Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Численное исследование фильтрации неньютоновских жидкостей в пористых средах"

Работа на тему: Численное исследование фильтрации неньютоновских жидкостей в пористых средах
Оценка: хорошо.
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 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра прикладной и технической физики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК
Заведующий кафедрой

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИИ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ

16.03.01 Техническая физика
Профиль «Техническая физика в нефтегазовых технологиях»

Тюмень 2022 ГОД

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОМЕРНОЙ ОДНОФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ 5
1.1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ФИЛЬТРАЦИИ НА ПРИМЕРЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ПЛОСКОРАДИАЛЬНОГО ПОТОКА В КРУГОВОМ ПЛАСТЕ 5
1.2. ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 6
1.3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ 9
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУМЕРНОЙ ДВУХФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ДЛЯ НЬЮТОНОВСКОЙ И НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТЕЙ 11
2.1. НЬЮТОНОВСКАЯ ЖИДКОСТЬ 11
2.1.1. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЬЮТОНОВСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ 11
2.2. НЕНЬЮТОНОВСКАЯ ЖИДКОСТЬ 18
2.2.1. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ 21
2.3. АЛГОРИТМ РАБОТЫ ПРОГРАММЫ 27
2.4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 33

ВВЕДЕНИЕ
При разработке месторождений известны факты необычного поведения углеводородов, которые можно объяснить проявлением флюидами при фильтрации в пласте неньютоновских свойств. Такие нефти обычно называют аномальными. На рисунке 1 можно видеть типичный график зависимости скорости фильтрации аномальной нефти от градиента давления. Аномальность поведения жидкости заключается в отклонении закона Дарси от классической линейной зависимости. Более того, жидкость в пористой среде начинает фильтроваться только после того, как градиент давления становится выше некоторого критического значения — критического градиента. Неньютоновские свойства нефти проявляется особенно заметно при значениях градиента давления, близких к критическому.
Рис. 1. Общий вид зависимости скорости от градиента давления при фильтрации неньютоновских жидкостей
Таким образом жидкости можно разделить на ньютоновские, скорость фильтрации которых описывается классическим законом Дарси [1]:
??? = ? ???? ?(??) (1)
??
И неньютоновские, скорость фильтрации которых зависит от градиента давления нелинейно (закон Бингама-Шведова [2]):
??? = ? ???? (1 ? ?? ) ?(??) (2)
?? |?(??)|
Где ?? — критический (или начальный) градиент. Он имеет размерность такую же, как и градиент давления:
[??] = Па
м
(3)
У аномальных нефтей, как правило, присутствует высокое содержание смол, асфальтенов и парафинов. Также аномальное поведение проявляют высоковязкие углеводороды.
В связи с выше сказанным, становится очевидно, что проблема разработки месторождений с аномальными нефтями является актуальной на сегодняшний день. Как будет показано далее, моделирование аномальных месторождений без учета влияния критического градиента ведет к завышению количество добытой нефти.
Таким образом, была поставлена цель работы, а именно — изучить особенности и закономерности фильтрации неньютоновских жидкостей в пористых средах.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Разработать физико-математическую модель фильтрации неньютоновской жидкости в пористой среде;
2. Создать алгоритм и программный комплекс, позволяющий проводить расчеты процессов фильтрации потоков неньютоновских нефти и воды при различных расположениях скважин;
3. Выявить закономерности, возникающие при фильтрации неньютоновских жидкостей в пористой среде.
В данной работе были рассмотрены процессы фильтрации как неньютоновских, так и ньютоновских нефтей. Были смоделированы процессы фильтрации в пористых средах для двумерного двухфазного и одномерного однофазного случаев. Учтено влияние критического градиента на процесс течения жидкости, а также влияние капиллярных сил и силы тяжести.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Губайдуллин А.А. Введение в механику сплошной среды. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета. 2020. 185 с.
2. Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Розенберг Г.Д. Нефтегазовая гидромеханика: Учебное пособие для вузов. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований. 2005. 544 с.
3. Математическое моделирование пластовых систем: Методические указания / Тюменское отделение «СургутНИПИнефть», ОАО «Сургутнефтегаз»
// Тюмень: [б.и.]. 211 с.
4. Каневская Р.Д. Математическое моделирование гидродинамических процессов разработки месторождений углеводородов: учебное пособие. М.- Ижевск: Институт компьютерных исследований. 2002. 140 с.
5. Азиз Х., Сеттари Э. Математическое моделирование пластовых систем гидромеханика. М.: Недра. 1982. 407 с.
6. Hoteit H., Firoozabadi A. An efficient numerical model for incompressible two-phase flow in fractured media. // Advances in Water resources. 2008. Vol. 31. Iss. 6. 891-905 p.
7. Ковеня В.М., Чирков Д.В. Методы конечных разностей и конечных объемов для решения задач математической физики // Новосибирск: [б.и.]. 2013. 86 с.
8. Никитин К.Д. Нелинейный метод конечных объемов для задач двухфазной фильтрации // Математическое моделирование. 2010. Т 22. № 11. 131-147 с.
9. Pacheo T.B., da Silva A.F.C., Maliska C.R. Comparison of IMPES, sequential, and fully implicit formulations for two-phase flow in porous media with the element-based finite volume method // Proceedings of XXXVII Ibero-Latin American Congress on Computational Methods in Engineering. Brazil, 2016. Vol. 2. 17 p.
10. Вабыщевич П.Н. Численные методы: вычислительный практикум. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ». 2010. 320 с.
11. Киреев В.И., Пантелеев А.В. Численные методы в примерах и задачах: Учебное пособие. СПб.: Издательство «Лань». 2015. 448 с.
12. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М. Энергоатомиздат. 1984. 152 с.
13. Гильмиев Д.Р. Численное исследование фильтрации неньютоновских жидкостей в пористой среде // Нефть и газ Западной Сибири: материалы Международной технической конференции. 2011. С. 177-181.
14. Calle C.R. A fast IMPES multiphase flow solver in porous media for reservoir simulation. Madrid. 2017. 95 p.
15. Фирсов Д.К. Метод контрольного объема на неструктурированной сетке в вычислительной механике: учебное пособие. Томск: Издательство Томского государственного университета. 2007. 72 с.