Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2016. Том 2. №3

Название: 
Очистка призабойной зоны скважины


Об авторах:

Татосов Алексей Викторович, доктор физико-математических наук, профессор кафедры фундаментальной математики и механики, Институт математики и компьютерных наук, Тюменский государственный университет; atatosov@utmn.ru

Варавва Артём Игоревич, аспирант, Тюменский государственный университет; artevar@yandex.ru

Аннотация:

В последние годы повысился интерес к использованию для интенсификации добычи нефти термохимических обработок. Одним из перспективных и представляющих научный интерес является метод подачи в продуктивный пласт реагирующей энерговыделяющей бинарной смеси, основным компонентом которой является водный раствор нитрата аммония. В ходе экзотермической реакции, инициирующейся в пласте, прогревается призабойная зона скважины, а выделяющееся большое количество газа под давлением входит в пласт. В результате обработки бинарными смесями понижается вязкость нефти, из призабойной зоны устраняется кальматация, вымываются загрязнения и парафины. При плавлении твердого парафина возрастает объем пор, доступный для фильтрации, вследствие чего повышается продуктивность скважины. В данной работе предложена математическая модель, позволяющая описать процессы, происходящие при закачке бинарной смеси в пласт: химическую реакцию разложения нитрита аммония, расплавление и вымывание отложений парафинов и загрязнений, повышение давления и температуры, возникающие вблизи скважины. Модель учитывает изменения пористости, связанные как с растворением твердых парафинов, так и с сжимаемостями флюидов и скелета породы. Предложен численный алгоритм решения представленной системы уравнений. Рассмотрен пример расчета подачи бинарной смеси в вертикальную скважину с заданной приемистостью в течение определенного промежутка времени. Изучено влияние определяющих параметров задачи на характер многофазного течения. Установлено, что в ходе реакции температура в призабойной зоне скважины повышается, что приводит к растворению твердого парафина и последующему его вымыванию. Вблизи скважины наблюдается кратковременное значительное повышение давления.

Список литературы:

  1. Баренблатт Г. И. Движение жидкости и газов в природных пластах / Г. И. Баренблатт, В. М. Ентов, В. М. Рыжик. М.: Недра, 1984. 530 с.
  2. Басниев К. С. Подземная гидромеханика / К. С. Басниев, И. Н. Кочина, В. М. Максимов. М.: Недра, 1993. 414 с.
  3. Ентов В. М. Гидродинамика процессов повышения нефтеотдачи / В. М. Ентов, А. Ф. Зазовский. М.: Недра, 1989. 232 с.
  4. Звягин Г. А. Исследование источников загрязнения и технологий обработок нагнетательных скважин / Г. А. Звягин, П. М. Южанинов, А. И. Дзюбенко // Нефтепромысловое дело. 1982. № 11. С. 114-115.
  5. Каневская Р. Д. Математическое моделирование гидродинамических процессов разработки месторождений углеводородов / Р. Д. Каневская. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. 330 с.
  6. Татосов А. В. Очистка призабойной зоны скважины реагирующей бинарной смесью / А. В. Татосов, В. Д. Козлов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2015. Том 1. № 4(4). С. 112-116.
  7. Huang Z. A Fundamental Model Wax Deposition in Subsea Oil Pipelines / Z. Huang, H. S. Lee, M. Senra, H. S. Fogler // AIChE Journal. 2011. Vol. 57. No 11. Pp. 2955-2964. DOI: 10.1002/aic.12517
  8. Kline W. E. Dissolution of Silicate Minerals by Hydrofluoric Acid / W. E. Kline, H. S. Fogler // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. 1981. Vol. 20(2). Pp. 151-161. DOI: 10.1021/i100002a008
  9. Vershinin V. Mechanisms of Thermal-Pressure Induced Impact of Binary Mixture Reaction Near Wellbore / V. Vershinin, K. Fedorov, A. Lishchuk // SPE Russian Petroleum Technology Conference and Exhibition (Moscow, Russia, 2016). SPE-182048-RU.
  10. Williams B. B. Hydrofluoric Acid Reaction with Sandstone Formations / B. Williams. 1975.