Физико-математические аспекты нефтегазового дела презентация

Содержание

Проявление сил поверхностного натяжения Смачиваемость Капиллярное давление

Слайд 1Физико-математические аспекты нефтегазового дела
Основы подземной гидродинамики. Многофазные потоки флюидов в пористых

средах

Слайд 2Проявление сил поверхностного натяжения
Смачиваемость
Капиллярное давление

Слайд 3Кривая капиллярного давления

Слайд 4Обезразмеривание кривой капиллярного давления Pc. Функция Леверетта J(Sw)


Слайд 5Механика многофазных процессов
Что такое фаза? Что такое компонента?

Приведите примеры многофазного и

многокомпонентного веществ.

Слайд 6Интегральные и дифференциальные уравнения сохранения.

Слайд 7Условия перехода от интегральных к дифференциальным уравнениям:

Функции непрерывные,

Объем произвольный,

Элементарный объем l3

Слайд 8Характерный размер пор






Формула Пуазейля
Формула Дарси




Слайд 9Характерный размер пор
Проницаемость кернов 2, 20, 100 мДа, пористость 12, 17,

20%.
Определить характерный размер пор в этих кернах.

Слайд 10Примеры, когда переход от интегральных к дифференциальным уравнениям возможен, когда нет.
Фильтрация

воды и нефти в пласте
Фильтрация воды и нефти в керновых экспериментах
Движение флюидов в керне с продольной трещиной
Движение ганглии нефти по пористой среде

Слайд 11

Фильтрация нескольких жидкостей и газа




i = w, o, g
l = w,

o

Уравнение сохранения массы

Уравнения состояния


Слайд 12
Закон Дарси для многофазного потока





Эксперименты Леверетта с различными жидкостями и

давлениями, fi(S) зависит только от насыщенности

Слайд 13Относительные фазовые проницаемости воды и нефти

Слайд 14Капиллярное защемление воды и нефти
Капиллярное число.

Слайд 15Капиллярное число.
Капиллярно-защемленные ганглии (30%)
Влияние геометрии поровых каналов (Lake, 1984).

Слайд 16ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО РАСТВОРЕНИЮ ПОРОДЫ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ ГАНГЛЕЙ (CHATZIS ET.AL. 1983)

Слайд 17Фазовые проницаемости и остаточные насыщенности


1)Впитывание Imbibitions
2) Дренаж Drainage

Слайд 18Фазовые проницаемости (впитывание). Гидрофильная среда. Влияние смачиваемости среды.
1) fw(1-Sor) ~ 0.1

– 0.3

2) Sor ~ 0.35 – 0.1

3) Swr ~ 0.15 – 0.25

1) fw(1-Sor) ~ 0.8 – 1

2) Sor ~ 0.2 – 0.4

3) Swr ~ 0.2 – 0.3

гидрофильная среда

Гидрофобная среда

Слайд 19Экспериментальное определение

Стационарный метод - steady state
Нестационарный метод -
Unsteady state

Слайд 20Эмпирические корреляции
Corey:






Brooks-Corey:





Слайд 21Использование линейных корреляций

Слайд 22Плоское одномерное вытеснение нефти водой
Sw=S, So=1-S,
Функции зависят только от

x (линейный поток)
Жидкости несжимаемые, пористая среда недеформируемая ρio=const

Слайд 23Плоское одномерное вытеснение нефти водой
Уравнения сохранения массы воды и нефти
Закон Дарси

с учетом
сил гравитации

Капиллярное
давление




Слайд 24Общий поток флюидов
Доля воды в общем потоке
(обобщенная функция Баклея-Леверетта)
Фракционное представление

задачи (FRACTIONAL FLOW)




Слайд 25Безразмерные комплексы подобия
Соотношение капиллярного давления к общей депрессии на пласт
Отношение сил

тяжести к гидро-динамическим силам



Слайд 26ПРАКТИКА
Скорость общего потока Q=50м/год, абсолютная проницаемость 100 мД, пористость

0.2, разность плотностей 200кг/м3, гравитационная постоянная 10 м/с2, коэффициент поверхностного натяжения 30мН/м

