Интенсификация процессов в энергоемких теплоиспользующих системах нефтяной промышленности

• Автор: Самбурова, Людмила Ивановна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 219 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Методы и технические средства возбуждения колебаний

для воздействия на нефтебитумные пласты.

1.1. Методы увеличения нефтеотдачи.

1.2. Технические средства формирования волнового поля

в продуктивном пласте

1.3. Струйные генераторы акустических колебаний

1.4. Волновые характеристики продуктивных пластов

1.5. Генератор тепловолнового воздействия

генератор колебаний давления

1.5.1. Научные основы создания струйных генераторов.
1.5.2. Общие принципы проектирования струнных устройств
1.5.3. Влияние внутренней обратной связи на процесс
возбуждения колебаний.
1.5.4. Критерии выбора режимов работы струйных генераторов
1.5.5. Выбор геометрических характеристик проточного
тракта генератора.
1.5.6. Описание конструкции генератора колебаний давления
с резонансными камерами.
Глава 2. Исследование параметров трансзвукового потока в
канале генератора акустических колебаний
2.1. Экспериментальные исследования расходных характеристик
плоского двумерного сопла
2.1.1. Исследование сопл с двумя угловыми точками.
2.1.2. Сравнительные испытания сопл с различными трансзвуковыми каналами.
2.1.3. Методика проведения эксперимента и обработки
результатов.
2.1.4. Анализ результатов эксперимента
2.2. Исследование трансзвукового потока
2.2.1 .Экспериментальные исследования.
2.2.2. Расчетное исследование трансзвукового потока.
Выводы.
Глава 3. Экспериментальное исследование генератора
акустических колебаний.
3.1. Система обеспечения испытаний генератора колебаний
давления.
3.2. Исследование механизма генерации колебаний давления в генераторе с резонансными камерами
3.2.1. Результаты эксперимента
3.2.2. Влияние расположения ориентации имитаторов перфорационных отверстий в обсадной колонне скважины относительно выходных каналов генератора
на параметры генерируемых колебаний.
3.2.3. Исследование влияния генераторов первой и второй
ступеней при их совместной работе.
3.3. Определение условий устойчивой генерации колебаний
давления
3.3.1.Характеристика генерируемых колебаний давления при дозвуковых и звуковых скоростях потока
3.3.2. Обоснование выбора режимов работы генератора в
условиях эксплуатации на промысле.
Выводы
Глава 4. Исследование течения жидкости по тракту генератора
акустических колебаний давления.
4.1. Потенциальновихревая схема Лаврентьева
4.1.1. Математическая постановка задачи
4.1.2. Метод численного решения
4.1.3. Результаты расчета
4.2. Трехмерное турбулентное течение сжимаемой жидкости
4.2.1. Результаты расчета.
Выводы
Глава 5. Эффективность тепловолнового воздействия с помощью
генератора акустических колебаний
5.1. Влияние воздействия на состав извлекаемой продукции и энергетические затраты.
5.2. Экономическая эффективность воздействия
Выводы.
Заключение.
Библиографический список
Приложение 1 .
Приложение 2
ВВЕДЕНИЕ
Диссертационная работа посвящена определению оптимальных условий интенсификации процессов в пористых средах посредством генерации акустических колебаний с помощью энергоемких теплоиспользующих систем нефтяной промышленности Эти процессы и технические средства лежат в основе наиболее перспективных энергосберегающих, теплоиспользующих технологий освоения трудноизвлекаемых запасов нефти ТИЗН и альтернативы последней природных битумов ПБ, а именно технологии интегрированного воздействия на продуктивные пласты.
Особенностью этих технологий является совмещение в процессе добычи различных методов воздействия на продуктивные пласты с волновым воздействием. Особенность применяемых технических средств экономичность, при этом не требуется дополнительных источников энергии генерация колебаний и формирование волнового поля в пласте происходит за счет преобразования части энергии нагнетаемого в пласт потока кинетической, потенциальной и тепловой в энергию колебаний.
Актуальность


