WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В результате исследования механизма вытеснения остаточной пленочной нефти с учетом продолжительности контакта жидкой и газообразных фаз установлены минимальное и максимальное значения коэффициентов молекулярной диффузии компонентов жидкой фазы в газовую, которые в последствии увлекаются потоком в ядре поры нефтенасыщенного пласта: Dmin = 2,3 · 10-9 м2/c;
Dmax = 4,0 · 10-9 м2/c, что хорошо согласуется с ранее полученными результатами. Максимальное и минимальное значения коэффициентов молекулярной диффузии Dmax и Dmin рассчитаны из соображения пропорциональности диффузионной длины (L) и коэффициента диффузии (D1/2):

,

где – время релаксации в изображении яркостного профиля.

На рисунках 6 12 яркостные профили строк приводятся для 10-ого,
12-ого и 14-ого слоев при условии, что 100-микронный диаметр капилляра делится на 15 равных по ширине слоев. В то же время каждый слой поделен на 6 равных по ширине строк для детальной обработки результатов исследования по программе 3d Image. Для сравнительного анализа рассмотрим яркостные профили аналогичных четырех последовательных строк в начале исследования и по истечении определенного времени: через 1 минуту после создания высокого давления в системе (17 МПа) и 28 минут.

Для более тонкого анализа в каждом слое одновременно рассматриваются профили яркости четырех последовательных строк. Вид кривых профилей яркости указывает на диффузионные явления от 10 до 14 слоев. В 10-ом слое преобладает капиллярная конденсация компонентов газовой фазы в жидкую и молекулярная диффузия. В 12-ом слое слева от контакта фаз диффузионные явления наблюдаются лишь за счет капиллярной конденсации компонентов газовой фазы в жидкую и молекулярной диффузии фаз друг в друга. Справа от контакта фаз яркостный профиль каждой из четырех строк резко отличается друг от друга, что объясняет послойное растворение пленочной нефти в вытесняющем агенте за счет преобладания молекулярной диффузии. Анализ результатов 13-ого слоя показывает распространение процесса молекулярной диффузии в зону вытесняемой жидкости до контакта между фазами. Вид яркостных профилей 14-ого слоя позволяет сделать заключение о том, что остаточная пленочная жидкость имеет поверхностную энергию, отличную от жидкости в ядре капилляра независимо от воздействия вытесняющего агента.

Анализ рисунков 6 12 демонстрирует бурный процесс диффузионных явлений в приграничной зоне.

Существование времени релаксации жидкости, определяющего характерные реологические эффекты при движении вязкоупругих систем, позволяет сделать заключение о действии нормальных напряжений, характеризующихся модулем сдвиговой упругости и скорости сдвига.

Те же самые рисунки показывают стабилизацию диффузионной длины, т.е. диффузия не бесконечна, имеются определенные силы, которые препятствуют диффузии.

При фильтрации неньютоновской нефти через образец пористой среды в зависимости от скорости фильтрации и созданного градиента давления изменя-ется коэффициент подвижности, равный отношению проницаемости породы к эффективной вязкости нефти. При малых скоростях фильтрации, что соответствует удаленным от скважины зонам пласта, нефть двигается практически с неразрушенной структурой. При этом ее подвижность имеет минимальное значение Пmin.

Таким образом, если провести аналогию с диффузионной теорией в полупроводниках, то силой, препятствующей диффузии, является градиент давления. Из закона Дарси следует:

,

где V – скорость движения жидкости, м/с; k – проницаемость пласта, м2; – вязкость нефти, мПас; Р – давление в системе, Па; П – подвижность нефти.

Как видно из рисунков 6 12, относительные вероятности изменения вязкости вытесняемой и вытесняющей фаз в переходной зоне увеличиваются вдвое. Вероятно, это связано с процессом образования смешивающейся переходной зоны за счет изменения вязкости на контакте между фазами и послойного изменения вязкости в остаточной пленочной жидкости. Это хорошо согласуется с результатами аналитического решения задачи в главе 2 (п. 2.1) о зависимости длины зоны смешения от отношения вязкостей вытесняемой и вытесняющей фаз, которые подтверждают наличие между жидкими частицами определенных силовых взаимодействий, обеспечивающих упругие свойства среды, а также способность жидкости сопротивляться сдвиговым деформациям. Чем меньше расстояние между жидкими частицами и выше их упаковка, тем больше сила взаимодействия между ними, тем большее усилие нужно приложить, чтобы сдвинуть их относительно друг друга. Это усилие при постоянной скорости деформации определяется коэффициентом вязкого трения.