Оценить влияние сил гравитации Ng
Оценить влияние капиллярных сил Nc

Сделаем выводы о влиянии приведенных сил на процесс

Слайд 27Влияние соотношения вязкостей и гравитационных сил на обобщенную функцию Баклея-Леверетта.
Влияние соотношения


вязкостей нефти и воды

Влияние сил гравитации

Слайд 28Фракционное представление задачи (FRACTIONAL FLOW)


Безразмерное время –
физический смысл объем
закачанной

воды/объем
добытой продукции
отнесенный к объему
пласта

Безразмерная координата –
физический смысл
координата отнесенная к
расстояние между рядами
скважин

Слайд 29



Задача о линейном вытеснении нефти водой. Силы тяжести и капиллярные не

оказывают существенного воздействия.

Sw=S, So=1-S,
Pw=Po=P (Pc=0),
Функции зависят только от x (линейный поток - силы тяжести не влияют)
ρio=const

Слайд 30Понимание того, что мы считаем и прогнозируем складывается из того, что

учитывается, что нет.

Слайд 31Теория одномерного вытеснения нефти водой
Безразмерные координаты:

T– объем закачки на объем пор,
X-относительное расстояние от линии нагнетания до линии отбора
Функция Баклея-Леверетта – доля воды в потоке (на выходе X=1 – обводненность.
Решение зависит только от безразмерных комплексов подобия: соотношения вязкостей и остаточные насыщенностей






Слайд 32Фронтальное вытеснение нефти водой

Слайд 33Приближение поршневого вытеснения

Слайд 34Графический метод построения решения Велджа (Weldge)

1) из таблиц или по апроксимационным формулам строим относительные фазовые проницаемости.


2) по формуле:



строим функцию Баклея- Леверетта.







Слайд 353) Проводим касательную
из точки с начальной

водонасыщенностью пласта к функции Б-Л, находим точку касания. Проекция точки касания на ось S точка Sf определяет водонасыщенность на фронте вытеснения нефти водой. Проекция на ось F соответствует доле воды в потоке на фронте вытеснения F(Sf)

4) Наклон построенной касательной или тангенс угла α определяет безразмерную скорость движения фронта вытеснения нефти водой Vf=Xf/T.


Графический метод построения решения Велджа

Слайд 36

5) При Xf =1 происходит прорыв нагнетаемой воды в скважины. Момент

времени, когда происходит прорыв, определяется T=1/Vf или ctg(α) . Обводненность продукции в этот момент равна F(Sf).


6) Для произвольных точек функции Б-Л, правее ранее определенной, находим касательные и их наклон (углы ßi). Тангенсы наклона определяют скорости распространения соответствующих насыщенностей V(Si)=tg ßi., а момент, когда на линии отбора насыщенность равна Si, а обводненность F(Si), через котангенс T=1/V(Si) или ctg(ßi)

Графический метод построения решения Велджа

Слайд 37Графический метод построения решения Велджа: определение технологических характеристик вытеснения.



Слайд 38Графический метод построения решения Велджа: определение технологических характеристик вытеснения.

Слайд 39Переход к размерным единицам




Слайд 40Практика
Построим график функции Баклея-Леверетта от водо-насыщенности при вязкости воды 1, а

нефти 5 и 20 сПз и определим решение задач о вытеснении нефти из пласта с водонасыщенностью SWR=0.2. Построим зависимость доли воды в потоке продукции от беразмерного времени.

Сделаем выводы об особенностях вытеснения высоковязкой нефти

Слайд 41Практика
Расстояние между рядом нагнетательных и добывающих скважин 700м, скорость потока воды

100 м/год, пористость 0.2.
Определить положение фронта воды через 6 месяцев.
Определить скорость движения фронта воды м/год.

