📄Работа №55582
Тема: РАСПРОСТРАНЕНИЕ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ ИЗ СКВАЖИНЫ В ПЛАСТ
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Физика
Объем:
54 листов
Год:
2017
Просмотров:
119
5550
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
1. Колебательные системы и процессы 4
1.1 . Колебания 4
1.2. Колебательные . системы 8
1.3 . Резонаторы 14
2. Метод акустического воздействия на пласт 17
3. Теоретическое исследование экспериментальной модели 26
4. Экспериментальная часть 29
Заключение 44
Список литературы 47
Приложения 49
1. Колебательные системы и процессы 4
1.1 . Колебания 4
1.2. Колебательные . системы 8
1.3 . Резонаторы 14
2. Метод акустического воздействия на пласт 17
3. Теоретическое исследование экспериментальной модели 26
4. Экспериментальная часть 29
Заключение 44
Список литературы 47
Приложения 49
📖 Введение
Во всех нефтегазодобывающих компаниях России ухудшение структуры запасов и истощение высокопродуктивных залежей приводит к возрастанию при разработке доли трудноизвлекаемых запасов и эксплуатации низкодебитных скважин, поэтому остаются актуальными исследования, направленные на совершенствование методов добычи углеводородов. Для увеличения показателей коэффициента нефтеотдачи используются различные методы. Например, воздействие теплом, использование гидроразрыва пласта, виброакустическое воздействие и др.
Данная работа посвящена изучению свойств виброакустического воздействия на пласт при моделировании перфорированной трубы в качестве обсадной колонны нефтедобывающей скважины. Обсадная скважина представляет собой перфорированную колонну, сверху которой имеется излучатель, а снизу колонна ограничена дном. Такая система является колебательной системой. В обсадной колонне имеются перфорации (отверстия), через которые сигнал от излучателя поступает в пласт. В реальных условиях обсадная колонная окружена не воздушным пространством, а некими породами пласта, назовем их нагрузкой.
Целью данной работы является исследование влияния нагрузки на перфорацию в модели обсадной скважины и закономерностей распространения волн из скважины в пласт. Исходя из этого, нужно решить следующие задачи:
1. Определение зависимости значений резонансной частоты, амплитуды и добротности от формы перфораций и нагрузки на перфорацию;
2. Исследовать поведение акустических волн при распространении через перфорационную трубы из скважины в пласт.
Полученные результаты могут быть использованы для повышения эффективности проектируемых скважинных генераторов колебаний, предназначенных для воздействия на продуктивные пласты при добыче нефти.
Данная работа посвящена изучению свойств виброакустического воздействия на пласт при моделировании перфорированной трубы в качестве обсадной колонны нефтедобывающей скважины. Обсадная скважина представляет собой перфорированную колонну, сверху которой имеется излучатель, а снизу колонна ограничена дном. Такая система является колебательной системой. В обсадной колонне имеются перфорации (отверстия), через которые сигнал от излучателя поступает в пласт. В реальных условиях обсадная колонная окружена не воздушным пространством, а некими породами пласта, назовем их нагрузкой.
Целью данной работы является исследование влияния нагрузки на перфорацию в модели обсадной скважины и закономерностей распространения волн из скважины в пласт. Исходя из этого, нужно решить следующие задачи:
1. Определение зависимости значений резонансной частоты, амплитуды и добротности от формы перфораций и нагрузки на перфорацию;
2. Исследовать поведение акустических волн при распространении через перфорационную трубы из скважины в пласт.
Полученные результаты могут быть использованы для повышения эффективности проектируемых скважинных генераторов колебаний, предназначенных для воздействия на продуктивные пласты при добыче нефти.
✅ Заключение
В ходе работы был рассмотрен метод акустического воздействия на пласт, который применяется для увеличения добычи углеводородов. Рассмотрены результаты эффективности данного метода на практике. В экспериментальной части, в частности, исследовалось поведение упругих волн, излучаемых источником колебаний, при прохождении через модель перфорированной скважины. Было проведено две серии экспериментов, в ходе которых были решены поставленные задачи, по результатам которых можно сделать следующие выводы.
Анализ графиков АЧХ, полученных по результатам первой серии экспериментов, показал, что характер изменения амплитуды колебаний на различных частотах соответствует тому, что труба является полуволновым резонатором. Наличие перфораций приводит к тому, что расчетная формула (1.21) для классического полуволнового резонатора не позволяет с точностью вычислить резонансные частоты.
Частоты резонанса сдвигаются в зависимости от формы перфораций и от того, нагружены ли перфорации или нет. Так же мы видим, что появляется первая гармоника, которая объясняется наличием перфораций в трубе. Соответственно, если возбуждать колебания излучателем на частотах, не совпадающих с резонансными, то будет происходить значительное затухание колебаний. Важно выбирать частоты, соответствующие резонансным, которые позволят более продуктивно воздействовать на продуктивный пласт с учетом геометрических параметров перфорационной трубы.
