Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Неравновесные и нелинейные эффекты в процессах двухфазной фильтрации Булгакова, Гузель Талгатовна

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Булгакова, Гузель Талгатовна. Неравновесные и нелинейные эффекты в процессах двухфазной фильтрации : диссертация ... доктора физико-математических наук : 01.02.05.- Уфа, 2000.- 298 с.: ил. РГБ ОД, 71 01-1/89-4

Введение к работе

Актуальность работы. Эффективность принятия решений при управлении процессами разработки месторождений нефти и газа в значительной мере определяется достоверностью гидродинамических расчетов показателей разработки залежей на стадиях анализа и проектирования. Важным условием обеспечения этого является построение математических моделей фильтрации жидкостей и газа, адекватным образом описывающих свойства реальных систем нефтедобычи. При этом, в связи с расширением диапазона изменения термодинамических и геологических характеристик месторождений углеводородов и стремлением к интенсификации нефтегазодобычи, растет потребность в расширении класса рассматриваемых фильтрационных моделей.

Процессы разработки нефтегазовых месторождений связаны с движением многофазных многокомпонентных сред, которые характеризуются неравновесными и нелинейными реологическими свойствами.

Реальное поведение пластовых систем определяется сложностью реологии движущихся жидкостей и морфологического строения пористой среды, а также многообразием процессов взаимодействия между жидкостью и пористой средой.

Учет этих факторов приводит к обогащению физического содержания моделей фильтрации за счет нелинейности, неравновесности и неоднородности, присущих реальным системам. При их рассмотрении выявляются новые синергетические эффекты (потеря устойчивости с возникновением колебаний, образование упорядоченных структур и т.д.), которые подтверждаются специально поставленными экспериментами и

позволяют предложить новые методы контроля и управлення сложными природными системами.

Всё вышеизложенное определяет актуальность темы настоящей диссертационной работы, посвященной вопросам моделирования двухфазных фильтрационных течений с учетом нелинейности, неравновесности и неоднородности флюидов и пористых сред.

Цель работы: Разработка моделей, описывающих движение двухфазных реологически сложных сред и их применение для исследования влияния неравновесности и нелинейности на характеристики фильтрационных потоков.

Основные задачи исследования:

- решение обратной задачи двухфазной неравновесной фильтрации и
создание алгоритма определения неравновесных относительных фазовых
ироницаемостей по данным нестационарных исследований кернов;

экспериментальные исследования относительных фазовых проницаеместей нефти и воды на естественных кернах при различных сменяющих друг друга режимах дренирования и пропитки;

- исследование влияния гистерезиса относительных фазовых
ироницаемостей на двухфазную фильтрацию в средах с двойной
пористостью;

- моделирование фильтрации водо-нефтяной микроэмульсии;

- изучение особенностей фильтрации вязко-пластичной газированной
жидкости при локальном разгазировании нефтяных залежей:

- исследование устойчивости стационарных режимов фильтрации
газированной жидкости при давлении ниже давления насышекия в случае
немонотонной зависимости относительной фазовой проницаемости
жидкой фазы от газонасыщенности.

Методы исследования. Поставленные задачи решались путем аналитических исследований, численных расчетов на ЭВМ и проведения лабораторных экспериментов.

Достоверность научных выводов и рекомендаций проверялась: сопоставлением теоретических результатов с данными лабораторных экспериментов;

- сравнением результатов численных расчетов с аналитическими решениями.

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые результаты.

1. Разработан алгоритм решения обратной задачи определения
неравновесных относительных фазовых проницаемостей по данным
нестационарных исследований кернов.

  1. Показано, что гистерезис относительных фазовых проницаемостей нефти и воды, проявляющийся при двухфазной фильтрации в средах с двойной пористостью, приводит к возникновению релаксационных колебаний нолей давления и насыщенности.

