Теоретическое исследование температурных полей в стволе действующей скважины
Диссертация
Актуальность проблемы. Исследование температурных полей при течении жидкости по трубам традиционно имеет большое практическое значение для энергетики, нефтегазовой промышленности и геологии. Решения соответствующих задач используются для оптимизации различных конструкций с целью уменьшения теплопотерь, теплообмена, термокаротажа и т. д. Разнообразие практических условий приводит к большому… Читать ещё >
Содержание
- СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
- ГЛАВА I. ЗАДАЧА О ТЕМПЕРАТУРНОМ ПОЛЕ В ЖИДКОСТИ, ТЕКУЩЕЙ ПО ТРУБЕ, ОКРУЖЕННОЙ СПЛОШНЫМ МАССИВОМ СРЕДЫ И РАЗЛОЖЕНИЕ ПО АСИМПТОТИЧЕСКОМУ ПАРАМЕТРУ
- 1. 1. Описание проблемы и математическая постановка задачи
- 1. 1. 1. Описание задачи
- 1. 1. 2. Математическая постановка задачи
- 1. 2. Асимптотическое разложение задачи
- 1. 2. 1. Постановка задачи в нулевом приблиэюении
- 1. 2. 2. Краевая задача для первых коэффициентов разложения
- 1. 3. Практически важные частные случаи задачи
- 1. 3. 1. Выровненный профиль скорости
- 1. 3. 2. Случай постоянных градиентов
- 1. 3. 3. Плоский профиль скорости в поле постоянных градиентов
- 1. 4. Выводы
- 1. 1. Описание проблемы и математическая постановка задачи
- ГЛАВА II. ПОСТРОЕНИЕ «В СРЕДНЕМ ТОЧНЫХ» АНАЛИТИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ В НУЛЕВОМ И ПЕРВОМ ПРИБЛИЖЕНИЯХ
- 2. 1. Решение общей задачи и концепция «в среднем точного»
- 2. 1. 1. Аналитическое решение общей задачи в нулевом приблиэюении
- 2. 1. 2. Постановка задачи для остаточного члена и вывод дополнительных условий. Концепг^ия «в среднем точного»
- 2. 1. 3. «В среднем точное» решение задачи в первом приближении
- 2. 1. 4. Решение задачи в пространстве оригиналов
- 2. 2. Асимптотическое решение основной задачи термокаротажа
- 2. 2. 1. Решение задачи в нулевом приблиэюении
- 2. 2. 2. Вывод дополнительных условий для основной задачи термокаротажа
- 2. 2. 3. Построение «в среднем точного» решения в первом приблиэшении
- 2. 2. 4. Получение решений в пространстве оригиналов
- 2. 3. Решение задачи для произвольного профиля скорости и постоянного вертикального градиента температуры
- 2. 3. 1. Решение задачи для произвольного реального аксиально-симметричного профиля скорости в нулевом приближении
- 2. 3. 2. Задача для остаточного члена и вывод дополнительных условий
- 2. 3. 3. «В среднем точное» решение задачи для первого коэффициента разложения
- 2. 3. 4. Нахождение оригиналов
- 2. 4. Решение задачи для выровненного профиля скорости и постоянного вертикального градиента температуры
- 2. 4. 1. Построение решения в нулевом приближении
- 2. 4. 2. Задача для остаточного члена
- 2. 4. 3. Построение «в среднем точного» решения для первого коэффициента разложения
- 2. 4. 4. Переход к оригиналам
- 2. 5. Уточнение «в среднем точного» решения задачи погранслойными функциями
- 2. 5. 1. Построение погранслойных функций для уточнения «в среднем точного"решения общей задачи
- 2. 5. 2. Погранслойная функция в основной задаче термокаротажа
- 2. 5. 3. Уточнение «в среднем точного» решения задачи для произвольного профиля скорости и постоянного вертикального градиента температуры
- 2. 5. 4. Уточнение «в среднем точного» решения задачи для выровненного профиля скорости и постоянного вертикального градиента температуры
- 2. 6. Выводы
- 2. 1. Решение общей задачи и концепция «в среднем точного»
- ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ С УЧЕТОМ РАДИАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В СКВАЖИНЕ
- 3. 1. Анализ температурных полей для случая выровненного профиля скорости и d0/dzd = const
- 3. 2. Графические зависимости для случая постоянного градиента температур с учетом профиля скорости
- 3. 3. Анализ результатов расчетов основной задачи термокаротажа
- 3. 4. Выводы
Список литературы
- Ахметова О.В. Расчет температурных полей при течении флюида в скважинах на основе асимптотических разложений. — Стерлитамак: Изд-во Стерлит. ун-та, 2005. — 125 с.
