Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Неизотермическое вытеснение высоковязкой нефти смешивающимся агентом при одновременном электромагнитном воздействии Давлетбаев Альфред Ядгарович

Неизотермическое вытеснение высоковязкой нефти смешивающимся агентом при одновременном электромагнитном воздействии
<
Неизотермическое вытеснение высоковязкой нефти смешивающимся агентом при одновременном электромагнитном воздействии Неизотермическое вытеснение высоковязкой нефти смешивающимся агентом при одновременном электромагнитном воздействии Неизотермическое вытеснение высоковязкой нефти смешивающимся агентом при одновременном электромагнитном воздействии Неизотермическое вытеснение высоковязкой нефти смешивающимся агентом при одновременном электромагнитном воздействии Неизотермическое вытеснение высоковязкой нефти смешивающимся агентом при одновременном электромагнитном воздействии
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Давлетбаев Альфред Ядгарович. Неизотермическое вытеснение высоковязкой нефти смешивающимся агентом при одновременном электромагнитном воздействии : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.02.05 / Давлетбаев Альфред Ядгарович; [Место защиты: Башкир. гос. ун-т].- Уфа, 2009.- 152 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-1/984

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор исследований воздействия высокочастотного (вч) электромагнитного (эм) поля на насыщенные пористые среды 11

1.1. Воздействие ВЧ ЭМ полей на многокомпонентные системы 11

1.1.1. Взаимосвязь потоков, полей и источников 11

1.1.2. Физическая сущность взаимодействия электромагнитного поля со средами 17

1.2. Физические модели и лабораторные исследования ЭМ воздействия на среды 23

1.2.1. Результаты экспериментальных исследований по ЭМ воздействию на среды 24

1.2.2. Лабораторные исследования по закачке растворителя, комбинированной с ВЧ ЭМ нагревом 34

1.3. Технологии ЭМ воздействия на залежи высоковязких нефтей и битумов, результаты промысловых испытаний 37

1.3.1. Способы извлечения нефти и битума из залежей с применением ЭМ воздействия 38

1.3.2. Отечественный промысловый опыт 41

1.3.3. Промысловые работы по извлечению высоковязких нефтей и битумов за рубежом 50

1.4. Теоретические исследования ЭМ воздействия на нефтяные пласты 53

1.4.1. Аналитические решения задач о ЭМ воздействии на нефтенасыщенные среды 55

1.4.2. Численные исследования технологических процессов в нефтедобыче при воздействии ЭМ полем 56

1.4.3. Численные исследования процесса закачки растворителя в нагнетательную скважину с одновременным ЭМ воздействием 61

2. Математическое моделирование процесса закачки растворителя в добывающую скважину при одновременном электромагнитном воздействии 63

2.1. Способ ВЧ ЭМ воздействия на продуктивный пласт, комбинированный с одновременной закачкой растворителя в добывающую скважину 64

2.2. Постановка задачи о комбинированном воздействии на пласт 66

2.3. Потери энергии в линии передачи электромагнитных волн, обоснование граничных условий 69

2.4. Численное решение задачи, анализ результатов 72

2.5. Сопоставительные расчеты комбинированного воздействия на пласт с другими способами воздействия 82

2.5.1. ВЧ ЭМ нагрев пласта с одновременным отбором нефти 82

2.5.2. «Холодное» вытеснение нефти растворителем 83

2.5.3. Результаты сопоставительных расчетных исследований 85

2.5.4. Расчет энергетического баланса 92

3. Исследование процессов тепломассопереноса в многослойной среде при нагнетании смешивающегося агента с одновременным электромагнитным воздействием 96

3.1. Закачка растворителя в пласт с одновременным ВЧ ЭМ воздействием 96

3.1.1. Постановка задачи и основные уравнения 96

3.1.2. Анализ результатов расчетов 101

3.1.3. Оценка потерь тепла в окружающие среды 111

3.2. Комбинированный метод воздействия с циклической работой генератора ЭМволн 115

