Введение 2
1. Общая постановка задачи теплообмена 4
2. Постановка задачи при нагнетании водой 13
2.1. Дискретизация при нагнетании водой 16
2.2. Результаты при нагнетании водой 16
3. Постановка задачи при нагнетании пароводяной смесью 32
3.1. Дискретизация при нагнетании пароводяной смесью 36
3.2. Результаты при нагнетании пароводяной смесью 42
4. Анализ полученных результатов 76
Список литературы 81
С учётом темпов потребления рост доли трудноизвлекаемых запасов нефти в пласте увеличивается. На основе этого усложняется задача эффективности разработки коллектора.
Теоретические исследования температурных процессов в скважинах проводились ещё во второй половине прошлого века. Однако, результаты приведены только для параметров воды. Их изложение можно увидеть в монографии [1]. Также теоретический анализ приведён в работе [2].
Актуальность исследования подтверждается обсуждением в наше время повышения эффективности разработки трудноизвлекаемых запасов [3]. Как известно пластовая нефть является сложной смесью с преобладанием растворённого в ней газа, который выделяется по мере снижения давления. Как следствие, объём уменьшается, а вязкость увеличивается. Поэтому, задачу повышения эффективности добычи нефти можно частично решить за счёт использования подвода горячего теплового агента для нагревания участков, насыщенных нефтью. Благодаря этому вязкость нефти понижается, следовательно и сопротивление сдвигающим усилиям уменьшается, вследствие чего эффективность добычи повышается. Другой важный аспект - качественная теплопередача, которой добиваются использованием различных тепловых агентов - горячей воды, смеси воды с газами, а также водных растворов ПАВ (поверхностно активных веществ).
В данной работе рассматривается участок вертикальной цилиндрической нагнетательной скважины заданной длины и радиуса c заданными параметрами на устье и теплофизическими свойствами окружающего пласта. Исследование начинается с закачивания воды заданной температуры, которое в дальнейшем обобщается на смесь пар - вода с заданными параметрами насыщения, температуры. Скорость закачиваемого теплоносителя также считается известной.
Целью работы является изучение процесса тепломассопереноса пароводяной смеси в стволе нагнетательной скважины с учётом фазового перехода пар - вода и теплопотерь в пласт, что подразумевает составление математической модели и проведение численного анализа для получения основных характеристик параметров процесса.
Полученные результаты представлены в виде графиков температуры, массового и объёмного парового насыщения, плотности, скорости и давления. Также представлен анализ полученных результатов в зависимости от изменения начальных параметров и теплофизических свойств среды
