Магистерская диссертация на тему "ТЮМГУ | Анализ различньiх методов решения задачи вытеснения нефти газом в пористой среде"

Работа на тему: Анализ различньiх методов решения задачи вытеснения нефти газом в пористой среде
Оценка: отлично.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕI-ШЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра моделирования физических процессов и систем


РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК
Заведующий кафедрой
к.ф.-м.н.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
магистерская диссертация
АНАЛИЗ РАЗЛИЧНЬIХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ГАЗОМ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ

16.04.01 Техническая физика
Магистерская программа «Физика недр»

Тюмень 2022 год

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ……………………………….. 4
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………. 5
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ДВУХФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ 7
1.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЗАДАЧИ ДВУХФАЗНОЙ
ФИЛЬТРАЦИИ……………………………………………………… 7
1.2 ВИДЫ ЗАДАЧ ДВУХФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ……………. 7
ГЛАВА 2 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ БАКЛЕЯ-ЛЕВЕРЕТТА ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ОДНОМЕРНОГО ТЕЧЕНИЯ РАЗЛИЧНЫМИ
МЕТОДАМИ ……………………………………………………………….. 10
2.1 УРАВНЕНИЕ ДЛЯ НАСЫЩЕННОСТИ ДЛЯ ГАЗОВОЙ
ФАЗЫ………………………………………………………………… 10
2.2 МЕТОД ХАРАКТЕРИСТИК…………………………………. 12
2.3 АНАЛИЗ ВОЛНЫ «РАЗРЕЖЕНИЯ» ПРОФИЛЯ НАСЫЩЕННОСТИ В ТОЧНОМ АНАЛИТИЧЕСКОМ
РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ БАКЛЕЯ-ЛЕВЕРЕТТА…………………….. 17
2.4 АНАЛИЗ ВОЛНЫ «СЖАТИЯ» ПРОФИЛЯ
НАСЫЩЕННОСТИ В ТОЧНОМ АНАЛИТИЧЕСКОМ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ БАКЛЕЯ-ЛЕВЕРЕТТА……………………. 18
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ БАКЛЕЯ-ЛЕВЕРЕТТА
НА КОММЕРЧЕСКОМ СИМУЛЯТОРЕ…………………………….…... 25
3.1 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВУХФАЗНОЙ
ФИЛЬТРАЦИИ КОММЕРЧЕСКОГО СИМУЛЯТОРА…..……… 25
3.2 ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ ЗАДАЧИ ОДНОМЕРНОГО
ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗОМ………………………………. 27
3.3 ВЛИЯНИЕ ШАГА СЕТКИ НА ТОЧНОСТЬ ЧИСЛЕННОГО
РЕШЕНИЯ …………………………………………………………… 30
3.4. СРАВНЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКОГО И ЧИСЛЕННОГО
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ БАКЛЕЯ-ЛЕВЕРЕТТА ПРИ
ВЫТЕСНЕНИИ НЕФТИ ГАЗОМ…………………………………...33
3.5. АДАПТАЦИЯ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ДВУХФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ В СИСТЕМЕ ГАЗ-
НЕФТЬ……………………………………………………………….. 39
ГЛАВА 4. РЕШЕНИЕ ОДНОМЕРНОЙ ЗАДАЧИ БАКЛЕЯ-
ЛЕВЕРЕТТА С УЧЕТОМ ГРАВИТАЦИИ………………………………. 45
4.1. УРАВНЕНИЕ ФИЛЬТРАЦИИ ДЛЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ С
УЧЕТОМ ГРАВИТАЦИИ И НАКЛОНА ПЛАСТА………..…….. 45
4.2 ВЛИЯНИЕ УГЛА НАКЛОНА НА СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ФРОНТА……………………………………………………………… 47
4.3 СОПОСТАВЛЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКОГО И МОДЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ БАКЛЕЯ-ЛЕВЕРЕТТА С
УЧЕТОМ ГРАВИТАЦИИ……………..…………………………. 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 56

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
• ?? – давление;
• ????, ????– динамические вязкости газа и нефти соответственно;
• ????????– абсолютная проницаемость породы
• ????,????– ОФП газа и нефти соответственно;
• ????, ????– насыщенности газовой и нефтяной фазы;
• ?? – время;
• ???????? ,???????? – скорости филтрации газа и нефти соответственно;
• ?? – скорость фильтрации системы ;
• ?? или ?? – пористость коллектора;
• ????, ???? ? плотности газа и нефти;
• ?? ? ускорение свободнодо падения.
o ????, ???? = ??????????
o ????, ???? = ??????????
o ?? = ??????????
o ???????? = ??????????