3.2.1. Краевые условия для последовательной реализации этапов воздействия

115

3.2.2. Обсуждение результатов моделирования 117

3.3. Оптимизация комбинированного воздействия на залежь высоковязкой нефти 128

Основные результаты и выводы 136

Литература 138

Введение к работе

Актуальность темы. К настоящему времени доля трудноизвлекаемых запасов нефти (месторождения с тяжелыми высоковязкими нефтями, с низкопроницаемыми терригенными и карбонатными коллекторами и т.п.) уже превысила половину извлекаемых запасов. Из всех методов искусственного воздействия для повышения нефтеотдачи таких залежей, наиболее эффективными остаются термические методы воздействия на пласт. Они позволяют добывать нефть вязкостью до 10 Пас. Применение тепловых методов обеспечивает кратное увеличение извлекаемых запасов месторождений тяжелых нефтей и темпов их разработки. К этим методам относятся паро- и парогазоциклические обработки призабойной зоны пласта, паротепловое вытеснение нефти из пласта, внутрипластовое горение, их комбинации с физико-химическими методами и т.д. Однако все перечисленные методы имеют ограничения по вязкости пластовой жидкости, приемистости скважин и практически не применимы в случае сверхвязких нефтей.

Методом, принципиально отличающимся от традиционных, является использование энергии высокочастотного (ВЧ) электромагнитного (ЭМ) поля. Отличительная особенность ВЧ ЭМ воздействия от других тепловых методов – возникновение в толще залежи объемных источников тепла. Вследствие диэлектрических потерь в среде энергия ЭМ волн преобразуется в тепловую энергию, в результате происходит повышение температуры и уменьшение вязкости жидкости в пласте.

Изучением процессов тепломассопереноса в различных средах при воздействии ЭМ полей занимались многие ученые, такие как: Айрапетян М.А., Ахметов А.Т., Галимбеков А.Д., Дыбленко В.П., Зыонг Нгок Хай, Кислицын А.А., Ковалева Л.А., Макогон Ю.Ф., Морозов Г.А., Насыров Н.М., Нигматулин Р.И., Саяхов Ф.Л., Симкин Э.М., Фатыхов М.А., Хабибуллин И.Л., Abernethy E.R., Chakma A., Hiebert A.D., Islam M.R., Kasevich R.S., Ovalles C., Sahni A., Spencer H., Wadadar S.S. и другие. Многочисленные экспериментальные и теоретические исследования свидетельствуют о том, что при излучении ВЧ ЭМ поля значительно интенсифицируется процессы тепло- и массопереноса в многокомпонентной углеводородной системе. Были получены положительные результаты и опытно-промысловых испытаний в США, Канаде, Венесуэле, а также в нашей стране под руководством профессора Саяхова Ф.Л.

В качестве одного из вариантов повышения эффективности метода извлечения высоковязких нефтей с применением ЭМ воздействия предложено сочетание его со смешивающимся вытеснением, которое предполагает комбинированное воздействие на пласт ВЧ ЭМ поля и закачку в пласт растворителя. При этом в связи с конечной электропроводностью труб скважин, передающих ЭМ энергию на забой, они нагреваются, и растворитель попадает в пласт уже в нагретом состоянии, причем температура нагрева зависит от мощности и частоты генератора ЭМ волн, забойного давления и электрофизических свойств нефтенасыщенного коллектора.

Предложенный способ воздействия на продуктивный пласт посредством нагнетательной скважины имеет ряд недостатков, которые сдерживают его применение в случае сверхвязких нефтей и битумов. При реальных расстояниях (около 100 м) области воздействия ЭМ полем между нагнетательными и добывающими скважинами не перекрываются, поэтому образуются застойные зоны без фильтрационного течения и переноса тепла. Имеет место неэффективное использование выделяемой энергии, отсюда высокая энергетическая затратность и невысокая эффективность метода.

