Релаксация давления в сферической полости, окруженной насыщенной газом пористой средой, после взрыва
Уменьшение фильтрационных свойств в поровом пространстве пласта, в непосредственной близости от стенки скважины вследствие выпадения солей, парафина или других твердых частиц. Восстановление фильтрации в прискважинной зоне и повышение нефтеотдачи пласта.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.02.2018 |
| Размер файла | 81,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Релаксация давления в сферической полости, окруженной насыщенной газом пористой средой, после взрыва
Хусаинов Исмагильян Гарифьянович
Создана описывающая процессы релаксации давления и температуры, как в сферической полости, так и вокруг неё в пористой среде, насыщенной газом, после взрыва внутри полости. Математическая модель включает уравнения сохранения массы, Дарси, состояния и теплопроводности.
Добыча нефти из скважин на поздней стадии разработки месторождения сопряжена снижением дебита эксплуатационных скважин или приемистости нагнетательных скважин. Это явление во многом обусловлено уменьшением фильтрационных свойств в поровом пространстве пласта, в непосредственной близости от стенки скважины вследствие выпадения солей, парафина или других твердых частиц. Загрязнение призабойной зоны происходит также в процессе эксплуатации скважины за счёт приноса частиц пластовым флюидом, а также во время бурения - вследствие проникновения в пласт фильтрата промывочной жидкости [3].
Исследования показали, что дебит скважины зависит от проницаемости прискважинной зоны глубиной примерно один метр [3]. Этот слой, являющейся гидродинамическим стоком скважины, определяет её производительность. Поэтому восстановление фильтрации в прискважинной зоне служит достаточным условием возобновления производительности скважин. Поддержание на неизменном уровне фильтрационных свойств прискважинной зоны может служить залогом полной выработки пласта, что в итоге приведет к повышению нефтеотдачи пласта.
Одним из эффективных методов очистки призабойной зоны являются технологии с использованием энергии взрыва. После взрыва внутри скважины возникают высокотемпературные продукты и происходит повышение давления. Высокотемпературные продукты проникают достаточно глубоко в породу и расплавляют отложения тяжелых углеводородных систем. Последний процесс приводит к очищению призабойной зоны [5]. пласт фильтрация скважина
За счет фильтрации продуктов взрыва в пористую среду внутри скважины будет происходить релаксация давления. Информация о релаксации давления может быть использована для контроля коллекторских параметров прискважинной зоны. Например, по темпу релаксации давления в скважине можно оценить коэффициент проницаемости, пористости и трещиноватости пласта.
Рисунок 1. Схематическое изображение сферической полости, окруженной насыщенной газом пористой средой
Пусть в насыщенной газом пористой среде находится полость сферической формы с радиусом r = a. Будем считать, что в исходном состоянии (t<0) полость заполнена взрывчатым веществом, а давление газа во всем пористом пласте вокруг сферической полости постоянно и равно Pe. Температура пласта в исходном состоянии однородна и равна Te. В начальный момент времени t=0 происходит взрыв и сферическая полость заполняется продуктами взрыва. После взрыва значение давления в полости сразу достигает значения P0, а значение температуры - T0. Вследствие фильтрации продуктов взрыва давление в сферической полости будет постепенно снижаться до исходного значения давление газа в пористом пласте Pe.
Будем считать, что температура газа и скелета пористой среды во всех точках совпадают, а скелет пористой среды однородный и несжимаемый.
Закон сохранения массы газа в полости имеет вид:
. (1)
Здесь a - радиус полости, M, - масса и плотность газа, S - площадь поверхности сферической полости, v - скорость фильтрации газа сквозь стенки полости, t - время, r - координата.
Масса газа определяется по формуле
,
где V - объём полости. Для сферической полости объём и площадь определяются по формулам
.
Тогда уравнение (1) можно переписать в виде
. (2)
Уравнение (2) описывает изменение плотности газа в полости сферической формы за счёт фильтрации газа.
Запишем уравнение пьезопроводности и закон Дарси для фильтрации газа в пористой и проницаемой породе вокруг полости сферической формы в следующем виде [1, 4]:
, (3)
. (4)
Здесь m, k - коэффициенты пористости и проницаемости, - плотность и вязкость газа, p`, v` - давление и скорость фильтрации газа в пористой среде.
