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 №39566
Тип работыДипломные работы
Предметматематика
Объем работы80
Год сдачи2019
Стоимость4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 18
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 58
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 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.
Все поставленные цели были достигнуты
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 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.
Все поставленные цели были достигнуты


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.