В настоящей работе предлагается осуществлять ЭМ воздействие на продуктивный пласт, комбинированное с одновременной закачкой растворителя посредством добывающей скважины. Для реализации метода возникает необходимость предварительной оценки количества закачиваемого растворителя, длительности комбинированного воздействия и эффективного отбора жидкости, теплопотерь в окружающие продуктивный пласт и скважину породы, предупреждения возможных проблем при реализации и ряд других задач.

Таким образом, актуальность темы диссертации обусловлена необходимостью изучения процессов тепломассопереноса при ВЧ ЭМ воздействии, комбинированном с закачкой растворителя, на продуктивный пласт посредством добывающей скважины и оценки эффективности этого воздействия при добыче высоковязких и сверхвязких нефтей.

Цели работы. Теоретические исследования особенностей процессов тепло- и массопереноса при смешивающемся вытеснении углеводородной системы в многослойной пористой среде под действием ВЧ ЭМ поля.

Основные задачи.

1. Математическое моделирование закачки растворителя в добывающую скважину при одновременном электромагнитном воздействии.

2. Исследование процессов тепломассопереноса в многослойной среде при нагнетании смешивающегося агента с одновременным электромагнитным воздействием путем численной реализации математической модели.

3. Изучение влияния перекрестных эффектов тепломассопереноса, возникающих при движении многокомпонентной системы в пористой среде под действием ЭМ поля, на процесс конвективно-диффузионного переноса массы.

4. Исследование влияния объемных источников тепла в пористой среде и тепла, выделяемого в стенках труб при распространении по ним ЭМ волн, на технологические процессы в системе «добывающая скважина - продуктивный пласт -окружающие породы».

5. Оценка энергетической эффективности использования мощного ВЧ ЭМ излучения в сочетании с закачкой растворителя на месторождениях высоковязких нефтей с целью интенсификации добычи нефти.

Методы решения поставленных задач. Поставленные в диссертационной работе задачи решены численными методами на базе теоретических исследований и известных экспериментальных данных. Научная новизна работы состоит в следующем:

- сформулирована математическая модель нагнетания растворителя в добывающую скважину при одновременном ЭМ воздействии с учетом явлений термодиффузии и электротермодиффузии, проявляющихся в многокомпонентной системе при ее взаимодействии с внешним ВЧ ЭМ полем;

- проведено численное исследование процессов тепломассопереноса в многослойной системе «добывающая скважина – продуктивный пласт – окружающие породы» при нагнетании растворителя с одновременным ЭМ воздействием;

- обоснована схема поэтапного воздействия на залежь высоковязкой нефти с целью оптимизации метода, минимизации энергетических затрат и выбора оптимального режима разработки с точки зрения технологической и энергетической эффективности при реализации комбинированного воздействия.

Практическая ценность. Полученные в работе результаты могут быть использованы для повышения эффективности теплового воздействия на продуктивный пласт с высоковязкой и сверхвязкой пластовой нефтью, в частности, для повышения охвата воздействием, максимального использования выделяемой тепловой энергии, интенсификации добычи нефти и т.д. Разработанные математические модели могут быть использованы при проектировании разработки месторождений тяжелых углеводородов и выбора оптимальных режимов воздействия в каждом конкретном случае.

Достоверность результатов. Достоверность результатов диссертации основана на корректном применении основных уравнений механики сплошных сред, на проведении тестовых расчетов и сравнении результатов расчетов с точными решениями.