Садовским в связи с обнаруженной корреляцией между землетрясением и уровнем добычи нефти и воды на расположенных поблизости месторождениях. Однако первые эксперименты в нашей стране были проведены приблизительно через лет 8. В Институте физики Земли АН СССР в течении ряда лет велись исследования по вибрационному воздействию на водо и нефтенасыщенные геологические среды. Экспериментально установлено, что при низкочастотном вибрационном воздействии на нефтяной пласт при определенных пластовых условиях и физических характеристиках нефтей наблюдается увеличение содержания углеводородов в скважинной жидкости. И при этом эффективность вибрационного воздействия зависит от правильного выбора частоты излучения вибрационных источников, длительности воздействия, состояния пластовой жидкости . Вибровоздействие влияет не столько на абсолютное значение содержания нефти в продукции скважин, сколько на разброс этих значений . В работах других авторов также рассмотрены исследования области вибрационного и вибросейсмического воздействия , , , , , , , ,2,3,6. Волновое воздействие, как отмечают многие авторы ,,,, , , 3, является весьма перспективным. Полагают, что в пространстве пласта может быть осуществлен такой режим низкочастотного возбуждения колебаний, когда в среде возникают встречные потоки энергии и образуются области, в которых энергия циркулирует по замкнутым траекториям. При этом на резонансных частотах мощность внутренних циркулирующих энергетических потоков может стать намного больше мощности, поступающей от источника. Резонансное возбуждение пласта при этом осуществляется в режиме накачки энергия поступает от генератора малыми дозами, не создавая значительных амплитуд напряжений и давлений в системе скважины, и накапливается в некоторых заданных областях пласта. Лабораторные и промысловые исследования Санникова В. А., Демьяненко , Нургалеева и других исследователей , , 8 показали, что эффективность волнового воздействия на призабойную зону зависит от величины импульса давления и частоты колебаний давления. Виброволновое воздействие может быть осуществимо в комплексе с закачкой растворов химических реагентов, теплоносителей, с кислотной обработкой и закачкой растворителей в пласт , и другими в зависимости от характеристик конкретного месторождения. Одновременное воздействие химическое и волновое позволяет достичь сверхсуммарного эффекта применения методов увеличения нефтеотдачи МУН. По данным Хавкина А. Л., Иванова А. Н. и др. Проведенные Дыбленко В. П., Туфановым И. А.и др. Сургучовым М. Но результаты промысловых работ показали, что подобная обработка не всегда эффективна. Одной из причин этого сложные геологофизические условия неоднородность пластов, низкая проницаемость, повышенная глинистость, высокая вязкость и др. Важным обстоятельством является недостаточно обоснованный выбор режимов и параметров виброволнового воздействия. Исследования влияния частоты колебаний на эффект обработки при гидроимпульсном воздействии , 0, а также в работах , , , 1, 4 показали, что чем ниже частота, тем глубже проникновение гидродинамических волн в пласт до полного затухания и, соответственно, глубже зона обработки . Наиболее эффективны по глубине проникновения субинфразвуковые гидродинамические волны с частотой менее 0,5 Гц, при воздействии которых обработке подвергается зона пласта вокруг скважины до 0 м и более. Но на этих режимах воздействия авторы выявили большие потери энергии при распространении волн в скважине и пласте. С ростом частоты волнового воздействия до 0 Гц потери энергии возрастают до . Для ультразвуковых волн гидродинамическое поле действует в основном в зоне перфорации. Высокая вязкость нефти в пластовых условиях является доминирующим фактором, ограничивающим добычу нефти. Для ее стимуляции применяют методы, уменьшающие вязкость и увеличивающие ее подвижность. Мировые ресурсы тяжелых нефтей и битумов составляют млрд. Таким образом, нефтяная промышленность стоит перед необходимостью решать проблему развития и создания энергосберегающих технологий для добычи этих ресурсов , , .