ВВЕДЕНИЕ
Нефтегазовая отрасль является одной из главных и во многом определяющих состояние современной экономики Российской Федерации. Разработка нефтегазовых месторождений в России ведется с конца XIX века, а первые упоминания о применении углеводородов встречаются еще раньше. С каждым годом растет точность исследований пласта, пластовых флюидов, геологических и геофизических методов исследований месторождений. Несмотря на солидный накопленный объем информации и опыт нефтегазодобывающей промышленности, ясна необходимость внедрения новых технологий, усовершенствований методик расчетов и моделирования процессов, происходящих в пласте для улучшения точности гидродинамических симуляторов. В нынешних реалиях построение гидродинамической модели является необходимым этапом при разработке нефтегазовых активов. От точности и объективности симулятора напрямую зависит экономический расчет, а как следствие и корректировка стратегии развития актива.
Гидродинамический симулятор – это математический инструмент, работающий на основе численного моделирования процессов фильтрации, описываемых зависимостями и законами подземной гидромеханики. Подземная гидромеханика – это наука, изучающая движение флюидов пласте. Фильтрационное движение флюидов имеет ряд особенностей, усложняющих математическое описание процесса.
Существует несколько приближенных моделей, описывающих процесс фильтрации. Одной из них является модель Баклея-Леверетта [1]. Она позволяет упростить исходную задачу и найти аналитические решения в случае наличия симметрии в системе и знания поля давлений. В общем случае задача многофазной фильтрации решается при помощи численных методов. Одним из самых надежных способов верификации гидродинамического симулятора является проверка его решений на точных аналитических решениях упрощенной модельной задачи. В рамках нашей работы будут рассматриваться различные подходы, позволяющие оценить с помощью аналитических решений задачи Баклея-Леверетта точность расчетов коммерческого гидродинамического симулятора при решении задачи двухфазной фильтрации системы газ-нефть.
Задача двухфазной фильтрации газ-нефть возникает в ряде случаев. Таким случаем может являться разработка месторождений с газовой шапкой. Подгазовые залежи или нефтяные оторочки — особый тип трудноизвлекаемых запасов. Над нефтяным слоем располагается газовая «шапка» значительного объема. (Восточно-Мессояхское, Озерное, Новопортовское и многие другие месторождения). Разработка подобных месторождениях сопровождается формированием конусов газа с последующим его прорывом к добывающим скважинам. Для предупреждения раннего прорыва газа необходимо вести
разработку на малых депрессиях, что увеличивает срок разработки, в случае чего потенциальная прибыль сгорает за счет дисконтирования. Если же задать большой перепад давления, можно спровоцировать прорывы пальцев газа к добывающим скважинам, что приводит к падению давления в залежи, разгазированию нефти. Таким образом, для подбора оптимальной стратегии разработки, выборе режима на скважинах, необходимо точно понимать время прорыва газа, иметь представление о положении фронта вытеснения. Для этого необходимо быть уверенным, что гидродинамический симулятор с высокой точностью воспроизводит все процессы, происходящие в пласте, и имеет высокую прогностическую способность. Этим обусловлена цель настоящей работы.
Цель работы:
Сравнительный анализ точности численных методов решения задач двухфазного вытеснения нефти газом на основе аналитических решений задачи Баклея-Леверетта.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
• Подготовить численную модель соответствующую условиям задачи Баклея-Леверетта.
• Исследование характера решений одномерной задачи Баклея-Леверетта при горизонтальном течении. Сопоставление численных и аналитических решений;
• Исследование характера решений одномерной задачи Баклея-Леверетта при наклонном течении. Сопоставление численных и аналитических решений;
• Разработка методики адаптации численного решения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Backley S.E., Leverett M.C. Mechanism of Fluid Displacement in Sands// Trans. AIME. 1942. V.146. 107—116p.
2. Маскет М. Течение однородной жидкости в пористой среде. – М.– Ижевск: Институт компьютерных исследований, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2010. — 544 с.
3. Басниев К. С., Кочин И. Н., Максимов В. М. Подземная гидромеханика: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1993. 416 с.
4. Батлер Р. М. Горизонтальные скважины для добычи нефти, газа и битумов. — М.–Ижевск: Институт компьютерных исследований, НИЦ
«Регулярная и хаотическая динамика», 2010. — 544 с.
5. Orr, F. M. Jr., Theory of gas injection processes, Stanford University, Stanford, 2005– 284 p.
6. Bedrikovtsky Pavel Mathematical theory of oil and gas recovery with applications to ex-USSR oil and gas fields by Pavel Bedrikovtsky, Petroleum engineering and development studies: v.4, 1993. – 575 p.
7. Движение жидкостей и газов в природных пластах / Г. И. Баренблатт, В. М. Ентов, В. М. Рыжик. – М.: Недра, 1984. – 211 с.
8. Основы разработки нефтяных и газовых месторождений / Л. П. Дейк; пер. с англ.: Фалалеев Б. Л. ; под ред. Симкина Э. М. – Москва : Премиум Инжиниринг, 2009. - XXI, 548 с.
9. Нефтегазовое дело: Уфимский государственный нефтяной технический университет/ том 3 Аналитическое решение некоторых задач многофазно многокомпонентной фильтрации/ Сидельников К.А., Лялин В.Е., 2013. 79– 92 с.
10. Тихонов А.Н. Уравнения математической физики : учебник для вузов / А. Н. Тихонов, А. А. Самарский. - Москва: Изд-во МГУ, Наука, 2004. – 791с.
11. Арзамасцев С.А. Решение задачи двухфазной фильтрации в
пористой среде различных нефтегазовых пластов: ВКР- Тюмень, ТюмГУ, 2020.– 50с.
12. Хасанов М.М., Мирзаджанзаде А.Х., Бахтизин Р.Н. Моделирование процессов нефтегазодобычи. – Москва-Ижевск: ИКИ, 2004. – 368 С.
13. Баренблатт Г. И., Ентов В. М., Рыжик В. М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.,Недра, 1984, 211 с.