Особенности формирования температурного поля в скважине с многопластовой системой при разгазировании нефти

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


Выпуск:

2020. Том 6. № 2 (22)

Название: 
Особенности формирования температурного поля в скважине с многопластовой системой при разгазировании нефти


Для цитирования: Шарафутдинов Р. Ф. Особенности формирования температурного поля в скважине с многопластовой системой при разгазировании нефти / Р. Ф. Шарафутдинов, И. В. Канафин // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2020. Том 6. № 2 (22). С. 96-109. DOI: 10.21684/2411-7978-2020-6-2-96-109

Об авторах:

Шарафутдинов Рамиль Файзырович, доктор физико-математических наук, профессор кафедры геофизики, Башкирский государственный университет (г. Уфа); gframil@inbox.ru

Канафин Ильдар Вакифович, ассистент кафедры геофизики, Башкирский государственный университет (г. Уфа); vradlik@gmail.com

Аннотация:

Как известно, термометрия скважин является одним из основных методов при диагностике состояния скважины и пласта при контроле за разработкой нефтегазовых местроождений. На сегодняшний день слабоизученным остается вопрос о формировании температурного поля в скважине с многопластовой системой в условиях разгазирования нефти. Поэтому актуальным является исследование термогидродинамических процессов, формирующих температурное поле в системе «скважина — пласт» на основе математической модели движения двухфазного потока нефти и газа с учетом разгазирования нефти.

В статье на основе численной модели, описывающей неизотермическое движение двухфазного флюида в скважине с многопластовой системой, рассмотрена задача об отборе газированной нефти из скважины, которая эксплуатирует два пласта. Формирование температурного поля обусловлено влиянием адиабатического и Джоуля — Томсона эффектов, а также теплоты разгазирования нефти.

Решение системы дифференциальных уравнений осуществляется численно, а дискретизация — методом контрольного объема. Полученная система нелинейных уравнений линеаризуется методом Ньютона — Рафсона, а корни системы находятся методом Гаусса из библиотеки LAPACK.

В работе рассмотрены особенности температурных эффектов в скважине с двухпластовой системой при различной продолжительности снижения давления на устье скважины, давления насыщения нефти газом, а также функциональных зависимостей относительных фазовых проницаемостей фаз от насыщенности. Показано, что резкое снижение давления на устье скважины приводит к значительному охлаждению в первый час работы скважины.

Полученные результаты могут быть использованы при планировании промыслово-геофизических исследований и интерпретации результатов температурных исследований скважин при добыче газированной нефти.

Список литературы:

  1. Валиуллин Р. А. Термометрия многофазных потоков / Р. А. Валиуллин, А. Ш. Рамазанов, Р. Ф. Шарафутдинов. Уфа: Изд-во Башкирского государственного университета, 1995.

  2. Рамазанов А. Ш. Аналитическая модель температурных изменений при фильтрации газированной нефти / А. Ш. Рамазанов, А. В. Паршин // Теплофизика высоких температур. 2012. Том 50. № 4. С. 606-608.

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

  4. Шарафутдинов Р. Ф. Исследование неизотермического двухфазного течения в вертикальной скважине / Р. Ф. Шарафутдинов, Т. Р. Хабиров, А. А. Садретдинов // Прикладная механика и техническая физика. 2015. Том 56. № 2 (330). С. 15-20.

  5. Шарафутдинов Р. Ф. Фильтрация газированной нефти с фазовыми переходами в неоднородной по проницаемости пористой среде / Р. Ф. Шарафутдинов, А. С. Бочков, А. М. Шарипов, А. А. Садретдинов // Прикладная механика и техническая физика. 2017. Том 58. № 2. С. 98-102.

  6. Шарафутдинов Р. Ф. Численное исследование температурного поля в скважине с многопластовой системой при движении газированной нефти / Р. Ф. Шарафутдинов, И. В. Канафин, Т. Р. Хабиров // Прикладная механика и техническая физика. 2019. Том 60. № 5. С. 125-135.

  7. Hasan A. R. Fluid Flow and Heat Transfer in Wellbores / A. R. Hasan, C. S. Kabir. Richardson, TX: Society of Petroleum Engineers, 2002.

  8. Izgec B. Transient Fluid and Heat Flow Modeling in Coupled Wellbore/Reservoir Systems: diss. / B. Izgec. Texas, 2008.

  9. Ralph P. General Chemistry: Principles and Modern Applications / P. Ralph, W. Harwood, G. Herring, J. Madura. 9th ed. Upper Saddle River, NJ: Pearson, 2007.

  10. Zhe Wang. Analyzing wellbore temperature distributions using nonisothermal multiphase flow simulation / Zhe Wang // SPE Western North American Region Meeting (7-11 May 2011, Anchorage, USA). Houston: Society of Petroleum Engineers, 2011. SPE 144577.