- Баскаков А. П., Гуревич М. И., Решетин Н. И. и др. Общая теплотехника. M.-JL: Государственное энергетическое издательство, 1963. — 392 с.
- Буевич A.C., Валиуллин P.A., Филиппов А.И. A.c. 953 196 СССР. МКИЗ Е 21 В 47/06. Способ исследования нефтяных скважин (СССР). -№ 2 853 730/22−03. Заявл. 17.12.79- Опубл. 23.08.82. Бюл. № 21. 6 с.
- Буевич A.C., Филиппов А. И. К явлениям переноса при колебаниях в двух-компонентной среде // Инженерно-физический журнал, 1985. Т. XLVIII № 2.-С. 224−230 с.
- Булыгин В.Я. Гидромеханика нефтяного пласта. М.: Недра, 1974. — 232 с.
- Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972.
- Вахитов Г. Г., Гатенберг Ю. П., Лутков В. А. Геотермические методы контроля за разработкой нефтяных месторождений. М. 1984. — 240 с.
- Вахитов Г. Г., Кузнецов О. Л., Симкин Э. М. Термодинамика призабойной зоны нефтяного пласта. М.: Недра, 1978. — 216 с.
- Волков И.К. О некоторых формулах для расчета температурных полей в нефтяных пластах // Труды МВТУ. М. 1977. Т. 256. — С. 56 — 57.
- Гаврина Т.Е., Поляченко А. Л. Теоретическое решение задачи восстановления температурного поля в скважине. Всесоюзн. научно-исслед. ин-т ядерной геофизики и геохимии. М. 1984. — 10 с.
- Горюнова М.А. Приближенное решение задачи о температурном поле в скважине // ВНКСФ 14: Тезисы докладов. В 1. т.Т.1. — Екатеринбург -Уфа: Издательство АСФ России, 2008. — С. 456 — 457.
- Горюнова М.А. Сопоставление приближенной и уточненной моделей температурного поля в скважине // ВНКСФ — 15: Тезисы докладов. В 1. т.Т.1. Екатеринбург — Кемерово: Издательство АСФ России, 2009. — С. 534−535.
- Гуров К.П. Феноменологическая термодинамика необратимых процессов. -М.: Наука, 1978.- 128 с.
- Дворкин И.Л., Филиппов А. И., Коханчиков В. М., Труфанов В. В. Особенности термометрии при исследовании обводнения перфорированных интервалов в процессе эксплуатации // Нефтяное хозяйство, 1976. № 8. С. 42−44.
- Дворкин И.Л., Филиппов А. И., Ладыжинский Б. Я. О влиянии среды, заполняющей скважину, на результаты измерений теплового поля Земли // Известия АН СССР. Сер. Физика Земли, 1979. № 8. С. 100 — 104.
- Диткин В. А., Прудников А. П. Справочник по операционному исчислению. М.: Высшая школа, 1965. — 466 с.
- Диткин В. А., Прудников А. П. Операционное исчисление. М.: Высшая школа, 1966. — 406 с.