Апробация работы. Основные результаты, полученные в диссертации, докладывались на международных, всероссийских конференциях и региональных научных школах-семинарах:

- Международная научно-техническая конференция «Geopetrol: Наука, техника и технология в развитии поисков и добычи углеводородов на суше и море» (Польша, Закопане, 2006, 2008);

- Fifth International Conference of Applied Mathematics and Computing (Plovdiv, Bulgaria, 2008);

- Международная конференция «Наноявления при разработке месторождений углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям» (Москва, 2008);

- 10th Annual International Conference «Petroleum Phase Behavior and Fouling» (Rio de Janeiro, Brazil, 2009)

- Всероссийская научная конференция cтудентов-физиков и молодых ученых (Москва, 2004; Екатеринбург, 2005; Уфа, 2008);

- VIII Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике (Сочи, 2007);

- Российская конференция «Механика и химическая физика сплошных сред» (Бирск, 2007);

- Всероссийская конференция «Фундаментальный базис новых технологий нефтяной и газовой промышленности (теоретические и прикладные аспекты)» (Москва, 2007);

- Всероссийская школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании» (Уфа, БашГУ, 2008);

- Научно-практическая конференция «Обратные задачи в приложениях» (Бирск, 2008);

- Региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике (Уфа, БашГУ, 2003, 2004);

- XXVIII школа-семинар по проблемам механики сплошных сред в системах добычи, сбора, подготовки, транспорта и переработки нефти и газа под руководством академика АН Азербайджана Мирзаджанзаде А.Х. (Уфа, ТРАНСТЭК, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 2 – в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 151 страниц, в том числе 53 рисунка и 8 таблиц. Список литературы состоит из 123 наименований.

Благодарность. Автор выражает свою глубокую и искреннюю благодарность за консультации и практическую помощь при подготовке диссертационной работы научному руководителю профессору Ковалевой Л.А. и к.ф.-м.н. Насырову Н.М.

Физические модели и лабораторные исследования ЭМ воздействия на среды

В России в 60-х годах под руководством профессора Саяхова Ф.Л. были начаты исследования по изучению влияния ЭМ полей на нефтяные среды, газогидраты, химреагенты. Изучалось влияние ЭМ поля на водонефтяные эмульсии [12, 27, 57, 79, 86, 87] и шламы [51, 64, 89], разрабатывались способы определения эффективности реагентов применением высокочастотной диэлектрической спектрометрии [45, 60, 68, 72], проводились теоретические исследования теплового воздействия ЭМ поля на газогидратные пласты [53, 58, 80, 81, 98], исследования термоупругих процессов в ЭМ поле [94, 95], проведены экспериментальные исследования по определению диэлектрических свойств нефтей и продуктивных пластов в переменных ВЧ ЭМ полях [8-9, 34].

В работах отмечено, что важным является "скрытое" воздействие ЭМ поля на среду, как, например, возникновение термоупругих механических напряжений, интенсификация химических и диффузионных процессов в многокомпонентных системах, изменение поверхностных натяжений в многофазных средах и другие. 1. Исследования, посвященные влиянию ЭМ полей на поверхностное натяжение жидкости, обсуждаются в работах [48, 61, 62]. Указывается, что поверхностное натяжение жидкостей в электрических полях уменьшается и зависит от величины напряженности приложенного поля. В перечисленных работах исследовались неполярные, слабополярные, однородные по своему составу жидкости, к примеру, бензин, керосин, бензол. Результаты экспериментальных исследований по изучению влияния ВЧ ЭМ полей на более сложные по составу и содержанию полярные и слабополярные жидкости, такие, как нефть, приведены в работе [70]. Установлено уменьшение поверхностного натяжения при воздействии ВЧ ЭМ поля на нефть с частотой в области дисперсии диэлектрической проницаемости. Авторы объясняют это явлением ориентационной поляризацией полярных компонент в исследуемой нефти. ВЧ ЭМ излучение приводит к изменению взаимного расположения полярных молекул, в результате этого - к уменьшению потенциальной энергии, характеризующей величину поверхностного натяжения жидкости. 2. Экспериментально была обоснована возможность применения ВЧ ЭМ поля для нагрева призабойной зоны скважины [101]. Моделью пласта служил кварцевый песок, насыщенный нефтью (80%) и водой (20%), диэлектрическая проницаемость которого равна 7.7 и тангенс угла диэлектрических потерь - 0.083. Вязкость нефти 16.61 сПз (16.61-10" Па-с), плотность 0.86 г/см (860 кг/м ), диэлектрическая проницаемость 2.23, тангенс угла потерь 0.019. В ходе эксперимента по электро- и ВЧ ЭМ нагреву модели пласта измерялась температура среды термометрами, расположенными в различных точках модели. В другом случае в центре модели помещался линейный излучатель длиной 87 см, диаметром 19 лш, к которому через коаксиальный кабель от генератора подводилась энергия электромагнитных колебаний с частотой 13.56 МГц. В ходе эксперимента было установлено, что при одинаковом расстоянии от излучателя температура среды при ВЧ ЭМ воздействии выше, чем при электронагреве. Это объясняется тем, что, вследствие воздействия ВЧ ЭМ поля, тепловое поле возникает во всем объеме среды. При этом теплопроводность среды влияет незначительно, в большей степени величина нагрева зависит от электрических свойств среды. Кроме того, установлено, что по сравнению с электронагревом при ВЧ ЭМ воздействии больше глубина прогрева, скорость нагрева выше, градиент температуры меньше. 3. В работе Саяхова Ф.Л. [66] рассматриваются физические основы фильтрации жидкости в ВЧ поле. Приводятся результаты экспериментальных исследований фильтрации в высокочастотном поле резонатора, которые позволяют определить воздействие ВЧ полей на такие характеристики, как расход жидкости, температура в модели пласта.

