Тема: ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ «СЛОИСТО-НЕОДНОРОДНЫЙ ПЛАСТ - СКВАЖИНА - ИМПЛОЗИОННАЯ КАМЕРА»

В современных условиях повышение эффективности разработки нефтяных месторождений требует совершенствования старых и разработки новых технологий, базирующихся на использовании более эффективных принципов извлечения нефти. Исследование и тестирование новых технологических процессов перед их внедрением в практику приводит к необходимости создания новых математических моделей многофазной многокомпонентной фильтрации с учетом конкретных особенностей строения и свойств нефтяных пластов, представляющих собой сложные многопараметрические системы.
Для улучшения коллекторных свойств призабойной зоны нефтяных пластов в окрестности нагнетательных или добывающих скважин используются имплозионные методы создания гидроударов с высокой амплитудой колебаний давления. Ранее в работе [1] детально разобрана модель одномерной фильтрации слоисто-неоднородного пласта с аналитический решением, однако в данной работе рассматривается двумерная фильтрация с неаналитическим решением в слоисто-неоднородном пласте.
В работах [1], [2] процесс имплозии детально изучается на основе математической модели, включающей в себя три группы уравнений: гидродинамические уравнения нестационарных потоков несжимаемой жидкости в скважине и камере, уравнение упругого растяжения кабель-троса и уравнение упругой одномерной фильтрации сжимаемой жидкости в однородном пласте. В этом случае фильтрационная задача имеет аналитическое решение, использование которого позволяет построить интегро-дифференциальное соотношение [3] между дебитом скважины и забойным давлением. Соответственно, в работах [1], [2] расчет перетоков между пластом и скважиной при имплозии осуществляется с помощью метода [4] приближенного решения этого интегро-дифференциального уравнения.
В статьях [5], [6], [7] дано теоретическое обобщение математической, численной и алгоритмической моделей имплозии [1] на случай упругой фильтрации жидкости в слоисто-неоднородном пласте. Однако к настоящему времени программное обеспечение для численной реализации этой модели пока отсутствует. Поэтому целью данной дипломной работы является:
- обобщение модели [5], [6], [7] и разработка программного комплекса для случая имплозионной обработки призабойной окрестности пласта, имеющего трещиновато-пористое строение;
- анализ особенностей имплозионных процессов методом вычислительного эксперимента и определение оптимальных параметров имплозионной камеры.
Постановка задачи:
1) Изучение математической модели имплозионных процессов в нефтяном пласте и добывающей скважине с учетом перемещения имплозионной камеры.
2) Модификация численной и алгоритмической моделей имплозии в системе «нефтяной пласт - скважина - подвижная имплозионная камера» на случай трещиновато-пористого пласта.
3) Модификация компьютерных моделей и программ в среде DELPHI и численное параметрическое исследование имплозионных процессов в системе «нефтяной пласт - скважина - камера» на основе вычислительных экспериментов.

Купить

В соответствии с заданием выпускной квалификационной работы, была разработана программа Impl_SNP на алгоритмическом языке Object Pascal в интегрированной среде DELPHI по изучению математической модели имплозионных процессов в нефтяном пласте и добывающей скважине с учетом перемещения имплозионной камеры и модификация численной и компьютерной моделей имплозии в системе «нефтяной пласт - скважина - подвижная имплозионная камера» на случай слоисто-неоднородного пласта.
С этой целью изучена теория имплозионных процессов в нефтяном пласте и добывающей скважине. Проведены вычислительные эксперименты, результаты которых показывают, что:
1) Максимальный приток жидкости из пласта в имплозионную камеру наблюдается на первом этапе после раскрытия имплозионной камеры. Это приводит к быстрому заполнению камеры и сжатию газа, находящегося в ней. Далее столб жидкости создает гидроудар, в результате чего жидкость из скважины поступает в пласт. Этот процесс повторяется с затухающей амплитудой и частотой колебаний.
2) Характер затухания, количество периодов, амплитуда и частота колебаний характеристик жидкостных потоков в скважине и пласте зависят от размеров имплозионной камеры, степени сжимаемости газа и абсолютной проницаемости пласта.
3) Затухание пульсаций, как правило, происходит достаточно быстро и носит экспоненциальный характер.
4) Существует оптимальный размер камеры, при котором достигается максимальная степень имплозионного воздействия на пласт.

Купить