей. Значения параметров несжимаемой жидкости в пористой среде (проницаемость, температуропроводность, коэффициент Джоуля - Томсона) будем считать постоянными величинами, не зависящими от температуры и давления.
Для первого и второго слоев постановка задачи представляется уравнением теплопроводности, для центральной области - уравнением баланса энергии [58, 84, 42]. При осевой симметрии задача для га > 0,т > О содержит уравнение теплопроводности для настилающего пласта > к): дТы 1 5 / дТ^ дгТл,

15/ дТы дгТ1й , я ^
“г1(Гсг ~д^) + агх (1)
уравнение конвективной теплопроводности в области (—/I <га< К),
■ т(1 Г ГТ дт* , ,т л Л , ЫЩ дт‘ , „ ГТ V дР'
дРа 15/ 5Т4 д2Та , ,
8Г = “г вгг + ^ 0-4.2)
дрл- £_£_/’ ^
~ ^ г'йдгй(1 дrdJ и уравнение теплопроводности для подстилающего пласта < —Л) дТ2а 15/ 52Г2Й
—^=аг2-— +а22—|^. (1.4.3)
5т гадга дгА) дг%
Уравнение (1.4.2) показывает, что теплосодержание в системе изменяется за счет адиабатического эффекта, эффекта Джоуля - Томсона, тепловыделения при фазовых переходах парафина, конвективного переноса тепла, и теплопроводности.
На границах слоев выполняются условия равенства температур Тйги—Ь = Т(1г(1=Н>
(1.4.4)
ТсАг^-к ~ Т2йга=-Н
и потоков тепла