Технологии ЭМ воздействия на залежи высоковязких нефтей и битумов, результаты промысловых испытаний

Первые предварительные соображения по разработке нефтяных месторождений высокочастотными электромагнитными полями приведены в работах [1, 2]. В работе Капицы П.Л. [32] отмечается, что электромагнитная энергия высокой частоты может быть доставлена по трубам в скважину и использована для разогрева грунта на больших глубинах, что поможет при добыче тяжелых нефтей и серы.

Технологии ВЧ ЭМ воздействия активно прорабатываются и успешно реализуются на месторождениях США, Канады, Венесуэлы и др. [69, 104 107, 114, 115, 122]. Опубликовано множество других работ, в кот предлагаются различные способы ЭМ воздействия на углеводоро залежь [3, 50, 105, 111, 122], технологии разработки месторождений тя: нефти и интенсификации ее добычи воздействием на них ЭМ полем [4 104, 112, 117, 118, 123]. В частности, в работах [4, 28, 82] предлаї- способ разработки углеводородной залежи путем создания в продуктчЕз пласте очага горения воздействием на пласт ЭМ поля.

Способы извлечения нефти и битума из залежей с примец ЭМ воздействия Первый способ добычи полезных ископаемых [122] был запатен. 1956 г. и предполагал нагрев пласта высокочастотным электромапэ полем посредством эксплуатационный скважины при добыче j Высокочастотные электромагнитные волны передаются от устья сквазфсг ;, забою, в качестве линии передачи используется коаксиальная Сїї внутренних и внешних труб скважины: насосно-компрессорная стз обсадная колонна. Энергетическое и силовое взаимод; - высокочастотных электромагнитных волн с пластом обусла ает возникновение распределенных по объему пласта источников теїх э то приводит к снижению вязкости пластовой жидкости.

В работах [111, 112] представлено устройство для геие высокочастотных ЭМ волн на устье скважины и способ доставки 31VI = с помощью коаксиальной линии и волноводов на забои скважины. T=s _ [123] представлен прибор похожий на устройство, описанное в пред работах [111, 112], с некоторыми видоизменениями излучателя ЭМ Вогп Недостатками способов [111, 123] является небольшая йна проникновения электромагнитных волн, и, следовательно, низкий

Хват пласта нагревом. При реализации метода работы [122], имеют место 5о электропроводности труб они нагреваются и электромагнитная энергия бесполезно рассеивается в окружающих скважину породах.

