Заказать работу


Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Численное моделирование процессов массопереноса на призабойном участке нефтяной скважины с учетом неравномерности притока нефтеводяной смеси с несущей нефтяной фазой по толщине слоисто-неоднородного пласта

Работа №39380
Тип работыДипломные работы
Предметматематика
Объем работы80
Год сдачи2019
Стоимость3700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 13
Не подходит работа?

Узнай цену на написание
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Математическая модель двухфазного потока на забое скважины с учетом
фильтрационного притока из пласта 5
1.1 Уравнение неразрывности однофазного и двухфазного потоков 5
1.2 Уравнения нестационарного нефтеводяного потока в скважине 8
2 Численное моделирование нестационарных процессов 12
2.1 Разностная схема расчета нестационарного потока в скважине 12
2.2 Численный алгоритм решения задачи методом простой итерации 13
2.3 Численный алгоритм решения задачи методом Ньютона 14
2.4 Получение критерия Куранта для нелинейной задачи переноса 18
3 Описание программы 21
4 Результаты расчетов 26
4.1 Сравнение итерационных методов решения задачи 26
4.1.1 Симметричный пласт 26
4.1.2 Несимметричный пласт сложной структуры 30
4.1.3 Симметричный пласт с изолированным участком 34
4.2 Исследование сходимости разностной схемы для метода простой итерации и
устойчивости по критерию Куранта 38
4.3 Влияние структуры потока на его параметры 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 57
ПРИЛОЖЕНИЕ. Листинг программы
В процессе освоения месторождений, при пуске и остановке для проведения геофизических, гидродинамических исследований или ремонта скважина работает в нестационарном режиме [1]. Наиболее распространены пласты слоистого строения, состоящие из неоднородных абсолютной проницаемости и по толщине пропластков с различными фильтрационно-емкостными характеристиками. Процесс освоения скважины осложняется также неоднородностью смеси, в состав которой входят нефтяная и водяная фазы с существенно-различными физико-химическими свойствами, которые поступают из пласта на перфорированном участке обсадной колонны. Поэтому актуальными задачами анализа процессов работы скважины являются: создание обобщенной модели нестационарной работы скважины в слоисто-неоднородном пласте, определение степени влияния данного столба на нестационарную работу скважины, исследование внутрискважинных перетоков жидкости между пропластками с различными фильтрационными свойствами.
На рисунке 1 в качестве примера схематично показан фрагмент вертикального разреза симметричного горизонтального пласта, который имеет сложную слоистонеоднородную трещиновато-пористую структуру.
Пласт состоит из N слоев, имеющих различную толщину Н = yt- , абсолютную проницаемость Kt > 0 и динамическую пористость тг, I = 1,2,...,N . Параметры трещин и пористых блоков обозначены на рисунке индексами «f» и «Ь». Общая толщина коллектора H = H + Н2 +... + Нд,. Координатная ось Or направлена вдоль его кровли, а ось Oz - вдоль оси добывающей скважины, боковая поверхность забоя которой расположена на левой границе пласта при r = r0. Начало координат (z = 0, r = 0) находится на уровне подошвы пласта. Поверхности z = 0 и z = Н его кровли и подошвы непроницаемы. Границы уг (/ = 1,2,...,JV-1) пропластков проницаемы, так что они гидродинамически связаны между собой. Скважина может вскрывать как все слои, так и только некоторые из них. Вскрытые перфорацией "проницаемые" (yL ,уя) и невскрытые "непроницаемые" (Г2, Гл ) участки левой и правой боковых границ пласта при r = r0 и r = Rr показаны на рисунке штриховыми и сплошными линиями соответственно. Стрелки, расположенные в окрестности левой границы yt, иллюстрируют направление потока водонефтяной смеси, поступающего из пласта в обсадную колонну добывающей скважины.
