Экспериментальное исследование термогидродинамических процессов при фильтрации водонефтяной эмульсии

Об авторах:

Асылгареев Альберт Азаматович, аспирант кафедры геофизики, Башкирский государственный университет (г. Уфа); asylgareev9696@gmail.com

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

Валиуллин Рим Абдуллович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой геофизики, Башкирский государственный университет (г. Уфа); valra@geotec.ru

Космылин Денис Владимирович, ассистент кафедры геофизики, Башкирский государственный университет (г. Уфа); kosmylindenis@yandex.ru

Аннотация:

Температурные измерения в скважинных условиях (термометрия скважин) широко используются при контроле за разработкой нефтегазовых пластов. С использованием термометрии решаются многие нефтепромысловые задачи: определение работающих интервалов, заколонных перетоков, негерметичности обсадной колонны и т. д. Изменение температуры в пласте обусловлено проявлением термодинамических эффектов: Джоуля — Томсона и адиабатического. Одним из основных эффектов при определении работающих интервалов методами скважинной термометрии является эффект Джоуля — Томсона, который связан с коэффициентом Джоуля — Томсона, характеризующим состав притекающего флюида из перфорированного пласта в скважину. Поэтому необходимо знать величину коэффициента Джоуля — Томсона для различных флюидов, особенно это важно при количественной интерпретации данных термометрии.

В настоящее время коэффициент Джоуля — Томсона хорошо изучен для различных чистых жидкостей и газов, однако практически не исследован для эмульсий различного типа. Между тем приток нефти и воды из пласта часто приводит к образованию эмульсии в призабойной зоне пласта. Поэтому актуальным является экспериментальное определение коэффициента Джоуля — Томсона для таких систем и изучение термо­гидродинамических процессов при фильтрации эмульсии.

В работе приводятся результаты экспериментальных исследований термогидродинамических процессов при фильтрации эмульсии через дроссельную ячейку. Приводится описание экспериментальной установки, методика эксперимента. Подробно рассматриваются основные конструктивные особенности дроссельного элемента, подходы по снижению теплообмена при движении флюида через дроссельную ячейку. Приводятся данные экспериментальных исследований изменения температуры и давления при фильтрации эмульсии типа М/В (дисперсия масла в воде) и обратной эмульсии типа В/М (дисперсия воды в масле) на дроссельной ячейке. В работе также получены оценки эффекта Джоуля — Томсона для таких жидкостей, как вода, масло и эмульсии «масло — вода».

Список литературы:

1. Ахметов А. Т. Новые принципы применения обратных водонефтяных эмульсий в потокоотклоняющих технологиях и глушении скважин / А. Т. Ахметов, А. Г. Телин, М. В. Мавлетов // Нефтегазовое дело. 2005. № 3. С. 119-126.

2. Ахметов А. Т. О механизме вытеснения нефти из пористой среды мицеллярными растворами / А. Т. Ахметов, Р. И. Нигматулин, К. М. Федоров // Доклады АН СССР. 1987. Том 293. № 3. С. 558-562.

3. Ахметов А. Т. Особенности течения дисперсии из микрокапель воды в микроканалах / А. Т. Ахметов, С. П. Саметов // Письма в Журнал технической физики. 2010. Том 36. № 22. С. 21-28.

4. Валиуллин Р. А. Баротермический эффект при трехфазной фильтрации с фазовыми переходами / Р. А. Валиуллин, А. Ш. Рамазанов, Р. Ф. Шарафутдинов // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 1994. № 6. С. 113-117.

5. Валиуллин Р. А. Исследование температурного поля в скважине c индукционным нагревом колонны при наличии каналов заколонного перетока жидкости / Р. А. Валиуллин, Р. Ф. Шарафутдинов, В. Я. Федотов, Д. В. Космылин, И. В. Канафин // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2017. Том 3. № 3. С. 17-28. DOI: 10.21684/2411-7978-2017-3-3-17-28

6. Валиуллин Р. А. Исследование термогидродинамических процессов на модели пористой среды / Р. А. Валиуллин, Р. Ф. Шарафутдинов, А. И. Гафуров, В. Я. Федотов // Вестник Башкирского университета. 2017. Том 22. № 2. С. 340-344.

7. Валиуллин Р. А. Экспериментальное изучение термодинамических эффектов в газожидкостных системах / Р. А. Валиуллин, О. Л. Кулагин, Р. Ф. Шарафутдинов // Физико-химическая гидродинамика: межвуз. сб. Уфа: Башк. гос. ун-т., 1995. С. 10-15.

8. Лапук Б. Б. Термодинамические процессы при движении газированной нефти в пористых средах / Б. Б. Лапук // Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1940. № 2. С. 28-34.

9. Требин Г. Ф. Оценка температурной депрессии в призабойной зоне эксплуатационных скважин / Г. Ф. Требин, Ю. Ф. Капырин, О. Г. Лиманский. М.: Всесоюз. нефтегазовый научно-исследоват. ин-т, 1978. Вып. 64. С. 16-22.

10. Чекалюк Э. Б. Термодинамика нефтяного пласта / Э. Б. Чекалюк. М.: Недра, 1965. 240 с.

11. Davis J. A. Displacement mechanisms of micellar solutions / J. A. Davis, S. C. Jones // Journal of Petroleum Technology. 1968. Vol. 20. No. 12. Рp. 1415-1428. DOI: 10.2118/1847-2-PA

12. Gladkov S. O. On the connection of Joule-Thompson’s coefficient with dissipation properties of filtrating media / S. O. Gladkov // European Physical Journal E. 2003. Vol. 10. Pp. 171-174. DOI: 10.1140/epje/e2003-00021-2

13. Gladkov S. O. On the Darcy law under enthalpy conservation conditions / S. O. Gladkov // Technical Physics Letters. 2002. Vol. 28. No. 10. Pp. 861-863. DOI: 10.1134/1.1519031

14. Lisal M. Direct molecular-level Monte Carlo simulation of Joule-Thomson processes / M. Lisal, W. R. Smith, K. Aim // Molecular Physics. 2003. Vol. 101. No. 18. Pp. 2875‑2884. DOI: 10.1080/00268970310001592755

15. Valiullin R. A. A research into thermal field in fluid-saturated porous media / R. A. Valiullin, R. F. Sharafutdinov, A. Sh. Ramazanov // Powder Technology. 2004. Vol. 148. Iss. 1. Pp. 72‑77. DOI: 10.1016/j.powtec.2004.09.023