Уравнение, описывающее изменение температуры в пористой среде вокруг полости имеет вид [2]:
. (5)
Здесь T` - температура вокруг полости, - коэффициент теплопроводности, , - плотность и удельная теплоёмкость пористой среды, - плотность и удельная теплоёмкость газа.
Плотность, удельная теплоёмкость и коэффициент теплопроводности пористой среды находятся по формулам:
,
, (6)
,
где - плотность, удельная теплоёмкость и коэффициент теплопроводности скелета пористой среды.
Связь текущих плотности и давления в полости примем в виде
. (7)
Связь температуры и давления в полости имеет вид:
(8)
Здесь p(t), T(t) - давление и температура в полости; - показатель политропы, - давление и плотность в полости после взрыва.
Для исследуемого процесса начальные и граничные условия для уравнений (3), (4) и (5) можно записать в виде
,
, (9)
,
.
Таким образом, для исследуемой задачи получили систему уравнений (2)-(5), (7), (8) с граничными условиями (9). Используя полученную систему можно установить:
1. зависимости релаксации давления и изменения температуры газа внутри сферической полости от параметров пласта, полости и газа;
2. зависимости температурного поля в пористой среде вокруг сферической полости от параметров системы;
3. зависимости распределения давления в пласте от коэффициентов проницаемости и пористости породы, вязкости газа и других параметров системы.
Вывод
Создана математическая модель, описывающая процессы релаксации давления и температуры, как в сферической полости, так и вокруг неё в пористой среде, насыщенной газом, после взрыва внутри полости.
Список литературы
1. Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидродинамика / К.С. Басниев, И.Н. Кочина, В.М. Максимов/ - М.: Недра, 1993.
2. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твёрдых тел / Г. Карслоу, Д. Егер/. - М.: Наука, 1964.
3. Михайлов Н.Н. Информационно-технологическая геодинамика околоскважинных зон. / Н.Н. Михайлов / - М.: Недра, 1996. - 330 с.
4. Николаевский, В.Н. О распространении продольных волн в насыщенных жидкостью упругих пористых средах / В.Н. Николаевский // Инженерный журнал, - 1963. - Т.3, № 2 - С. 251-261.
5. Шагапов В.Ш., Хусаинова Г.Я., Хусаинов И.Г., Хафизов Р.М. Релаксация давления в полости, окруженной пористой и проницаемой горной породой / В.Ш. Шагапов, Г.Я. Хусаинова, И.Г. Хусаинов, Р.М. Хафизов // Физика горения и взрыва. 2002. T. 38. №3. С.106-112.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Геолого-промысловая характеристика Урьевского месторождения. Методы повышения нефтеотдачи пласта. Основные узлы цементировочного агрегата. Технология проведения закачки гелеобразующего состава через нагнетательные скважины. Расчет затрат на проект.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 20.03.2013Механизм снижения проницаемости и методы воздействия на породу в призабойной зоне пласта. Воздействие кислот на наиболее распространенные горные породы. Нагнетательные и эксплуатационные скважины. Технологии реагентной обработки призабойной зоны пласта.
курсовая работа [44,4 K], добавлен 17.12.2013Движение газожидкостного потока. Изменение давления, температуры, плотности насыщенного водяного пара, влагоемкости газа и водного фактора на пути пласта-скважины. Преобразование и учет минерализации. Скорость фильтрации газа в призабойной зоне.
статья [350,3 K], добавлен 07.02.2014Распределение давления в газовой части. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Графики зависимости дебита скважины и затрубного давления от проницаемости внутренней кольцевой зоны. Формула Дюпюи для установившейся фильтрации в однородном пласте.
курсовая работа [398,4 K], добавлен 10.01.2015Влияние радиуса скважины на ее производительность. Формулы для плоских и сферических радиальных притоков к скважинам с линейным и нелинейным законами фильтрации. Закон распределения давления для галереи. Расчет скорости фильтрации по закону Дарси.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 07.04.2012Схемы плоскорадиального фильтрационного потока и пласта при плоскорадиальном вытеснении нефти водой. Распределение давления в водоносной и нефтеносной областях. Скорость фильтрации жидкостей. Определение коэффициента продуктивности работы скважины.