Целью работы является:
- создание обобщенной модели нестационарных процессов на призабойном участке скважины с учетом притока нефтеводяной смеси с несущей нефтяной фазой из слоистонеоднородного пласта;
- разработка разностной схемы и алгоритма численной реализации модели;
- разработка программы на основе численной и алгоритмической моделей массопереноса на призабойном участке нефтяной скважины с учетом неравномерности притока нефтеводяной смеси по толщине слоисто-неоднородного пласта;
- численное исследование на основе многовариантных вычислительных экспериментов эффекта внутрискважинных перетоков жидкости между пропластками с различными фильтрационными свойствами и оценки продолжительности переходных процессов при освоении добывающей скважины, вскрывающей слоисто-неоднородноый пласт.
В данной работе удалось создать математическую модель неравномерного притока в скважину нефтеводяной смеси с несущей нефтяной фазой из нефтяного пласта сложной структуры, оценить неоднородности потока, исследовать выход нестационарного процесса на квазистационарный режим.
Также была проведена разработка разностной схемы и алгоритма численной реализации модели с использованием двух методов - метода простой итерации и итерационного метода Ньютона. Разработана программа на основе численной и алгоритмической моделей массопереноса на призабойном участке нефтяной скважины с учетом неравномерности притока нефтеводяной смеси с несущей нефтяной фазой по толщине слоисто-неоднородного пласта.
На основе проведенных экспериментов можем сделать такие выводы, как:
- разностная схема является устойчивой и сходится «в себе»;
- применение критерия Куранта позволяет на каждом временном слое находить значения временного шага, что обеспечивает условие устойчивости решения задачи переноса. При этом время в десятки раз сокращается, нежели при расчетах с фиксированными временными шагами, где соблюдается устойчивость схемы во всем временном диапазоне решения задачи;
- многовариантные расчеты можно проводить при достаточно больших пространственных шагах сетки с использованием критерия Куранта для определения временного шага разностной схемы.
На основе многовариантных вычислительных экспериментов был выявлен эффект внутрискважинных перетоков жидкости между пропластками с различными фильтрационными свойствами и оценка продолжительности переходных процессов при освоении добывающей скважины, вскрывающей слоисто-неоднородный пласт.
1. Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. - М.: Недра, 1975. - 296 с.
2. Конюхов В.М. Дисперсные потоки в нефтяных скважинах. - Казань: Изд-во КГУ, 1990. - 137 с.
3. Пудовкин М.А., Саламатин А.Н., Чугунов В.А. Температурные процессы в действующих скважинах. - Казань: Изд-во КГУ, 1977. - 168 с.
4. Самарский А.А. Теория разностных схем. - Москва: Наука, 1989.
5. Соколова Ю.С., Жулева С.Ю. Разработка приложений в среде Delphi. - М.: Горячая линия-Телеком, 2013. - 142 с.
6. Саламатин А.Н. Математические модели дисперсных потоков. - Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1987. - 172 с.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.

