📄Работа №126039
Тема: Процессы фильтрации в пористых средах пластов и нефтяных скважин
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
физика
Объем:
44 листов
Год:
2020
Просмотров:
81
5450
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 5
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
ГЛАВА 1. Фильтрация в пористых средах 9
1.1. Моделирование пористых сред 9
1.2. Линейная фильтрация в поровом пространстве 11
1.3. Фильтрация в околоскважинной зоне пласта 16
ГЛАВА 2. Моделирование образования фильтрационной корки 19
2.1. Свойства фильтрационной корки 19
2.2. Математическая модель нарастания фильтрационной корки 20
ГЛАВА 3. Математическая модель гравийного фильтра 27
3.1. Численная реализация модели фильтрации в поровом пространстве 27
3.2. Результаты численного моделирования 29
3.3. Критерий подбора гравийного фильтра 34
ВЫВОДЫ 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 40
ПРИЛОЖЕНИЕ 43
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 5
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
ГЛАВА 1. Фильтрация в пористых средах 9
1.1. Моделирование пористых сред 9
1.2. Линейная фильтрация в поровом пространстве 11
1.3. Фильтрация в околоскважинной зоне пласта 16
ГЛАВА 2. Моделирование образования фильтрационной корки 19
2.1. Свойства фильтрационной корки 19
2.2. Математическая модель нарастания фильтрационной корки 20
ГЛАВА 3. Математическая модель гравийного фильтра 27
3.1. Численная реализация модели фильтрации в поровом пространстве 27
3.2. Результаты численного моделирования 29
3.3. Критерий подбора гравийного фильтра 34
ВЫВОДЫ 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 40
ПРИЛОЖЕНИЕ 43
📖 Введение
Процессы фильтрации в пористых средах наблюдаются в разнообразных природных и технологических процессах. Примерами таких процессов могут служить просачивание воды через почву, протекание нефти в пласте и подобные явления, в которых жидкость движется по разветвлённой системе сообщающихся между собой пор. Первые исследования по фильтрации жидкости сквозь пористые структуры были осуществлены французскими инженерами-механиками А. Дарси и Ж. Дюпюи [1].
Задачи фильтрации нашли свое отражение и в технологических процессах, связанных с добычей полезных ископаемых. Для промывки скважин от продуктов бурения используются специальные смеси полимеров с механическими частицами - буровые растворы. При закачке в пласт буровой раствор способен проникать в околоскважинную зону пласта, снижая ее проницаемость. Ухудшенные свойства призабойной зоны могут привести к существенному снижению продуктивности скважины.
Разработка месторождений, сложенных слабосцементированными породами (песок, глина, алевролиты), часто сопровождается разрушением призабойной зоны пласта и выносом механических частиц в скважину. При попадании в скважину песок может привести к эрозии погружного оборудования в скважине и увеличению эксплуатационных расходов. Для снижения доли песка в притоке используются различные скважинные фильтры, как например фильтры с гравийной набивкой, щелевые, проволочные фильтры и т.д.
Гравийный фильтр - один из универсальных способов предотвращения выноса песка в скважину. Он создает сложную поровую структуру на входе в скважину, которая способна удерживать в себе частицы песка. Однако, при достаточном засорении на фильтре также может образовываться фильтрационная корка, существенно снижающая проницаемость в околоскважинной зоне пласта. Работу гравийных фильтров с учетом образования фильтрационной корки можно моделировать при помощи законов сохранения масс и закона сохранения импульса в виде соответствующего закона фильтрации.
Задачи фильтрации нашли свое отражение и в технологических процессах, связанных с добычей полезных ископаемых. Для промывки скважин от продуктов бурения используются специальные смеси полимеров с механическими частицами - буровые растворы. При закачке в пласт буровой раствор способен проникать в околоскважинную зону пласта, снижая ее проницаемость. Ухудшенные свойства призабойной зоны могут привести к существенному снижению продуктивности скважины.
Разработка месторождений, сложенных слабосцементированными породами (песок, глина, алевролиты), часто сопровождается разрушением призабойной зоны пласта и выносом механических частиц в скважину. При попадании в скважину песок может привести к эрозии погружного оборудования в скважине и увеличению эксплуатационных расходов. Для снижения доли песка в притоке используются различные скважинные фильтры, как например фильтры с гравийной набивкой, щелевые, проволочные фильтры и т.д.
Гравийный фильтр - один из универсальных способов предотвращения выноса песка в скважину. Он создает сложную поровую структуру на входе в скважину, которая способна удерживать в себе частицы песка. Однако, при достаточном засорении на фильтре также может образовываться фильтрационная корка, существенно снижающая проницаемость в околоскважинной зоне пласта. Работу гравийных фильтров с учетом образования фильтрационной корки можно моделировать при помощи законов сохранения масс и закона сохранения импульса в виде соответствующего закона фильтрации.
✅ Заключение
В ходе проделанной работы были получены следующие результаты:
• Разработана физико-математическая модель образования фильтрационной корки.
• Разработаны программные модули образования фильтрационной корки и фильтрации в поровом пространстве.
• Проведено объединение моделей фильтрации для моделирования работы гравийного фильтра.
• Проведен анализ работы гравийного фильтра на типичных параметрах для месторождений.
• Проведена оценка оптимального диаметра гранул гравийного фильтра в зависимости от гранулометрического состава породы
В дальнейшем расчетные модули могут быть усовершенствованы путем учета таких физических эффектов как сжимаемость флюида, наличие газа в притоке жидкости, фильтрация по закону Форхгеймера при высоких скоростях флюида.
Критерий подбора фильтра также может быть дополнен оценкой пересыпания забоя скважины, так как частицы, прошедшие гравийный фильтр, при недостаточном дебите будет оставаться в скважине, снижая ее продуктивность.
• Разработана физико-математическая модель образования фильтрационной корки.
• Разработаны программные модули образования фильтрационной корки и фильтрации в поровом пространстве.
• Проведено объединение моделей фильтрации для моделирования работы гравийного фильтра.
• Проведен анализ работы гравийного фильтра на типичных параметрах для месторождений.
• Проведена оценка оптимального диаметра гранул гравийного фильтра в зависимости от гранулометрического состава породы
В дальнейшем расчетные модули могут быть усовершенствованы путем учета таких физических эффектов как сжимаемость флюида, наличие газа в притоке жидкости, фильтрация по закону Форхгеймера при высоких скоростях флюида.
Критерий подбора фильтра также может быть дополнен оценкой пересыпания забоя скважины, так как частицы, прошедшие гравийный фильтр, при недостаточном дебите будет оставаться в скважине, снижая ее продуктивность.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.