Фильтрация газов(баротермический эффект)

министерство общего и профессионального образования российской федерации

стерлитамакский государственный педагогический

институт

Кафедра теоретической физики

МАРИО1980mail.ru

Исследование влияния сжимаемости

на величину баротермического эффекта при фильтрации газа

Дипломная работа

Научный руководитель:

д.т.н., проф. Филиппов А.И.

ст. пр. Миколайчук Н.П.

Стерлитамак 2002

содержание

введение 4

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ 7

1.3. Описание задачи 12

1.4. Математическая постановка задачи 14

1.4.1. Математическая постановка температурной задачи 14

1.4.2. Математическая постановка гидродинамической задачи 14

Заключение 41

Актуальность темы исследования. Одной из наиболее актуальных проблем современной геофизики является разработка теории температурных и гидродинамических полей при фильтрации газа. Они описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, отыскание решений которых представляет значительные трудности. Особую значимость подобные задачи приобретают в связи с различными технологическими приложениями. Например, в последнее время возрос интерес к термическим исследованиям газовых пластов, как к одному из способов повышения эффективности газодобычи. На основании анализа температурных кривых выявляются интервалы притоков, заколонных перетоков, интервалов отложения газовых гидратов и т.д.

Для решения практических задач необходимо знать зависимость температуры от расстояния; температуры от времени при различных параметрах пластов.

Цель работы: Целью данной работы является разработка теории баротермического эффекта при фильтрации газа в прискважинной зоне газовых пластов и изучение вклада различных физических процессов.

Задачами исследования являются

- разработка математической модели термодинамических эффектов в прискважинной зоне газовых пластов;

- постановка задачи о баротермическом эффекте в прискважинной зоне, построение аналитического решения;

- проведение расчетов и анализ вклада различных физических процессов в температурное поле в прискважинной зоне;

- изучение влияния сжимаемости на величину баротермического эффекта.

Научная новизна: Впервые получено аналитическое решение нелинейной задачи о баротермическом эффекте с учетом барической сжимаемости, исследованы пространственно-временные распределения температурных полей при фильтрации газа в пористой среде; получены графики зависимости температуры от различных параметров и изучен вклад сжимаемости.

Практическая ценность заключается в возможности использования результатов исследований в физике пористых сред, в газодобывающей промышленности.

полученные аналитические зависимости позволяют произвести оценку эффективности фильтрации газа в конкретных условиях и выбирать оптимальный режим.

полученные результаты можно использовать для термического контроля за процессом фильтрации газа в пористой среде;

результаты работы позволяют оценивать эффективность фильтрации газа и с учетом полученных результатов корректировать последующую технологию воздействия.

Краткая характеристика содержания работы: Дипломная работа состоит из введения, трех глав и заключения.

Во введении обоснована актуальность темы дипломной работы, поставлены задачи исследования и приводятся краткие сведения по работе.

В первой главе представлены основные уравнения, описывающие процесс фильтрации газа в пористом пласте. Сформулирована физическая и математическая постановки температурной и гидродинамической задач.

Во второй главе найдено решение гидродинамической задачи методом разделения переменных, методом характеристик построено решение температурной задачи и осуществлен анализ полученного аналитического решения на частных случаях.

В третьей главе осуществлены численные расчеты тепловых полей с помощью программного пакета Mathcad. Описан анализ вклада различных физических процессов.

В заключении подводятся итоги проведенного исследования.

При выполнении работы оказали большую помощь д.т.н., проф. Филиппов А.И., ст. пр. Миколайчук Н.П., ст. лаб. Скворцова О.В. В связи с этим, хочу выразить им большую благодарность за оказанную помощь в выполнении дипломной работы, указание путей решения возникающих трудностей, советы по рациональной организации труда.

– коэффициент температуропроводности, ;

– температура, ;

– давление, ;

– скорость фильтрации, ;

– скорость конвективного переноса тепла, ;

Π=с ρ/c_pl;

m – пористость;

– относительная вязкость газа,

– проницаемость, ;

– коэффициент сжимаемости, ;

– коэффициент теплопроводности, ;

– радиус контура питания, ;

– радиус скважины, ;

– плотность газа, ;

– коэффициент Джоуля – Томсона, ;

– удельная теплоемкость газа насыщающего пористую среду, ;

– адиабатический коэффициент, ;

– время, ;

глава 1. постановка задачи о температурном поле в нефтегазовом пласте

Похожие работы

Распределение температуры по стволу скважины с целью решения геологических и геолого-промысловых задач

Скачать

38033

7

8

... . Однако полного выравнивания температур никогда не происходит, так как конвективный теплоперенос гораздо мощнее теплообмена. Относительный вклад теплообмена возрастает с уменьшением скорости потока. Квазистационарное распределение температуры в стволе скважины выше продуктивных пластов для потока жидкости описывается следующей приближенной формулой (Чекалюк Э.Б.) T(z) = То- Гг + ГВ (1 - е -т ) ...

Моделирование процессов тепло- и массопереноса при закачке радиоактивных растворов в глубокозалегающие пласты

Скачать

129168

471

101

... влияния – RТ и чистой воды – Rwдля некоторого момента времени 3.6. Выводы В нулевом и первом приближениях решена задача о температурном поле, вызванном закачкой радиоактивного раствора в глубокозалегающие пласты. На основании полученного решения установлены расчетные формулы для полей температуры, вызванных энергией распада и различием температур пласта и закачиваемой жидкости. ...