Использование генератора ЭМ энергии на забое скважины [117, 118] с устройством, позволяющим измерять диэлектрические константы пласта, и системой доставки ЭМ энергии позволяет достигать очень высоких температур на забое скважины (свыше 400С).

В работах [105, 121] предлагается с помощью трех- волноводов, вставленных в землю, нагревать нефтеносной пласт. Заявлено, что в промысловых условиях с помощью излучателя с частотой 300 МГц температуру около скважины можно увеличить с 18С до 100С; температуру на расстоянии 15 футов ( 4.6 м) от скважины можно увеличить до 33С.

В работе [5] предлагается способ добычи полезных ископаемых созданием очага горения с одновременным воздействием ЭМ поля. При воздействии ЭМ полем происходит нагрев среды, вследствие этого снижается вязкость и увеличивается подвижность пластовой нефти. В способе полагается, что ЭМ полем воздействуют после того, как осуществляется внутрипластовое горения и создается очаг горения в пласте.

Способ разработки высоковязких углеводородов, предложенный в работе [4], предполагает увеличить эффективность вышеописанного метода путем увеличения охвата тепловым воздействием. Также предлагается создание в продуктивном пласте очага горения и воздействие на пласт ЭМ полем. Однако, ЭМ воздействие на пласт начинают перед созданием очага горения и осуществляют непрерывно до воспламенения углеводородов. Затем с поверхности нагнетают воздух и создают в пласте устойчивый очаг горения. После этого в целях экономии электроэнергии ЭМ воздействие на пласт проводится периодически (для поддержания температуры необходимой для фильтрации пластовой нефти).

Постановка задачи о комбинированном воздействии на пласт

Рассматривается технологический процесс воздействия на продуктивный пласт, включающий три этапа: закачка смешивающегося агента (растворителя) в добывающую скважину с одновременной обработкой ее призабойной зоны ВЧ ЭМ полем (1-й этап), «выдержка» скважины без воздействия (2-й этап) и отбор жидкости без ВЧ нагрева (3-й этап). При постановке задачи учитываются явления термодиффузии и электротермодиффузии (термодиффузия ЭМ происхождения), проявляющиеся в многокомпонентной системе при ее взаимодействии с внешним ВЧ ЭМ полем [55, 74]. В случае плоскорадиальной геометрии рассматриваемые процессы нестационарной неизотермической фильтрации взаиморастворимых жидкостей (нефти и растворителя), которые подчиняются закону Дарси. Основным уравнением, описывающим рассматриваемые процессы, является уравнение конвективной диффузии относительно изменяющихся во времени и пространстве массовых концентраций компонентов С,. С учетом перекрестных диффузионных эффектов уравнение имеет вид [55]: где Cj - концентрация растворителя, концентрация нефти определяется из выражения С2 =1-Ct. Здесь j-1, 2 — индексы для концентраций растворителя и нефти, соответственно; D- D0+I0v; D0, D — коэффициенты молекулярной диффузии и конвективной диффузии; 10 — параметр рассеивания пористой среды; ctj, ctj - параметры термодиффузии и электротермодиффузии. Влиянием пондеромоторной силы при фильтрации жидкости в ЭМ поле пренебрегается, т.к. при возможной мощности N0/h 30 кВт/м для высоковязких нефтей градиент давления АР значительно больше дополнительно движущей объемной силы ЭМ происхождения Fe, где h — толщина пласта [65]. Предполагается, что проницаемость и пористость пласта от температуры, напряженности поля не зависят и остаются постоянными. Скорость фильтрации v определяется из закона Дарси распределение давления Р и температуры Т— из уравнений пьезопроводности аъ, Аь —объёмная теплоемкость и теплопроводность насыщенной пористой среды; ш, к — пористость и проницаемость среды; pf, рс - коэффициенты сжимаемости смеси компонентов и скелета породы; q — распределенные источники тепла, возникающие в среде вследствие поглощения энергии ВЧ ЭМ поля; jLif — динамическая вязкость смеси компонентов, которая определяется по формуле