  2. Показано, что фильтрация микроэмульсий может сопровождаться возникновением колебательных режимов фильтрации, которые являются результатом совместного проявления нелинейных реологических свойств микроэмульсии и эффектов запаздывания при установлении фазовых проницаемостей.

4. Предложен и реализован численный алгоритм исследования
осесимметричной фильтрации неныотоновской газированной нефти в
условиях локального разгазирования нефтяных залежей.

5. Построена феноменологическая модель неравновесной
фильтрации газированной жидкости при проявлении немонотонной

зависимости фазовой проницаемости жидкой фазы от газонасыщенности. Показана возможность возникновения детерминированного хаоса через возникновение и разрушение квазипериодических режимов фильтрации газированной жидкости в переходных условиях.

Результаты, представленные к защите.

1. Усовершенствование моделей движения неоднородных жидкостей
с неравновесными и нелинейными свойствами в пористой среде.

  1. Методика определения неравновесных относительных фазовых проницаемостей по данным нестационарных исследований кернов.

  2. Математические модели автоколебаний насыщенности и давления при двухфазной фильтрации реологически сложных сред.

Научная и практическая ценность работы.

Результаты, полученные в работе, расширяют теоретические представления о неравновесных и нелинейных эффектах в процессах вытеснения нефти водой и фильтрации газированной жидкости. Они позволяют по-новому взглянуть на некоторые гидродинамические явления в пластах и расширяют возможности оптимального управления технологическими процессами добычи нефти и газа.

Алгоритмы решения обратной задачи определения неравновесных фазовых проницаемостей по данным исследования кернов вошли в стандарт предприятия ООО "ЮганскНИПИнефть", регламентирующий методы проведения лабораторных исследований фильтрационных свойств пласта.

Апробация работы. Основные результаты работы представлялись и обсуждались на:

Всесоюзном совещании - семинаре "Краевые задачи теории фильтрации" (Ровно, 1979);

Всесоюзных семинарах по численным методам решения задач фильтрации многофазной несжимаемой жидкости (Баку, 1978; Ташкент, 1980; Фрунзе 1982; Новосибирск, 1986);

- Всесоюзных семинарах по современным проблемам и
математическим методам теории фильтрации (Москва, 1984,1989);

- Международной конференции "Разработка газоконденсатних
месторождений" (Краснодар, 1990);

Международной конференции "Flow through porous media" (Москва, 1992);

- Всероссийской научной конференции "Физика конденсированного
состояния" (Стерлитамак, 1997);

- 1-ом Международном симпозиуме "Наука и технология
углеводородных дисперсных систем" (Москва, 1997);

- Семинаре Института механики УНЦ РАН под руководством
академика Р.И. Нигматулина (Уфа, 1998);

Международной конференции "Проблемы нефтегазового комплекса России" (Уфа, 1998);

- IV-ой Всероссийской школе-семинаре "Аналитические методы и
оптимизация процессов в механике жидкости и газа" (Уфа, 1998);

Международном конгрессе "Нелинейный анализ и его приложения" (Москва, 1998);

Международной конференции "Спектральная теория дифференциальных операторов и смежные вопросы" (Стерлитамак, 1998);

- European Conference on the Mathematics of Oil Recovery -ECMORVI
(Peebles, Scotland, 1998);

- 2-ой Международной конференции "Средства математического
моделирования. MATHTOOLS-99" (Санкт-Петербург, 1999);

Международном нефтегазовом конгрессе "CITOGIK-99" (УфаД999);

- Всероссийской школе-семинаре под руководством академика А.Х.
Мирзаджанзаде (Уфа, 1997-1999).

- Научном семинаре лаборатории подземной гидромеханики НИИ
математики и механики Казанского государственного университета под
руководством профессора А.В. Костерина (Казань,2000).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано более 30 работ.

Структура н объем диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы составляет 298 страниц, в том числе 91 рисунок и 8 таблиц. Список литературы содержит 380 наименований.