Эксперименты показали хорошую сходимость результатов решения аналитической задачи о стабилизации диффузионной длины.

Основные выводы

1. В работе выполнен системный анализ отечественных и зарубежных исследований капиллярных явлений в пористой среде. Проанализированы известные исследования особенностей взаимодействия вытесняемого и вытесняющего агентов при фазовых переходах первого рода. Выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований по уточнению механизма взаимодействия вытесняемого и вытесняющего агентов при смешивающемся вытеснении нефти в модели единичной поры продуктивного пласта.

2. Получены полуэмпирические формулы для расчета распределения концентрации газовой фазы в жидкой, изменения вязкости смеси нефти и газа в остаточной пленочной нефти и увеличения подвижности последней. Подтверждена зависимость диффузионной длины смешения от отношения вязкостей жидкой и газовой фаз. Чем больше эта величина, тем большее количество углеводородного газа потребуется для полного вытеснения остаточной пленочной нефти.

3. Получена зависимость, позволяющая, используя результаты экспериментальных исследований, рассчитать минимальное и максимальное значения капиллярного давления от 7 до 200 кПа и поверхностного натяжения между контактируемыми фазами от 0,17 до 1,32 Н/мм.

4. Установлено, что как угол смачивания, так и радиус кривизны границы раздела двух сред при смешивающемся вытеснении нефти уменьшаются в зависимости от поверхностного натяжения жидкости. При этом темп уменьшения краевого угла смачивания при монотонном повышении давления в системе неодинаков для гексана, гептана, и тем более для нефти. Схожесть темпов уменьшения краевого угла смачивания гептана и гексана объясняется незначительным различием их плотностей и влиянием вязкости на процесс формирования переходной зоны.

5. Использование методики цифровой микроскопии для анализа яркостного профиля строк позволило установить минимальное и максимальное значения коэффициентов молекулярной диффузии компонентов жидкой фазы в газовую, которые в последствии увлекаются потоком в ядре поры нефтенасыщенного пласта: Dmin = 2,3 · 10-9 м2/c; Dmax = 4,0 · 10-9 м2/c, что хорошо согласуется с результатами аналитического расчета.

6. Впервые обнаружен эффект стабилизации диффузионной длины в переходной зоне, т.е. диффузия не бесконечна, есть определенные силы, которые препятствуют молекулярной диффузии. Обосновано обнаруженное визуальным наблюдением наличие у покоящейся жидкости пространственной структуры, достаточно плотной, чтобы сопротивляться любому напряжению, не превышающему величину предельного напряжения сдвига для данной системы.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих
работах:

1. Халиков Г.А., Дияшев Р.Н., Ямалетдинова К.Ш., Хиразов Э.Р. Проблема извлечения остаточной нефти на поздней стадии освоения месторождений углеводородов // Матер. научн.-практ. конф. в рамках VI Международной специализированной выставки «Нефть. Газ-99», 8-9 сентября 1999 г. – Казань, 1999. – Т. 1. – С. 249-251.

2. Gimaev R.N., Yamaletdinova K.Sh.,. Mukminov F.Kh, Khirazov E.R. etc. Modelling of Pressure Diffusion Processes in a Saturated Porous Medium Dynamics of Multiphase Systems // Proceedings of International Conference on Multiphase Systems. Ufa, 2000. – Р. 323-326.

3. Ямалетдинова К.Ш., Янгуразова З.А., Хиразов Э.Р. и др. Исследование процессов диффузии в единичной поре пласта // Новые идеи в поиске, разведке и разработке нефтяных месторождений. Матер. научн.-практ. конф.
5-8 сентября 2000. Казань, 2000. – С. 97-98.

4. Ямалетдинова Г.Ф., Хиразов Э.Р., Насыров А.М., Давлетшина Р.Х. Учет диффузионных и адсорбционных процессов при фильтрации жидкости в пористой среде // Молодежь науке будущего. Тез. докл. Междунар. молодежной научн. конф. Набережные Челны, 2000. С. 56-57.

5. Гимаев Р.Н., Ямалетдинова К.Ш., Янгуразова З.А., Хиразов Э.Р. и др. Исследование неравновесных эффектов в насыщенной пористой среде // Наука и технология углеводородных дисперсных систем. Матер. второго международного симпозиума 2-5 октября 2000. – Уфа, 2000. – Т. 1. – С. 195-196.

6. Ямалетдинова К.Ш., Янгуразова З.А., Хиразов Э.Р., Давлетшина Р.Х. Влияние адсорбционных процессов на фильтрацию жидкости в пористой среде // Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан. Матер. IV республиканск. научн. конф. – Казань: АН РТ, 2000. – С. 151.

7. Хиразов Э.Р., Насыров А.М., Давлетшина Р.Х. Вытеснение туймазинской нефти оторочкой конденсата // Проблемы геологии и освоения недр. Тр. Четвертого Международн. научн. симпозиума имени академика М.А. Усова. Томск, 2000. С. 383-384.

8. Ямалетдинова К.Ш., Ильгамов М.А., Хиразов Э.Р. Изучение процессов диффузии в модели единичной поры нефтенасыщенного пласта // Сб. ст. научн. конф. по научно-техническим программам Министерства образования РФ. – Уфа: РИО БашГУ, 2001. Ч. I. - С.137-141.

9. Хиразов Э.Р. Квазистационарное движение неньютоновской вязкопластической жидкости по цилиндрическому капилляру кругового сечения // Молодые ученые Волго-Уральского региона на рубеже веков. Матер. юбил. научн. конф. Уфа, 2001. С. 54-56.

10. Ямалетдинова К.Ш., Гимаев Р.Н., Халиков Г.А., Хиразов Э.Р. Влияние группового состава углеводородных фаз на интенсивность фазовых превращений в переходной зоне // Сб. статей научн. конф. по научно-техническим программам Министерства образования РФ. Уфа: РИО БашГУ, 2001. – Ч. I. – С. 134-137.

11. Ямалетдинова К.Ш., Гимаев Р.Н., Хиразов Э.Р. Изучение равновесия многофазной системы в единичной поре горной породы // Аэромеханика и газовая динамика. – Пермь, 2001. – № 1. С. 182.

12. Статистические методы и обработка изображений в автоматизированных системах управления качеством: Учебн. пособие / С.С. Гоц, К.Ш. Ямалетдинова, В.А. Васильев, Э.Р. Хиразов. Уфа: РИО БашГУ, 2005. – 208 с.

13. Статистические методы и автоматизированные системы управления качеством экспериментальных исследований: Монография / С.С. Гоц, К.Ш. Ямалетдинова, В.А. Васильев, Э.Р. Хиразов. – Уфа: РИО БашГУ, 2005. – 207 с.

14. Ямалетдинова К.Ш., Гоц С.С., Хиразов Э.Р. Статистическая обработка изображений в оптической микроскопии // Электронный журнал «Нефтегазовое дело». – 2006. www.ogbus.ru/authors/Yamaletdinova/ Yamaletdinova_1.pdf.

15. Новичков В.Е., Хиразов Э.Р., Ямалетдинова Г.Ф., Хазиев И.И., Гареев Р.Ю. Роль аудита информационных систем в организации производственных процессов // Инновации и наукоемкие технологии в образовании и экономике. Матер. Всеросс. научн.-метод. конф. – Уфа: РИО РУНМЦ МО РБ, 2007. С. 99-103.

16. Ямалетдинова К.Ш., Гоц С.С., Хиразов Э.Р. Цифровая обработка изображений в оптической микроскопии // Инновации и наукоемкие технологии в образовании и экономике. Матер. IV Всеросс. научн.-метод. конф. – Уфа: РИО РУНМЦ МО РБ, 2008. С. 430-437.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»