Моделирование пластового течения многокомпонентных углеводородных смесей

• Автор: Восков, Денис Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1 ПРОБЛЕМА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ДВУХФАЗНОЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ.

1.1 Двухфазные системы.

1.2 Постановка задачи

1.3 Характеристики системы, условия на скачках.

1.4 Двухступенчатый метод .

2 СЛУЧАЙ ПОСТОЯННЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВЫХ СОСТАВОВ.

2.1 Параметризация и пространстве нод .

2.2 Вспомогательная задача.

2.3 Гидродинамическая задача.

2.4 Прямая задача
3 ВЫТЕСНЕНИЕ НЕФТИ ГАЗОМ В СЛУЧАЕ ЧЕТЫРЕХКОМПОНЕНТНОЙ УГЛЕВОДОРОДНОЙ
СИСТЕМЫ
3.1 Расчет двухфазной области
3.2 Аппроксимация и параметризация в пространстве нод.
3.3 Вспомогательная задача .
3.4 Гидродинамическая задача.
4 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ГАЗОМ В СЛУ
ЧАЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ
4.1 Случай постоянных коэффициентов.
4.2 Расчет двухфазной области системы, содержащей произвольное число компонент
4.3 Аппроксимация и параметризация пространства нод для систем с произвольным количеством компонент
4.4 Вспомогательная задача в случае систем с произвольным количеством компонент
4.5 Решение гидродинамической задачи
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Основные положения диссертации опубликованы в тезисах научно-технических конференций: ECMOR VII(, Bave-no - Lago Maggiore, Italy), Международной конференции по многофазным системам(1СМ8’, Уфа, Россия); обсуждались на конференциях ” Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России” (РГУНГ, Москва, ), на международной конференции ” Современная теория фильтрации” (ИПМ РАН, Москва,), на научных семинарах лаборатории механики сплошных сред (ИПМ РАН, Москва) и кафедры Прикладной математики и компьютерного моделирования РГУ Нефти и Газа им. И.М. Губкина. На основе результатов, изложенных в данной работе, заключен контракт со ”Шлюмберже Кэмбридж Ресерч” и производится разработка комплекса методов и программ. Обзор литературы. В представленной работе речь пойдет о течении двухфазной многокомпонентной смеси в пласте. Такое течение возникает при вытеснении нефти смесями газов, добычи газового конденсата и во многих других случаях. Это классическая задача теории разработки месторождений углеводородов, впервые сформулированная Маскетом [1] и описанная во многих широко известных монографиях (см. Непременным элементом расчета фильтрации двухфазных многокомпонентных пластовых систем является адекватное описание фазового равновесия. В настоящее время это самостоятельная, глубоко разработанная область науки. И, -]. Современные комплексы программ позволяют по заданному составу смеси вычислить все необходимые термодинамические свойства фаз, включая составы фаз, плотности, вязкости и силы межфазного натяжения [-]. Основное направление компьютерного моделирования в настоящее время состоит в объединении термодинамических расчетов с гидродинамическими в едином пакете программ. Фактически в этих пакетах решаются уравнения, выражающие законы сохранения масс компонентов, законы двухфазной фильтрации и подчиненные связям, налагаемыми уравнениями состояний [7, -]. Этот подход обладает очевидными преимуществами общности и эффективности применительно к задачам реального уровня сложности. Вместе с тем не прекращаются попытки детально исследовать процессы многокомпонентной фильтрации с тем, чтобы установить их общие качественные закономерности и основные действующие факторы. Как правило, речь идет об одномерных задачах, отвечающих фронтальному вытеснению, и исследование ведется методами теории нелинейных волн. Данная работа выполнена именно в развитии этого направления. Существенные продвижения в этом направлении были достигнуты в годы, когда удалось детально исследовать процессы вытеснения в рамках трехкомпонентных систем. Достигнутые результаты отечественных исследователей достаточно полно отражены в [8, , -]. Еще ранее влияние фазовых переходов изучалось в задачах вытеснения газоконденсата [-]. Дальнейшее развитие исследования вытеснения нефти растворами активной примеси получили в работах [-]. На Западе развитие теории течения трехкомпонентиых смесей опирается, в первую очередь, на работы Хелфферича [, ]. По сути, все основные методы решений, разрабатываемые по сегодняшний день, основываются на этом алгоритме. Во многом этот метод похож на процедуру» предложенную Битовым [, ], и впоследствии детально развитую Зазовским для случаев вытеснения нефти растворами ПАВ [, ] и случаев трехкомпонентной фильтрации [-]. Достаточно долгое время считалось, что основные свойства многокомпонентных систем, а также основные технологические эффекты в теории газовых методов повышения нефтеотдачи могут быть описаны в рамках псевдотОрнарной системы. К тому же создавалось впечатление, что предложенные методы вряд ли можно обобщить на системы с числом компонентов большим трех. Однако в начале -х годов, Орр с соавторами [-] построили решения для четырехкомпонентных систем, отвечающих важным технологическим процессам вытеснения нефти смесью углеводородных газов и углекислоты или азота. На основе этих решений они показали, что ряд важных технологических характеристик, в том числе важнейшая -минимальное давление полной смесимости - различны для четырехкомпонентных систем и их псевдотройных аналогов.