Особенности поведения многофазного потока в низкодебитной горизонтальной скважие

ВВЕДЕНИЕ 3
1 Теоретические основы многофазного потока 5
1.1 Основные понятия 5
1.2 Методы анализа 7
1.3 Режимы течения 9
1.3 Карты режимов течения 10
1.4 Фазовое содержание, объемное содержание и обводнённость 20
1.5 Закон сохранения массы 23
1.6 Закон сохранения импульса 26
1.7 Градиент давления и объемная доля 32
1.8 Детальное описание некоторых основных видов течений в горизонтальной трубе 37
1.8.1 Пробковый режим течения 37
1.9 Модель дрейфа 41
2 Моделированиемногофазногопотока 45
2.1 Математическая постановка двухфазного потока 45
2.2 Исследование особенностей газонефтяного потока 48
2.3 Исследование особенностей водонефтяного потока 54
2.4 Анализ результатов 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 61

Весь текст будет доступен после покупки

Горизонтальные скважины на сегодняшний день занимают более половины всех вновь вводимых в эксплуатацию скважин, при этом доля горизонтального бурения как в России, так и за рубежом только растет. Большой научный и производственный интерес представляет освоение трудноизвлекаемых запасов углеводородов, рентабельная добыча из которых требует горизонтального бурения с применением гидроразрывов. Добываемый из недр флюид в таких горизонтальных ,как правило, длинных скважинах представляет собой многофазную смесь, дебит который может быть небольшим, что затрудняет выявлениеработающихинтерваловиопределениепрофилямногофазногопритокаподлинегоризонтальнойскважины,чтонесетважнуюинформациюоб охвате разработкой и эффективности проведенных мероприятий. Для повышения информативности существующих геофизических методов контроля за разработкой при исследовании низкодебитных горизонтальных скважин актуальным является изучение особенностей поведения многофазного потока по стволу горизонтальной скважины, выявления закономерностей при течении многофазного флюида при различных условиях. Надо отметить, что диапазон условий может быть достаточно широк, как по геометрии ствола скважины – наклон скважины может значительно изменяться в пределах горизонтальной части (скважина, как известно, не бывают идеально горизонтальными), так и по дебиту и составу флюида – очень часто задачами геофизического контроля при исследовании горизонтальных скважин является определение источников обводнения или высокого газового фактора в условиях низкого общего дебита флюида. Диаметры скважин также варьируются довольно широко, однако наиболее распространён диапазон 102-114 мм в условиях небольшие дебитов.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Основные понятия

Фазой называется одно из состояний вещества, которое может быть газообразным, жидким или твердым. Многофазное течение— это совместное течение нескольких фаз. Двухфазный поток представляет собой простейший случай многофазного течения.
Для характеристики потока, фазы которого не состоят из одного и того же химического вещества, иногда используется термин двухкомпонентный. Например, пароводяной поток является двухфазным, в то время как течение воздухо-водяной смеси — двухкомпонентное. Некоторые двухкомпонентные потоки (главным образом жидкость — жидкость) состоят из одной фазы, но их часто называют двухфазными, отождествляя фазы с непрерывным или дискретным компонентом.
Так как математические методы, с помощью которых описываются двухфазные или двухкомпонетные течения, идентичны, выбор определений практически не имеет значения.
Можно привести множество типичных примеров двухфазных течений. Некоторые из них, например туман, смог, дым, дождь, облака, снег, айсберги, зыбучие пески, пыльные бури и грязь, встречаются в природе. С другими процессами, в том числе кипением воды, заваркой чая, взбиванием яиц, перемешиванием салата, намазыванием джема, взбиванием крема, размешиванием сахара и закручиванием спагетти, мы часто встречаемся на кухне и в столовой.
Вследствие разности плотностей и вязкостей, поведение фаз в потоке может существенно различаться. Сила касательного напряжения на стенке трубы зависит от реологических свойств каждой из фаз. Уменьшается давление по потоку, что приводит к расширению сильно сжимаемой фазы – газа, и, в свою очередь, к увеличению объемного расхода газа. Как следствие, гази жидкость перемещаются по трубе с разными скоростями. В восходящем потоке более сжимаемая, менее плотная и менее вязкая газовая фаза течет с большей скоростью, чем жидкая фаза. При этом наблюдается явление, называемое проскальзыванием. Однако, при нисходящем потоке жидкость, как правило, течет быстрее газа. Вероятно, наиболее характерной особенностью многофазного потока является изменение физического распределения фаз в трубопроводе. В этом случае говорят об изменении режима течения многофазного потока, который зависит от относительной величины сил, действующих на флюиды. Массовые и поверхностные силы меняются в зависимости от дебита и свойств флюидов, диаметра и наклона трубы. В одной скважине может наблюдаться несколько различных режимов потока, поскольку давление и температура в разных частях скважины неодинаковы. Особенно сильно от режима потока зависит изменение градиента давления. Именно поэтому очень важно правильно предсказать режим потока, зная значения некоторых его параметров. При решении многих задач, относящихся к расчету параметров однофазного потока, применяют аналитические методы. Даже при использовании эмпирических корреляций, например, для расчета коэффициентов трения в турбулентном потоке, точность прогнозирования параметров течения достаточно высока. Ввиду того, что многофазный поток гораздо сложнее однофазного, задача прогнозирования его характеристик сопряжена с привлечением большего числа эмпирических зависимостей. Существует множество эмпирических корреляций, применяемых для прогнозирования режима потока, эффекта проскальзывания между фазами, расчета коэффициентов трения идругих параметров многофазного потока. Практически все разработанные методы проектирования опираются имен она полуэмпирические зависимости. Однако с середины семидесятых годов появление новых подходов к изучению фундаментальных механизмов процессов, происходящих в многофазном потоке, позволили усовершенствовать методы прогнозирования, которые теперь уже в меньшей степени стали опираться на эмпирические соотношения

Весь текст будет доступен после покупки

1. Абдуллина, A.A. Особенности интерпретации результатов геофизических исследований действующих горизонтальных скважин /A.A. Абдуллина, А.Р. Гайнитдинов // НТВ "Каротажник". - 2012. - Вып. 210. - С. 24-30.
2. Боев В. Д., Сыпченко Р.П. Компьютерное моделирование [Электронный ресурс] : учебное пособие. Москва : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), Ай Пи Ар Медиа, 2021.517 c. URL: https://www.iprbookshop.ru/102015.html (дата обращения: 17.04.2022).
3. БриллДж.П.,Многофазный поток в скважинах. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных иссле дований, 2006. — 384 стр.
4. Губарь Ю. В. Введение в математическое моделирование [Электронный ресурс]: учебное пособие. Москва : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), Ай Пи Ар Медиа, 2021. 78 c. URL: https://www.iprbookshop.ru/101993.html (дата обращения: 17.04.2022).
5. Молчанов, A.A. Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин / A.A. Молчанов, Э.Е. Лукьянов, В,А. Рапин // СПб.: Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы, 2001. - 299 с.
6. Особенности расслоенного потока в горизонтальной скважине / Хабиров Т.Р., Шарафутдинов Р.Ф., ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», УДК 532.5
7. Alkaya B., Jayawardena S. S., Brill J. P. Oil Water Flow Patterns in Slightly Inclined Pipes // Proceedings ETCE/OMAE Joint Conference, New Orleans, USA. 2000.

Весь текст будет доступен после покупки