РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОПУСКНОГО ТЕЧЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В СКВАЖИНЕ С УЧЕТОМ ПРОТАИВАНИЯ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД
-
Published:2020-03-19
Issue:3
Volume:331
Page:135-144
-
ISSN:2413-1830
-
Container-title:Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov
-
language:
-
Short-container-title:IZVESTIYA
Author:
Мусакаев Наиль Габсалямович,Бородин Станислав Леонидович
Abstract
Актуальность исследования обусловлена необходимостью расчетов параметров закачиваемого в нефтесодержащей пласт теплоносителя на всем протяжении его движения от выхода из нагревателя или парогенератора до пористого коллектора. Основным используемым сегодня методом разработки залежей высоковязких и битумных нефтей является закачка в нефтяной пласт теплового агента (горячая вода или пар). При таком способе повышения нефтеотдачи пластов происходит снижение вязкости нефти и увеличивается коэффициент извлечения нефти. Повышение коэффициента извлечения нефти может привести к рентабельности разработки месторождений с высоковязкими нефтями. Поскольку для производства горячей пароводяной смеси нужны достаточно большие энергетические затраты, и для эффективного теплового воздействия на нефтяную залежь требуется при достаточно высоких скоростях закачки значительный объем теплоносителя, то для успешной реализации данного метода разработки необходимы предварительные расчеты на базе адекватной математической модели, в которой учтены различные аспекты изучаемого процесса. Целью исследования является анализ влияния различных факторов на характер распределения по глубине скважины параметров теплоносителя, а также интенсивность протаивания многолетнемерзлых пород. Объекты: гидродинамические и теплофизические процессы, протекающие при движении теплоносителя в нагнетательной скважине, с учетом теплового взаимодействия с окружающей горной породой. Методы. Теоретическое исследование выполнено на базе методов механики многофазных систем и вычислительной математики. Задача нахождения параметров опускного двухфазного потока в нагнетательной скважине разбивается на две части. В первой части определяются термодинамические параметры стационарного нисходящего течения горячей пароводяной смеси в подъемной колонне скважины с учетом тепловых потерь в окружающие горные породы. Во второй исследуется нестационарное распространение в горной породе теплоты, поступающей от скважины, с учетом возможного протаивания многолетнемерзлых пород. С учетом найденного распределения температуры в окружающих породах происходит переход к первой части. Результаты. Приведена математическая модель опускного течения теплоносителя в нагнетательной скважине с учетом внешнего теплообмена скважинного продукта с окружающими горными породами (в том числе и многолетнемерзлыми). На ее базе численно изучено влияние различных факторов (массовый расход и сухость нагнетаемого пара, различная толщина теплоизолирующего материала на внешней поверхности подъемной колонны и т. п.) на изменение термодинамических параметров двухфазного потока по глубине скважины, а также темпы растепления многолетнемерзлых пород. Получены зависимости радиуса протаявшей зоны в мерзлых грунтах от массового расхода закачиваемого теплоносителя, а также от различного заполнения кольцевого зазора скважины.
Publisher
National Research Tomsk Polytechnic University
Subject
Management, Monitoring, Policy and Law,Economic Geology,Waste Management and Disposal,Geotechnical Engineering and Engineering Geology,Fuel Technology,Materials Science (miscellaneous)
Cited by
3 articles.
订阅此论文施引文献
订阅此论文施引文献,注册后可以免费订阅5篇论文的施引文献,订阅后可以查看论文全部施引文献
1. CALCULATION OF THE BOTTOM-HOLE PARAMETERS OF THE HEAT CARRIER DURING ITS MOVEMENT ALONG THE WELLBORE OF A DIRECTIONAL WELL CONSIDERING THE FLOW STRUCTURE;Bulletin of the Tomsk Polytechnic University Geo Assets Engineering;2023-08-31
2. Research of upward gas-liquid flows with foam-forming surface-active substances in a vertical channel;“TOPICAL ISSUES OF THERMOPHYSICS, ENERGETICS AND HYDROGASDYNAMICS IN THE ARCTIC CONDITIONS”: Dedicated to the 85th Birthday Anniversary of Professor E. A. Bondarev;2022
3. ТЕПЛООБМЕН ПРИ ФИЛЬТРАЦИИ ЖИДКОСТИ В КОЛЬЦЕВОМ КАНАЛЕ, ЗАПОЛНЕННОМ ПОРИСТОЙ СРЕДОЙ;Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov;2021-08-22