- Доегополюк И.М., Фахретдинов И. А., Филиппов А.И. A.c. 1 408 061 СССР. МКИ4 Е 21 В 47/06. Способ термического зондирования проницаемых пластов / (СССР). № 4 111 501/22−03. Заявл. 01.09.86- Опубл. 02.07.88. Бюл. № 25. 4 с.
- Дьяконов ДМ., Яковлев ЯЛ.Определение и использование тепловых свойств горных пород и пластовых жидкостей нефтяных месторождений. -М: Недра, 1969, — 116 с.
- Зайцев В.М. Дроссельное температурное поле трещиноватого пласта при движении несжимаемой жидкости // Известия вузов. Сер. Нефть и газ, 1973.-С. 59−64.
- Зельдович Я. Б. Элементы математической физики. М.: Наука, 1973. — 351 с.
- Зельдович Я.Б. Точное решение задачи диффузии в периодическом поле скорости и турбулентная диффузия // ДАН ССОР, 1982. Т. 266. № 4. С. 821−826.
- Карслоу Г., Егер. Д. Теплопроводность твердых тел. М: Наука, 1964. -487с.
- Краснов M.JI. Интегральные уравнения: Учебное пособие для студентов втузов. М.: Наука, 1975. — 304 с.
- Кейс В. М. Конвективный тепло- и массообмен. М.: Энергия, 1972.
- КузнецовД.С. Специальные функции. -М.: Высшая школа, 1965. 420 с.
- Ландау Л Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Т.5. Статическая физика: Учебное пособие для студентов университетов. 2-е изд., перераб. -М.: Наука, 1964.-568 с.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Т.6. Гидродинамика: Учебное пособие для студентов университетов. 3-е изд., перераб. — М.: Наука, 1986. 736 с.
- Ломов С.А. Введение в общую теорию сингулярных возмущений. М.: Наука, 1981.-400 с.
- Назаров В. Ф., Филиппов A.M. и др. A.c. 1 359 435 (СССР). Способ исследования нагнетательных скважин (СССР). — № 3 898 622/22−03. Заявл. 22.05.85- Опубл. 15.12.87. Бюл. № 46. 5 с.
- Николаевский В. Н. Капиллярная модель диффузии в пористых средах. Изв. АН СССР, ОТН, сер. мех. и маш., вып. 4. 1959.
- Николаевский В. Н. Конвективная диффузия в пористых средах // ПММ, 1959. Т. 23. № 6.-С. 1042- 1050.
- НамиотА.Ю. Изменение температуры по стволу эксплуатирующихся скважин // Нефтяное хозяйство, 1955. № 5. С. 45 — 48.
- Непримеров H.H., Пудовкин М. А., Марков А. И. Особенности теплового поля нефтяного месторождения. Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1968. — 164 с.
- Николаевский В. Н., Басниев К. С., Горбунов А. Т., Зотов Г. А. Механика насыщенных пористых сред. М.: Недра, 1970. — 336 с.
- Николаевский В.Н. Кревективная диффузия в пористых средах // ПММ, 1959. Т.23. № 6. С. 1042 — 1050.
- Тихонов А.Н. О некорректно поставленных задачах // Вычислительные методы и программирование: Сб.научн. тр. / МГУ. М.: Изд-во МГУ, 1967. Т. 8.-С. 22−36.
- Рамазанов А.Ш., Филиппов А. И. Температурные поля при нестационарной фильтрации жидкости // Известия АН СССР. Механика жидкости и газа, 1983. № 4.-С. 175 -178.
- Рамазанов А.Ш., Филиппов А.И. A.c. 777 557 СССР. МКИ4 01 15/07. Способ определения коэффициента Джоуля-Томсона флюидов (СССР). № 2 699 181/13−25. Заявл. 11.12.78- Опубл. 07.11.80. Бюл. № 41. 2 с.
- Проселков Ю.М. Теплопередача в скважинах. М.: Недра, 1975. -224 с.