Комбинированный метод воздействия с циклической работой генератора ЭМволн

В ряде случаев при большой мощности генератора, температура в скважине может достигнуть нежелательно высоких значений. Это может привести к изменению физико-химических свойств нефти в околоскважинной зоне, большим потерям тепла в окружающие скважину породы. Кроме того, необходимо учитывать конструктивные особенностями обустройства скважины при осуществлении ВЧ воздействия. Для изоляции НКТ от обсадной колонны и обеспечения коаксиальности труб скважины используются диэлектрические шайбы, которые устанавливаются вдоль НКТ через каждые 8-10 м. Если фторопластовые шайбы (максимальная рабочая температура 300 С), с помощью которых осуществляется центрирование НКТ, расплавятся, то произойдет короткое замыкание между НКТ и обсадной колонной, что приведет к сбою работы ВЧ установки. Однако, температура в скважине не должна быть ниже некоторого оптимального значения, чтобы растворитель поступал в пласт достаточно нагретым. Таким образом, при тепловом воздействии нельзя допускать рост температуры на забое и на устье скважины выше 7 =250 С и снижение (по предварительным оценкам) ниже Тор1=150 С. Математическое моделирование воздействия заключается в поэтапной реализации граничных условий. Система уравнений (3.1.1)—(3.1.6) решалась конечно-разностным методом при следующих краевых условиях для 1-го этапа (комбинированное воздействие с циклической работой генератора ЭМ волн): При превышении температуры в скважине критического значения Ть осуществляется приостановка работы ВЧ генератора для выравнивания температуры в скважине, а после достижения оптимального значения Т t на забое ВЧ воздействие возобновляется. Закачка растворителя с циклическим излучением ВЧ ЭМ поля продолжается до достижения необходимой доли заполнения порового пространства. Длительность 1-го этапа tlf длительность работы ВЧ ЭМ генератора tem (здесь tem tx). При этом конечные распределения концентрации, температуры, давления, полученные на предыдущем этапе, являются начальными для следующего этапа. Проведен сопоставительный анализ результатов расчета предложенного комбинированного метода и постоянного ВЧ ЭМ воздействия без закачки и отбора флюида. На рис. 3.2.1-3.2.3 приведены распределения температуры в пласте при ВЧ ЭМ воздействии с одновременной закачкой растворителя (рис. 3.2.1, а; рис. 3.2.2, а; рис. 3.2.3, а) и при постоянном нагреве (рис. 3.2.1, б; рис. 3.2.2, б; рис. 3.2.3, б). Тепловое поле в первом случае (рис. 3.2.1, а\ рис. 3.2.2, а; рис. 3.2.3, а) характеризуется высокими значениями температуры в околоскважиннои зоне, далее при удалении от нее наблюдается немонотонное снижение температуры. Вследствие действия тепловых источников в пласте, циклической работы генератора ВЧ ЭМ волн и конвективного переноса тепла, в распределении температуры образуются несколько характерных «горбов» (рис. 3.2.4, а). Распределение температуры при постоянном нагреве (рис. 3.2.1, б; рис. 3.2.2, б; рис. 3.2.3, б) по сравнению с закачкой растворителя, комбинированной с работой ВЧ генератора, характеризуется невысокими значениями температуры в околоскважиннои зоне, далее при удалении от скважины быстрым, монотонным снижением. При этом основное количество тепла сосредоточено в зоне действия тепловых источников (рис. 3.2.4, б). Нагнетание растворителя позволяет осуществлять перенос тепла в пласте не только за счет теплопроводности и объемных тепловых источников, но и конвекцией.

Похожие диссертации на Неизотермическое вытеснение высоковязкой нефти смешивающимся агентом при одновременном электромагнитном воздействии