курсовая работа [371,9 K], добавлен 19.03.2011Нефтеотдача продуктивного пласта – степень использования природных запасов нефти уже открытых месторождений. Изучение нефтеотдачи пласта и пути ее увеличения, определение коэффициентов нефтеотдачи по геолого-промысловым данным. Режим работы залежей.
реферат [1,0 M], добавлен 26.02.2009Система поддержания пластового давления. Законтурное, внутриконтурное, очаговое, блоковое, приконтурное заводнения. Факторы, влияющие на приемистость пласта. Геологическое строение призабойной зоны пласта. Источники и подготовка воды для закачки.
презентация [2,3 M], добавлен 14.03.2017Механические методы воздействия в твердых породах. Проведение оценки давления гидроразрыва пласта. Расчет потерь давления на трение в лифтовой колонне при движении рабочей жидкости. Расчет скорости закачивания рабочей жидкости при проведении ГРП.
курсовая работа [248,2 K], добавлен 11.11.2013Расчёт технологических показателей разработки однородного пласта с использованием модели непоршневого вытеснения. Определение общей депрессии забойного давления при изменяющемся фронте вытеснения. Расчет текущей нефтеотдачи месторождения по группам.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 20.04.2016Исследование притока жидкости и газа к несовершенной скважине. Влияние радиуса скважины на её производительность. Определение коллекторских свойств пласта. Фильтрация газа в пористой среде. Приближенные методы решения задач теории упругого режима.
презентация [577,9 K], добавлен 15.09.2015Основы теории поршневого и непоршневого вытеснения нефти водой. Метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений. Разработка пласта с использованием модели непоршневого вытеснения. Динамика изменения давления в зависимости от изменяющегося фронта воды.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 22.03.2011Разработка нефтяного месторождения с использованием заводнения при однорядной схеме размещения скважин. Параметры разрабатываемого пласта месторождения. Схема элемента пласта и распределение в нем водонасыщенности. Показатели разработки элемента.
курсовая работа [337,1 K], добавлен 02.12.2010Анализ работы газовой скважины в пористой среде при установившемся режиме фильтрации газа. Исследование зависимости дебита газовой скважины от ее координат внутри сектора. Диагностика газовой скважины по результатам гидродинамических исследований.
курсовая работа [741,1 K], добавлен 15.04.2015Характеристика геологического строения эксплуатационного объекта. Коллекторские свойства пластов. Физико-химические свойства пластовых флюидов. Природный режим залежи. Методы, улучшающие условия фильтрации за счёт первичного и вторичного вскрытия пласта.
курсовая работа [59,4 K], добавлен 25.06.2010Оценка промышленного значения пластов. Принципиальная схема опробователя пласта типа ОПО. Приток пластового флюида из пласта в баллон. Схема компоновки испытателя пласта на трубах с опорой на забой. Определение пластового давления. Каротажные подъемники.
контрольная работа [2,5 M], добавлен 04.01.2009Общие сведения о газогидратах: строение, структура. Кинетика образования и разложения газовых гидратов. Наличие газогидратов в поровом пространстве пород. Особенности распределения температуры в газогидратном пласте при различных значениях давления среды.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.12.2011Знакомство со скважиной, способы бурения, обустройства. Буровая установка. Фонтанный и насосный методы добычи нефти и газа. Повышение нефтеотдачи пластов. Технические мероприятия для воздействия на призабойную зону пласта. Подземный ремонт скважин.
отчет по практике [78,2 K], добавлен 24.03.2015Геолого-физическая характеристика Сабанчинского месторождения. Физико-химические свойства пластовых жидкостей и газов. Анализ фонда скважин и технологии повышения нефтеотдачи пластов. Применение гидроразрыва пласта для интенсификации добычи нефти.
отчет по практике [588,8 K], добавлен 29.04.2014Извлечение нефти из пласта. Процесс разработки нефтяных и газовых месторождений. Изменение притока нефти и газа в скважину. Механические, химические и тепловые методы увеличения проницаемости пласта и призабойной зоны. Гидравлический разрыв пласта.
презентация [1,8 M], добавлен 28.10.2016