- Пудовкин М.А., Волков И. К. Краевые задачи математической теории теплопроводности в приложении к расчетам температурных полей в нефтяных пластах при заводнении. Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1978. — 188 с.
- Пудовкин М.А., Саламатин А. Н., Чугунов В. А. Температурные процессы в действующих скважинах. Казань, 1977. — 166 с.
- Пригожим И. Введение в термодинамику необратимых процессов. — М, 1960.-320 е.: ил.
- Требин Г. Ф., Чарыгин Н. В., Обухова Т. М. Нефти месторождений Советского Союза. -М.: Недра, 1980. -583 с.
- Рубинштейн Л.И. Температурные поля в нефтяных пластах. М.: Недра, 1971.-276 с.
- Ферми Э. Термодинамика / Под ред. М. И. Каганова. Харьков: Харьковский госуниверситет, 1969. 139 с.
- Филиппов А. И. Скважинная термометрия переходных процессов. — Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1989. 116с.
- Филиппов А.И. К теории теплообмена потока жидкости в скважине при компрессорном испытании, освоении и опробовании // Изв. ВУЗов Сер. Нефть и газ, 1986. № 12. С. 60 — 65.
- Филиппов А.И., Валиуллин P.A., Бровин Б. З. Некоторые особенности температурных полей при опробовании скважины компрессором // Геофизические исследования Нефтяных скважин Западной Сибири. — Уфа, 1983. Вып. 13.-С. 129- 137.
- Филиппов А.И., Закусило Г. А., Осипов A.M. Применение термометрии для определения интервалов заколонной циркуляции в условиях опробования скважин // Нефтяное хозяйство, 1984. № 3.-С. 17−21.
- Филиппов А.И., Михайлов П. Н., Ахметова О. В. Температурное поле в действующей скважине // Сибирский журнал индустриальной математики, 2004. Т. VII. № 1(17). С. 135 — 144.
- Филиппов А.И., Михайлов П. Н., Ахметова О. В. Использование температурных меток для контроля технического состояния трубопроводов. Там же.-С. 82−88.
- Филиппов А.И., Михайлов П. Н., Ахметова О. В. Основная задача термокаротажа // Теплофизика высоких температур, 2006. № 5. Т. 44. С. 747.
- Филиппов А.И., Михайлов П. Н., Ахметова О. В., Горюнова М. А. Построение «в среднем точного» асимптотического решения задачи о радиальном распределении температурного поля в скважине // Теплофизика высоких температур. 2008. — № 3. — Т.46, — С. 449 — 456.
- Филиппов A.M., Михайлов П. Н., Ахметова O.B., Филиппов К. А. Поля температуры в скважине с учетом радиального профиля скорости // Физико-химическая гидродинамика: Межвузовский сборник. Часть 2. Уфа: РИО Баш ГУ, 2004.-С. 101 — 119.
- Филиппов A.M., Михайлов П. Н., Гоюнова М. А. Уточненное аналитическое решение основной задачи термокаротажа // Обозрение прикладной и промышленной математики, 2008. Т. 15. В5. С. 906 — 907.
- Филиппов A.M., Михайлов П. М., Горюнова М. А. Влияние температурного сигнала пласта на температурное поле в скважине // Вестник Херсонского национального технического университета. — Херсон: ХНТУ, 2009. Выпуск. 2(35). С. 443 — 448.
- Филиппов А.И., Рамазанов А.Ш. A.c. 665 082 СССР, МКИ2 Е 21 В 47/10. Способ определения затрубного движения жидкости (СССР). — № 2 564 990/22−03. Заявл. 05.01.78. Опубл. 30.05.79. Бюл. №. 2 с.
- Филиппов А.И., Шакиров А. Ф., Парфенов А. И., Ягафаров P.P. A.c. 121 411 СССР, МКИЗ Е 21 В 47/00. Способ исследования работающих интервалов в скважине (СССР). № 3 586 938/22−03. Заявлено 27.04.83- Опубл. 15.02.86. Бюл. № 6. 3 е.: ил.