Пожалуйста, укажите откуда вы узнали о сайте!




Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!



В процессе освоения месторождений, при пуске и остановке для проведения геофизических, гидродинамических исследований или ремонта скважина работает в нестационарном режиме [1]. Наиболее распространены пласты слоистого строения, состоящие из неоднородных абсолютной проницаемости и по толщине пропластков с различными фильтрационно-емкостными характеристиками. Процесс освоения скважины осложняется также неоднородностью смеси, в состав которой входят нефтяная и водяная фазы с существенно-различными физико-химическими свойствами, которые поступают из пласта на перфорированном участке обсадной колонны. Поэтому актуальными задачами анализа процессов работы скважины являются: создание обобщенной модели нестационарной работы скважины в слоисто-неоднородном пласте, определение степени влияния данного столба на нестационарную работу скважины, исследование внутрискважинных перетоков жидкости между пропластками с различными фильтрационными свойствами.
На рисунке 1 в качестве примера схематично показан фрагмент вертикального разреза симметричного горизонтального пласта, который имеет сложную слоистонеоднородную трещиновато-пористую структуру.
Пласт состоит из N слоев, имеющих различную толщину Н = yt- , абсолютную проницаемость Kt > 0 и динамическую пористость тг, I = 1,2,...,N . Параметры трещин и пористых блоков обозначены на рисунке индексами «f» и «Ь». Общая толщина коллектора H = H + Н2 +... + Нд,. Координатная ось Or направлена вдоль его кровли, а ось Oz - вдоль оси добывающей скважины, боковая поверхность забоя которой расположена на левой границе пласта при r = r0. Начало координат (z = 0, r = 0) находится на уровне подошвы пласта. Поверхности z = 0 и z = Н его кровли и подошвы непроницаемы. Границы уг (/ = 1,2,...,JV-1) пропластков проницаемы, так что они гидродинамически связаны между собой. Скважина может вскрывать как все слои, так и только некоторые из них. Вскрытые перфорацией "проницаемые" (yL ,уя) и невскрытые "непроницаемые" (Г2, Гл ) участки левой и правой боковых границ пласта при r = r0 и r = Rr показаны на рисунке штриховыми и сплошными линиями соответственно. Стрелки, расположенные в окрестности левой границы yt, иллюстрируют направление потока водонефтяной смеси, поступающего из пласта в обсадную колонну добывающей скважины.
Целью работы является:
- создание обобщенной модели нестационарных процессов на призабойном участке скважины с учетом притока нефтеводяной смеси с несущей нефтяной фазой из слоистонеоднородного пласта;
- разработка разностной схемы и алгоритма численной реализации модели;
- разработка программы на основе численной и алгоритмической моделей массопереноса на призабойном участке нефтяной скважины с учетом неравномерности притока нефтеводяной смеси по толщине слоисто-неоднородного пласта;
- численное исследование на основе многовариантных вычислительных экспериментов эффекта внутрискважинных перетоков жидкости между пропластками с различными фильтрационными свойствами и оценки продолжительности переходных процессов при освоении добывающей скважины, вскрывающей слоисто-неоднородноый пласт.


В данной работе удалось создать математическую модель неравномерного притока в скважину нефтеводяной смеси с несущей нефтяной фазой из нефтяного пласта сложной структуры, оценить неоднородности потока, исследовать выход нестационарного процесса на квазистационарный режим.
Также была проведена разработка разностной схемы и алгоритма численной реализации модели с использованием двух методов - метода простой итерации и итерационного метода Ньютона. Разработана программа на основе численной и алгоритмической моделей массопереноса на призабойном участке нефтяной скважины с учетом неравномерности притока нефтеводяной смеси с несущей нефтяной фазой по толщине слоисто-неоднородного пласта.
На основе проведенных экспериментов можем сделать такие выводы, как:
- разностная схема является устойчивой и сходится «в себе»;
- применение критерия Куранта позволяет на каждом временном слое находить значения временного шага, что обеспечивает условие устойчивости решения задачи переноса. При этом время в десятки раз сокращается, нежели при расчетах с фиксированными временными шагами, где соблюдается устойчивость схемы во всем временном диапазоне решения задачи;
- многовариантные расчеты можно проводить при достаточно больших пространственных шагах сетки с использованием критерия Куранта для определения временного шага разностной схемы.
На основе многовариантных вычислительных экспериментов был выявлен эффект внутрискважинных перетоков жидкости между пропластками с различными фильтрационными свойствами и оценка продолжительности переходных процессов при освоении добывающей скважины, вскрывающей слоисто-неоднородный пласт.



1. Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. - М.: Недра, 1975. - 296 с.
2. Конюхов В.М. Дисперсные потоки в нефтяных скважинах. - Казань: Изд-во КГУ, 1990. - 137 с.
3. Пудовкин М.А., Саламатин А.Н., Чугунов В.А. Температурные процессы в действующих скважинах. - Казань: Изд-во КГУ, 1977. - 168 с.
4. Самарский А.А. Теория разностных схем. - Москва: Наука, 1989.
5. Соколова Ю.С., Жулева С.Ю. Разработка приложений в среде Delphi. - М.: Горячая линия-Телеком, 2013. - 142 с.
6. Саламатин А.Н. Математические модели дисперсных потоков. - Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1987. - 172 с.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.

Пожалуйста, укажите откуда вы узнали о сайте!



© 2008-2020 Cервис продажи образцов готовых курсовых работ, дипломных проектов, рефератов, контрольных и прочих студенческих работ.