Слайд 42Практика
Построим график функции Баклея-Леверетта от
водонасыщенности при вязкости воды 1, а

нефти
5 сПз и определим решение задач о вытеснении
нефти из пласта с водонасыщенностью SWR=0.3

Сделаем вывод об особенностях процесса в гидрофобных коллекторах

Слайд 43ПРАКТИКА
Для сводовой залежи сопоставить эффективность систем заводнения, в которых а) нагнетательные

скважины расположены в наиболее высокой части залежи, а добывающие по периферии, б) нагнетательные скважины расположены по периферии, а в сводовой части добывающие.
Для этого:
Определить водонасыщенность на фронте вытеснения Sf для обеих систем, по графикам, представленным ранее.
Определить количество закачанной воды в пласт по отношению к поровому объему пласта на момент прорыва фронта вытеснения в добывающие скважины, также для обеих систем.

Слайд 44Радиальное течение.

Слайд 45Осесимметричная фильтрация




Слайд 46Фракционное представление


Слайд 47Переход к размерным единицам




Слайд 48Практика
Построим график функции Баклея-Леверетта от водо-насыщенности при вязкости воды 1, а

нефти 5 и 20 сПз и определим решение задач о вытеснении нефти из пласта с водонасыщенностью SWR=0.2. Построим зависимость доли воды в потоке продукции от беразмерного времени.

Слайд 49Практика
Для пятиточечной системы разработки с расстоянием между добывающими скважинами 700м, скорость

закачки воды в нагнетательную скважину 300 м3/сут, пористость 0.2, радиус скважины 0.1м

Определить положение фронта воды через 6 месяцев.

Слайд 50Устойчивость процесса вытеснения нефти водой
Если M >1, фронт вытеснения будет неправильной

формы (языки)
Если M <1, происходит вытеснение однородным фронтом

Вода

Вода

Нефть

Нефть

Слайд 51Элементарная теория устойчивости водонефтяного фронта
















u+=u-
Закон сохранения массы:





u*

Слайд 52Практика
Построим график подвижности потока λ от водо-насыщенности при вязкости воды 1,

а нефти
10, 20 и 30 сПз. Построим решения задачи Б-Л для этих вязкостей. Нанесем определенные из решения точки S+ = Swr =0.2 и S-=Sf Проверим условие устойчивости для всех решений.


Слайд 53Для проверки условия устойчивости не хватает значений водонасыщенности на фронте вытеснения. Откуда

их взять?

Слайд 54Это я прикидывал, а как получилось у вас?















Вот почему нефти вязкостью

выше 30 сПз считают высоковязкими. Как можно подавить неустойчивость фронта – использовать загущенную воду, но проблема как протолкнуть такую систему через пласт.





Слайд 55ПРАКТИКА
Рассчитать соотношение подвижностей М на фронте вытеснения нефти водой для песчаника

и карбонатного пласта, фазовые проницаемости которых определены в предыдущих заданиях, а соотношение вязкостей нефти и воды соответствует 20 и 30.
Сопоставить условия устойчивости фронта вытеснения для указанных пластов.

Слайд 56Начальное распределение водонасыщенности в пласте






Слайд 57Решение







Слайд 58


Коэффициент
растяжения

Построение распределения водонасыщенности в переходной зоне

Слайд 59Масштаб переходной зоны

Слайд 60ПРАКТИКА
Пласт с характеристиками: k = 1, 10 мД,

= 0.2, =200кг/м3, =30мН/м
подстилается водоносным горизонтом.

Определить размеры переходной зоны для этих вариантов




Похожие презентации

Проект дома 2 181
Высшее образование в Германии 462
Международный опыт и разработка региональной политики в России: некоторые итоги и впечатления от Круглого стола “Институты регионального развития“, проведенного МРР и Всемирным банком 26.01.07 221
Межпроцедурные анализы и оптимизации 265
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Суховская средняя общеобразовательная школа адрес: ул. Пионерская 28, х.Сухой, Пролетарский район, Ростовская обл., Тел. 8 86374 9-32-99 e-mail: suhoischool@yandex.ru 208
Аракчеев А. А. возглавил организацию в стране воен. поселений (с 1819 их гл. нач.). С 1816 фактически руководил внутр. политикой гос-ва, единолично представлял. 164

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика