Физико-математическая модель и метод расчета течения газоконденсатной смеси в пласте

Об авторе:

Шабаров Александр Борисович, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, профессор кафедры прикладной и технической физики, Школа естественных наук, Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия; a.b.shabarov@utmn.ru, https://orcid.org/0000-0002-5374-8704

Аннотация:

Разработана физико-математическая модель радиального течения газоконденсатной смеси (ГКС) в пласте, учитывающая изменения по времени и пространственной координате давления, компонентного и фазового состава, скорости фильтрации газовой и конденсатной фазы. Процесс фильтрации ГКС с фазовыми переходами и изменением компонентного состава по радиусу из-за различия фазовых проницаемостей газа и конденсата рассмотрен по схеме «расщепление по физическим процессам». Изменение приведенной плотности компонент и фаз происходит в двух последовательных процессах — массообмен при неравновесной двухфазной фильтрации и установление термодинамического равновесия в компонентах между газовой и конденсатной фазами. Используется единое кубическое уравнение состояния и равенство летучестей компонентов в жидкой и газовой фазах. Рассмотрены нестационарный и квазистационарный подходы к расчету давления в пласте.Приведен алгоритм расчета изменения компонентного и фазового состава ГКС в газоконденсатном пласте. Отмечено, что разработанные физико-математическая модель и алгоритм расчета, реализованные в виде компьютерной программы, могут быть использованы для решения ряда прямых и обратных задач подземной гидрогазодинамики, в частности, для: прогнозирования добычи газа и конденсата; идентификации параметров пласта; расчета и прогнозирования изменения во времени и радиусу концентрации компонентов и фаз в пласте; построения аппроксимационной зависимости дебита, КГФ компонентного состава  газоконденсатной смеси от депрессии; оптимизации забойных давлений и дебитов скважин по технико-экономическим критериям.

Список литературы:

1. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Часть 1, 2. М.: Наука, 1987.

2. Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидромеханика. М.: Недра, 1993.

3. Шабаров А.Б. Гидрогазодинамика. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2013.

4. Закиров С.Н. Теория и проектирование разработки газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1989.

5. Баренблат Г.И., Ентов В.М.. Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984.

6. Григорьев Б.А., Герасимов А.А., Ланчаков Г.А. Теплофизические свойства и фазовые равновесия газовых конденсатов и их фракций. М.: ИД МЭИ, 2007.

7. Брусиловский А.И. Фазовые превращения при разработке нефти и газа. М.: Грааль, 2002.

8. Козлов А.Д. и др. Расчет фазового равновесия многокомпонентных углеводородных смесей в диапазоне температур 100 .. 450 К при давлениях до 30 МПа. М., 2004.

9. Peng, D.-V., Robinson, D.B. A new two constant equation off state // Ind. Eng. Chem. Fundament. 1976. Vol. 15. Pp. 59-64.

10. Redlih, O., Kwong, J.N.S. On the thermodynamics of solutions. V: An equationof state. Fugacities of gaseous solutions // Chem. Review. 1949. Vol. 44 № 1. Pp. 233-244.

11. Алтунин А.Е., Соколов С.В., Степанов С.В., Черемисин Н.А., Шабаров А.Б. Расчетный метод получения относительных фазовых проницаемостей на основе решения обобщенных уравнений Бернулли для системы поровых каналов // Нефтепромысловое дело. 2013. № 8. С. 40-46.