Нагрузка на перфорацию приводит к незначительному, но все же увеличению амплитуды колебаний, порядка 10%. Что же касается сравнения длины перфораций, то в этом случае амплитуда колебаний на резонансных частотах растет с увеличением длины перфораций и при наличии нагрузки. В то же время, наличие нагрузки снижает показатель добротности нашей системы,
причем в значительной степени это разница заметна для перфорации с длиной 75 мм (средний показатель по трем гармоникам 29%).
Сравнение величины добротности касательно длин перфораций показывает, что добротность увеличивается при меньших длинах перфораций (в среднем на 26 %). И поскольку добротность показывает во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери за время, то мы можем сказать, что уменьшение размера перфораций способствует сохранению энергии, излученной в нашей системе. Однако, различия в значениях добротности в случае перфорации с нагрузкой и без нагрузки, позволяет предположить, что нагрузка влияет на изменение добротности в меньшей степени, нежели изменение длины перфораций. Что касается частот, то к уменьшению резонансных частот системы, причем опять же наиболее заметна разница для случая с длиной перфораций 75 мм - в два раза. Это объясняется теорией колебаний в диссипативной системе, когда при наличии коэффициента затухания, происходит уменьшение резонансных частот, согласно формуле (1.11).
По итогам второй серии экспериментов, когда проводись измерения внутри трубы и снаружи перфорационных отверстий, результаты показывают, что при увеличении длины перфорационных отверстий уменьшается амплитуда колебаний поверх перфораций. Перед нами стояла задача, понять, как именно колебания, генерируемые излучателем, проникают в пласт. Теоретически было показано, прохождением упругой волны через стенки скважины в пласт можно пренебречь, однако большая часть энергии колебаний проходит через перфорационные отверстия (По усредненным данным для случая с нагруженными перфорациями разница составила 54%, а для случая перфораций без нагрузки 66% при длине перфорации, равной 75 мм.), причем основную роль играет площадь поверхности перфорационных отверстий, в нашем случае изменяемая увеличением длины.
Полученные результаты могут быть использованы для повышения эффективности проектируемых скважинных генераторов колебаний, предназначенных для воздействия на продуктивные пласты.
Анализ графиков АЧХ, полученных по результатам первой серии экспериментов, показал, что характер изменения амплитуды колебаний на различных частотах соответствует тому, что труба является полуволновым резонатором. Наличие перфораций приводит к тому, что расчетная формула (1.21) для классического полуволнового резонатора не позволяет с точностью вычислить резонансные частоты.
Частоты резонанса сдвигаются в зависимости от формы перфораций и от того, нагружены ли перфорации или нет. Так же мы видим, что появляется первая гармоника, которая объясняется наличием перфораций в трубе. Соответственно, если возбуждать колебания излучателем на частотах, не совпадающих с резонансными, то будет происходить значительное затухание колебаний. Важно выбирать частоты, соответствующие резонансным, которые позволят более продуктивно воздействовать на продуктивный пласт с учетом геометрических параметров перфорационной трубы.
Нагрузка на перфорацию приводит к незначительному, но все же увеличению амплитуды колебаний, порядка 10%. Что же касается сравнения длины перфораций, то в этом случае амплитуда колебаний на резонансных частотах растет с увеличением длины перфораций и при наличии нагрузки. В то же время, наличие нагрузки снижает показатель добротности нашей системы,
причем в значительной степени это разница заметна для перфорации с длиной 75 мм (средний показатель по трем гармоникам 29%).
Сравнение величины добротности касательно длин перфораций показывает, что добротность увеличивается при меньших длинах перфораций (в среднем на 26 %). И поскольку добротность показывает во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери за время, то мы можем сказать, что уменьшение размера перфораций способствует сохранению энергии, излученной в нашей системе. Однако, различия в значениях добротности в случае перфорации с нагрузкой и без нагрузки, позволяет предположить, что нагрузка влияет на изменение добротности в меньшей степени, нежели изменение длины перфораций. Что касается частот, то к уменьшению резонансных частот системы, причем опять же наиболее заметна разница для случая с длиной перфораций 75 мм - в два раза. Это объясняется теорией колебаний в диссипативной системе, когда при наличии коэффициента затухания, происходит уменьшение резонансных частот, согласно формуле (1.11).
По итогам второй серии экспериментов, когда проводись измерения внутри трубы и снаружи перфорационных отверстий, результаты показывают, что при увеличении длины перфорационных отверстий уменьшается амплитуда колебаний поверх перфораций. Перед нами стояла задача, понять, как именно колебания, генерируемые излучателем, проникают в пласт. Теоретически было показано, прохождением упругой волны через стенки скважины в пласт можно пренебречь, однако большая часть энергии колебаний проходит через перфорационные отверстия (По усредненным данным для случая с нагруженными перфорациями разница составила 54%, а для случая перфораций без нагрузки 66% при длине перфорации, равной 75 мм.), причем основную роль играет площадь поверхности перфорационных отверстий, в нашем случае изменяемая увеличением длины.
Полученные результаты могут быть использованы для повышения эффективности проектируемых скважинных генераторов колебаний, предназначенных для воздействия на продуктивные пласты.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.