Содержание к диссертации
стр.
Введение О
Глава I. Литературные данные экспериментальных и
теоретических исследований процесса внутри- ^
пластового горения ^
Глава 2. Физическая постановка задач исследования и
математическая модель процесса ЗО
2.1. Система уравнений для расчета ВГ в линейном
пласте 50
2.2. Система уравнений для расчета начального
этапа ВГ, протекающего в прискважинной зоне.. Э '
2.3. Граничные и начальные условия для системы
уравнений ВГ , з?
Глава 3. Численная модель для расчета распространения
очага горения в пористой среде J J
Численное моделирование процесса ВГ .. . 3 J
Расчет внутрипластового горения в случае обратного тока ib
Методические численные эксперименты Ч J
Глава 4. Исследование закономерностей возникновения и
распространения очага внутрипластового горе
ния Ьт
Линейная модель пористой среды 5 ^
Начальная стадия ВГ. Прискважинная зона ...
О возникновении пульсаций и обратных токов
при ВГ ^2-
Выводы ^^
Литература ы
Введение к работе
Наверное, нет необходимости определять огромную роль нефти в мировом экономическом хозяйстве. Наглядным тому свидетельством может служить мировой энергетический кризис, разразившийся в экономике капиталистических стран с первой половины 70-х годов.Добыча этого важнейшего сырья накладывает отчетливый отпечаток на международные отношения, способна определять политику стран целых регионов и даже почти целиком обеспечивать экономическое благосостояние крупных современных государств.
В нашей стране нефти принадлежит ведущее место среди различных видов энергетических ресурсов. Более трети общего топливного баланса страны приходится на ее долю. Основное свое применение она находит в качестве топлива различного вида машин, механизированных установок, средств транспорта. Однако из года в год растет потребность в ней как в сырье для химической, микробиологической и других отраслей промышленности. В решениях Ш" и ХХУІ съездов КПСС значительное место занимают установки нашей партии, направленные на сохранение и развитие достигнутого в нефтедобыващеи отрасли советского народного хозяйства.
В условиях, когда основные разведанные запасы нефти приходятся на такие регионы, как север Западной Сибири, Восточная Сибирь, Заполярье, требующие при освоении больших экономических усилий, особое место и значение приобретают методы, позволяющие увеличить долю извлеченных из недр запасов ископаемого сырья. Рациональный метод законтурной закачки воды, практикуемый в нашей стране со второй половины 40-х годов и сегодня дающий львиную долю добытого, с изменением реальных условий добычи постепенно становится все менее эффективным. При вязкости нефти в 25-30 сп применение этого метода дает менее 15-20% нефтеотдачи.
- Ц-
В основе тепловых методов воздействия на нефтеносный пласт лежит ясная физическая идея: с повышением температуры вязкость углеводородов значительно уменьшается. Теплоноситель можно закачивать с поверхности путем циклического или постоянного нагнетания различного рода теплоносителей, чаще всего, горячей воды или водяного пара.
Внутрипластовое горение - один из перспективных способов тепловой обработки пласта при добыче нефти. Интерес к методу движущегося внутри пласта очага горения или внутрипластового горения (ВГ)вызван, во-первых, тем, что использование этого метода позволяет довести нефтеотдачу до примерно 50-80$, поскольку при этом происходит комбинированное воздействие на пласт водой при пластовой температуре, вытеснение горячей водой и паром, раствором углекислоты и пр., во-вторых, огромное количество тепла, необходимое для прогрева пласта, не закачивается с поверхности через нагнетательные скважины с помощью того или иного рода теплоносителя, а генерируется внутри пористой среды за счет сгорания самых тяжелых, практически неизвлекаемых фракций нефти.
Численному исследованию этого процесса посвящена настоящая работа.
Диссертация состоит из четырех глав, введения, выводов и списка литературы.
В первой главе приводится обзор литературных данных, относящихся к изучению процесса ВГ и формулируется цель проводимых исследований.
Во второй главе формулируются математические постановки задач, включая задание граничных условий, которые приняты для численного исследования, обосновывается формализация основных особенностей процесса.
В третьей главе описываются численные модели для расчета процесса ВГ в линейной однородной пористой среде, начального этапа ВГ в прискважинной зоне с учетом возможных обратных потоков флюидов. Рассматриваются характерные особенности процесса и с их учетом формулируются необходимые условия на сеточные параметры моделей. Проводится серия методических численных расчетов, в которых моделируются основные характерные явления, происходящие при ВГ, оцениваются качественные и количественные характеристики численной модели.
Четвертая глава посвящена расчету процесса ВГ при различных режимах протекания в пластовых условиях и на модели лабораторного размера, а также этапа инициирования высокотемпературной области в прискважинной зоне. Исследуется влияние условий протекания, технологии осуществления ВГ и характеристик пористой среды и насыщающих его компонентов на основные величины, характеризующие распространение зоны горения в пористой нефтенасыщенной среде. Изучаются закономерности возникновения пульсационного режима при ВГ. Показано влияние кинетики реакции горения и технологии реализации метода движущегося очага ВГ на процесс образования обратных потоков.
В диссертации защищаются следующие положения.
Эффективные численные модели для расчета ВГ в линейном однородном пористом образце промысловых и лабораторных размеров, в плоско-радиальной геометрии прискважинной зоны для начального этапа процесса, а также с учетом возможного возникновения областей обратного тока.
Зависимости основных показателей распространения зоны горения по пласту от технологических и естественных условий протекания и параметров процесса.
3. Принципиальная возможность и основные закономерности возникновения обратного тока и развития пульсационного режима при ВГ.