- Филиппов А.И., Шарафутдинов Р.Ф. A.c. 987 082 СССР, МКИЗ Е 21 В 47/00. Способ выявления работающих интервалов пласта (СССР). -№ 3 227 885/22−03. Заявл. 29.12.80- Опубл. 07.01.83. Бюл. № 1. 3 с.
- Филиппов А. К, Филиппов К. А. Интерпретация скважинных термограмм. — Уфа: Гилем, 2004.-160с.
- Филиппов А. И, Фридман A.A., Девяткин Е. М. Баротермический эффект при фильтрации газированной жидкости. Монография. Стерлитамак: Стерлитамак. гос. пед. ин-т. Стерлитамакский филиал Академии наук Республики Башкортостан, 2000. — 175с.
- Хизбуллин Ф.Ф., Буевич A.C., Валиуллин P.A., Гарипов А. Н. Экспериментальные исследования некоторых термодинамических процессов для жидкостей // Физико-химическая гидродинамика, 1980. С. 168 — 174.
- Цирфас X., Ван дер Влит Г. Лабораторные исследования теплопроводности осадочных пород // Промысловая геофизика. -М.: Недра, 1960. № 2.-С. 78−95.
- Чарный И. А. Метод последовательной смены стационарных состояний и его приложение к задачам нестационарной фильтрации жидкостей и газов // Изв. АН СССР. ОТН, 1949. № 3. С. 323 — 342.
- Чарный И. А. Подземная гидродинамика. М.: Гостоптехиздат, 1963. -396 с.
- Чекалюк Э.Б. Основы пьезометрии залежей нефти и газа. Киев: ГИТЛ УССР, 1965.-286 е.: ил.
- Чекалюк Э.Б. Термодинамика нефтяного пласта. М.: Недра, 1965. — 238 с.
- Череменский Г. А. Геотермия. Л.: Недра, 1972. — 271 с.
- Череменский Г. А. Прикладная геотермия. — Л.: Недра, 1977. 224 с.
- Шарафутдинов Р.Ф., Филиппов А. И. Тепловое поле эффекта Джоуля Томсона в условиях охлаждения пластов // Известия вузов. Сер. Нефть и газ, 1983. № 6. — С. 59 — 64.
- Щелкачев В.Н. Разработка нефтеводоносных пластов при упругом режиме. М.: Недра, 1959. — 457 с.
- Яворский Б. М., Детлаф. А. А. Справочник по физике М.: Наука, 1971.- 940с.
- Grosswig S., Hurtig Е., Kuhn К. and Rudolph F. Distributed Fiber-optic Temperature Sensing Technique (DTS) for Surveying Underground Gas Storage Facilities // Oil Gas European Magazine, 2001. 4. P. 1−4.
- Hugh D., Murphy J. Petrol. Technol, 1982. V.34. № 6. 1313 1326 Pp.
- Lauwerier H.A. The transport of heat in an oil layer cansed by injection of hot fluid. // Appl. Sci. Res., Martinus Nijhol Publisher, The Hague (1955). V. 5. Section A. Nu. 2, 3. p. 145 150.
- Sage B.H. Thermodinamic properties of mixtures of crude oil and natural gas. Ind a Eng. Giiern / W.N. Lacey, 1976, Feb.
- Shimamura H. Precision quarts themometers for borehole observations // Journal Phys. of the Earth, 1980. T. 28. Nu. 3. p. 243 260.
- Smith R.C., Steffensen R.J. Interpretation of temperature profiles in water-injection wells // Journal of Petroleum Technology, 1975. June, p.777 — 784. — Ref.: p.784.
- Steffensen R.J., Smith. R.G. The importance of Joule Thomson Heating (or Cooling) in temperature log interpretation. Paper SPE 4636 presented at the SPE 48-th Annual Meeting — Las Vegas. Sept. Oct, 1973.