Численный алгоритм решения задачи одномерной радиальной неизотермической фильтрации газа

Об авторе:

Бородин Станислав Леонидович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН; eLibrary AuthorID, ORCID, Web of Science ResearcherID, Scopus Author ID, s.l.borodin@yandex.ru; ORCID: 0000-0002-2850-5989

Аннотация:

При добыче природного газа возможно образование газовых гидратов в призабойной зоне скважин в результате снижения температуры, особенно в тех случаях, когда термобарические пластовые условия изначально близки к условиям образования гидрата пластового газа. С целью проведения вычислительных экспериментов по оценке данного явления в работе построена математическая модель одномерной радиальной неизотермической фильтрации газа. Для численной реализации разработан алгоритм, основу которого составляют неявная разностная схема, методы прогонки и простых итераций. Разработан компьютерный код, позволяющий рассчитывать распределения различных параметров фильтрационного потока при добыче газа для разных пластовых и эксплуатационных условий. Проведены оценки времени и точности расчетов в зависимости от временного шага.

Список литературы:

1.             Алишаев М. Г. Неизотермическая фильтрация при разработке нефтяных месторождений / М. Г. Алишаев, М. Д. Розенберг, Е. В. Теслюк. М.: Недра,
1985. 271 с.

2.             Аргунова К. К. О математическом моделировании разработки Мессояхского месторождения / К. К. Аргунова, Э. А. Бондарев, В. В. Попов, И. И. Рожин // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2008. Вып. 1. URL: http://ogbus.ru/

3.             Басииев К. С. Подземная гидромеханика: учебник для вузов / К. С. Басииев, И. Н. Кочина, В. М. Максимов. М.: Недра, 1993. 416 с.

4.             Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н. Б. Варгафтик. М.: Изд-во «Наука», 1972. 720 с.

5.             Варгафтик Н. Б. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов /
Н. Б. Варгафтик, Л. П. Филиппов, А. А. Тарзиманов, Е. Е. Тоцкий. М.: Энергоатомиздат, 1990. 352 с.

6.             Латонов В. В. Расчет коэффициента сжимаемости природного газа / В. В. Латонов, Г. Р. Гуревич // Газовая промышленность. 1969. № 2. C. 7-9.

7.             Леонтьев Н. Е. Основы теории фильтрации: учебное пособие / Н. Е. Леонтьев. М.: Изд-во Центра прикладных исследований при механико-математическом факультете МГУ, 2009. 88 c.

8.             Мусакаев Н. Г. Математическое моделирование процесса добычи газа из газогидратной залежи с учетом образования льда / Н. Г. Мусакаев, М. К. Хасанов // Вестник Тюменского государственного университета. 2014. № 7. С. 43-50.

9.             Мусакаев Н. Г. Численное исследование процесса протаивания многолетних мерзлых пород при работе добывающей скважины с установкой электроцентробежных насосов / Н. Г. Мусакаев, С. Л. Бородин, С. Н. Романюк // Вестник Новосибирского государственного университета. Математика, механика, информатика. 2013. Т. 13. Вып. 2. С. 15-20.

10.         Мусакаев Н. Г. Методы решения одномерной радиальной задачи теплопередачи в окружающие скважину мерзлые породы / Н. Г. Мусакаев, С. Л. Бородин, С. Н. Романюк // Вестник Тюменского государственного университета. 2014. №  7. С. 19-26.

11.         Николаевский В. Н. Механика насыщенных пористых сред / В. Н. Николаевский, К. С. Басниев, А. Т. Горбунов, Г. А. Зотов. М.: Недра, 1970. 335 с.

12.         Программа и тезисы докладов конференции «Газовые гидраты в экосистеме Земли — 2014» / Ответственный за выпуск к. х. н. Т. В. Родионова. Новосибирск: ИНХ СО РАН, 2014. 104 с.

13.         Проектирование разработки и эксплуатация нефтяных месторождений: справочное руководство в 2 т. / под ред. Ш. К. Гиматудинова; 3-е изд. испр. М.: Недра, 1983; Т. 2. Проектирование разработки / Ш. К. Гиматудинов, Ю. П. Борисов, М. Д. Розенберг. 431 с.

14.         Чарный И. А. Подземная гидрогазодинамика / И. А. Чарный. М.: Гостоптехиздат, 1963. 396 с.

15.         Чекалюк Э. Б. Термодинамика нефтяного пласта / Э. Б. Чекалюк. М.: Недра, 1965. 238 с.

16.         Poling B. E. The properties of gases and liquids / B. E. Poling, J. M. Prausnitz,
J. P. O’Connell; 5^th Ed, 2001. 803 p.

17.         Shagapov V. Sh. Formation of gas hydrates in a porous medium during an injection of cold gas / V. Sh. Shagapov, N. G. Musakaev, M. K. Khasanov // Int. J. of Heat and Mass Transfer. 2015. Vol. 84. Pp. 1030-1039.