12 марта 2019 г. состоялся 8-ой семинар Лаборатории СПО ЦМТС ИСП РАН

12 марта 2019 г. в ИСП РАН в 16:00 в 110 аудитории состоялся 8-ой семинар Лаборатории СПО ЦМТС ИСП РАН.

Тема доклада:
Математическое моделирование термогазового метода увеличения нефтеотдачи пласта.

Докладчик:
Д. Романова (МГУ им. М.В. Ломоносова)

Аннотация доклада:
термогазового вытеснения, рассмотренный в данной работе, используется для увеличения нефтеотдачи пласта. Он заключается в том, что в нагнетательную скважину подается нагретая смесь воды и воздуха. Нагретый кислород вступает в реакцию с углеводородом, в результате чего происходит его окисление с выделением тепла; образуются углекислый газ и водяной пар. Температура флюида повышается, а вязкость падает, в результате чего ускоряется процесс вытеснения нефти из пласта. Для описания процесса вытеснения используется трехфазная модель флюида в пористой среде. Три фазы: вода, нефть и газ – не смешиваются, имеют единую температуру и различное давление; разность давлений фаз характеризуется капиллярными давлениями. В газообразной фазе выделены четыре компоненты: азот, кислород, углекислый газ и водяной пар, для которых рассчитываются их концентрации.

Движение флюида в пористой среде называется фильтрационным и описывается уравнениями Дарси. Скелет имеет отличную от флюида температуру, и тем самым модель является двухтемпературной. Математическая модель задачи состоит из десяти уравнений: три уравнения баланса массы фаз, четыре уравнения баланса массы компонентов газовой фазы, уравнение для давления, уравнения баланса энергии для флюида и скелета. Для замыкания системы используются уравнения состояния: уравнения Дарси, определяющие скорости фаз, алгебраические соотношения, определяющие относительные проницаемости фаз, вязкость, теплопроводность флюида и его компонент, плотность фаз, а также кинетику химических реакций. Было проведено численное моделирование первого года термогазового воздействия при вытеснении нефти из пласта в двумерной постановке. В результате чего были рассчитаны следующие процессы: межфазный переход массы за счёт химической реакции, выделение энергии в ходе химической реакции, теплопроводность, теплообмен между скелетом и флюидом, конвективный приток тепла, динамика вытеснения фаз.

Получены поля искомых величин (насыщенность флюида водой, насыщенность флюида нефтью, насыщенность флюида газом, концентрация азота в газовой фазе, концентрация кислорода в газовой фазе, концентрация углекислого газа в газовой фазе, концентрация водяного пара в газовой фазе, давление, температура флюида, температура скелета) во всех узлах расчётной области во все моменты времени, а также график интенсивности вытеснения нефти в добывающие скважины и график дебита добывающих скважин. Аналогичный расчёт был произведён для простого вытеснения водой, вытеснения горячим паром, а также вытеснения холодной смесью воздуха и воды; произведено сравнение результатов и получена положительная динамика увеличения нефтеотдачи пласта.