Численно-аналитические модели трехфазных течений в нефтяных пластах при наличии массообмена

• Автор: Козлова, Антонина Кирилловна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Модели многофазной фильтрации

1.1 Обзор литературы

1.2 Двухфазные системы

1.3 Трехфазпые системы.

1.4 Трехфазные системы несмешивающихся

пластовых жидкостей.

2 Трехфазное многокомпонентное течение в трещиноватопористых пластах

2.1 Физическая модель

2.2 Математическая модель .

2.2.1 Моделирование с использованием линий тока
2.2.2 Трехфазное течение несмешивающихся жидкостей
в трещиноватопористом пласте
2.2.3 Трехфазное многокомпонентное течение в неоднородной пористой среде.
2.2.4 Аппроксимация границы двухфазной области .
3 Численный метод решения
3.1 Общая схема решения модельных задач
3.2 Решение задачи трехфазной фильтрации несмешивающихся жидкостей в трещиноватопористом пласте.
3.3 Решение задачи трехфазной многокомпонентной фильтрации в неоднородной пористой среде.
4 Результаты моделирования
4.1 Трехфазная фильтрация несмешивающихся жидкостей в трещиноватопористом пласте.
4.2 Трехфазное многокомпонентное течение в пористом пласте
4.2.1 Сравнение гидродинамических расчетов, проведенных с использованием аппроксимации и без нее . .
4.2.2 Сравнение гидродинамических расчетов, проведенных с использованием линий тока и без их использования .
Заключение
Литература


Существующие в настоящее время компьютерные модели физических процессов, протекающих в пласте, охватывают почти все практически важные случаи. Такие модели реализованы в виде большого числа коммерческих программ, которые используются при проектировании разработки месторождений. Одтгако для случаев сильно неоднородных пластов, моделирование которых выполняется с использованием большого числа ячеек (порядка 6). Иногда такие временные затраты оказываются недопустимыми, и проблема уменьшения времени расчетов выдвигается па передний план. При компьютерном моделировании важно исследовать общие закономерности и основные особенности процессов пластового течения. Это позволит изменить и дополнить общепринятые модели таким образом, чтобы сократить время расчетов без значительной потери точности. Актуальность задачи компьютерного моделирования процессов повышения нефтеотдачи определила выбор цели диссертационной работы. Целыо диссертационной работы является разработка и программная реализация методик моделирования трехфазных течений в нефтяных пластах с помощью линий тока для задач многокомпонентной фильтрации с учетом свойств фазовых диаграмм и для задач фильтрации в трещинова-то-пористых пластах. Б качестве объекта исследования при моделировании рассматривается процесс вытеснения нефти из пористого пласта путем нагнетания газа или воды. Методы исследования. При решении указанных задач использовались: элементы теории механики сплошных сред (уравнения сохранения массы, основы подземной гидродинамики); методы математической физики; элементы теории разностных схем; методы объектно-ориентированной разработки программных средств; методы системного программирования. Использование аппроксимации границы двухфазной области на фазовой диаграмме в решении задачи композиционного моделирования с учетом сжимаемости. Модель и методика решения задач трехфазного многокомпонентного течения в пористом пласте с использованием линий тока. Модель и методика решения задач трехфазного течения в трещиновато-пористом пласте с использованием линий тока. Программная реализация методик решения вышеуказанных задач трехфазной фильтрации. FrontSirn (Schlumberger). Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-технических конференциях: АТСЕ (San Antonio, USA, ), ECMOR X (The Netherlands, Amsterdam, 0G), Научной конференции аспирантов, молодых преподавателей и сотрудников вузов и научных организаций (РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Москва, ), Научно-технической конференции и выставке (РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. Москва, ). Они обсуждались на научных семинарах лабораторий механики сложных жидкостей и физической газовой динамики (ИПМех РАН, Москва), кафедры прикладной математики и компьютерного моделирования Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина (Москва), а также в различных научных и технологических центрах Schlumberger (Москва, Кэмбридж, Ставангер). На основе результатов, полученных в диссертационной работе, в рамках контракта с компанией "Schlumberger Moscow Research" был создан и успешно внедрен дополнительный модуль к программе FrontSirn. В этой главе приводятся основные сведения из теории фазового равновесия многокомпонентных систем, и вводится понятие модели многофазного течения при отсутствии фазового массообмеиа. Глава состоит из четырех разделов. Первый раздел содержит обзор работ, посвященных вопросам моделирования многофазных течений пластовой жидкости в различных средах. Во втором разделе изложены основные факты, относящиеся к физико-химической части задачи многофазной многокомпонентной фильтрации. В третьем разделе рассматриваются системы, содержащие воду, нефть и газ. При этом вода считается иссмешивающейся фазой, а нефть и газ допускают возможность меж-фазового массообмеиа. В конце главы отмечается существование модели нелетучей нефти - модели многофазного течения посмешивающихся жидкостей. Впервые моделирование пластовых течений с использованием линий тока было применено в начале XX столетия [] . Такие модели рассматривались для установившихся плоских течений однородных несжимаемых жидкостей.