Разработка модели управления процессом нефтеотдачи на основе вибровоздействий и методов акустической диагностики технологических систем
Диссертация
Актуальность. В настоящее время нефть остается решающим фактором в мировых энергетических ресурсах, но сырьевая база стремительно сокращается, добыча становится все более затратной, и поэтому особенно актуальными сегодня являются проблемы наиболее полного и безопасного извлечения нефти из недр. Наиболее существенно на развитие нефтяной промышленности России в последние годы влияет постепенно… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Технологии полного извлечения нефти
- 1. 1. Проблема повышения нефтеотдачи пластов
- 1. 2. Краткая история развития нефтедобычи
- 1. 3. Этапы разработки нефтяных месторождений
- 1. 4. Искусственные методы воздействия на нефтяные пласты и призабойную зону
- 1. 5. Применение основных методов увеличения нефтеотдачи пластов: затраты, качество нефти, экологическая безопасность
- 1. 6. Динамические воздействия на пласт и постановка задачи моделирования процесса полного извлечения остаточной нефти
- 1. 7. Обзор работ по механики смесей
- Глава 2. Задача оптимального управления процессом нефтедобычи из обводненных месторождений на основе модели сдвиговой смеси
- 2. 1. Общая постановка задачи оптимального управления процессом нефтедобычи из обводненных месторождений
- 2. 2. Сдвиговые смеси — основные гипотезы и математическая модель
- 2. 3. Дисперсионные свойства
- 2. 4. Физические постоянные в теории смеси
- 2. 5. Получение эволюционных уравнений
- 2. 6. Фазово-групповой синхронизм
- 2. 7. Методика оптимального управления процессом конечного нефтеизвлечения при вибрационном воздействии
- Глава 3. Разработка методов диагностирования технологических систем на основе теории инерционной смеси
- 3. 1. Уравнения динамики, дисперсионные свойства инерционной смеси
- 3. 2. Определение модулей упругости смеси на основе анализа дисперсионных свойств
- 3. 3. Нелинейная модель инерционной упругой смеси
- 3. 4. Генерация второй гармоники продольной волны
- 3. 5. Трехчастотное резонансное взаимодействия продольных волн
- Глава 4. Решение некоторых задач технической диагностики
- 4. 1. Определение механических напряжений в материалах и конструкциях
- 4. 2. Акустическая диагностика строительных материалов
Список литературы
- Ахенбах Дж. Колебания и волны в направленных армированных композитах // Композиционные материалы.- М.: Мир, 1978. — Т. 2. -564 с.
- Бедфорд, Сазерленд, Лингл. О теоретическом и экспериментальном исследованиях распространения волн в упругом материале, армированном волокнами // Прикл. механика: Тр. Амер. о-ва. инж.- мех., 1972. 39, № 2. — С.279−281.
- Бреховских ЛМ. Волны в слоистых средах. -М.: Изд-во АН СССР. 1957.
- Бриллюэн Л., Пароди М. Распространение волн в периодических структурах. М.: Изд-во иностр. лит., 1959. — 452 с.
- Викторов И. А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966. — 168 с.
- Динамика и устойчивость слоистых композиционных материалов. Киев: Наук, думка, 1992.
- Ерофеев В.И., Кажаев В. В., Шешенин С. Ф. Дисперсия продольных и сдвиговых упругих волн в твердых двухкомпонентных инерционных смесях. // Механика композиционных материалов и конструкций. 1999, Т5, № 3,С.107−114.
- Жуковский Н.Е. Избр. собр. соч.: В 3 т. Л.- М.: Гостехиздат, 1948−1950.
- Зарембо Л.К., Красилъников В. А. Введение в нелинейную акустику. -М.: Наука, 1996−520 с.
- Крайко А. Н., Нигматулин Р. И., Старков В. К., Стернин Л. Е. Механика многофазовых сред // Итоги науки и техники. Механика разреженного газа и многофазных сред. 1972. — 6. — С. 93−174.
- И .Мандельштам Л. И. Лекции по теории колебаний. М.: наука, 1972.- 470 с.
- Мун Ф. Удар и распространение волн в композиционных материалах // Композиционные материалы. М.: Машиностроение, 1978. — Т.7. -344 с.
- Нигматулин Р. И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1978.- 336 с.
- Николаевский В. Н., Басниев К. С., Горбунов А. Т., Зотов Г. А. Механика насыщенных пористых сред. М.: Недра, 1970.-312 с.
- Новиков А. А. О применимости метода связанных волн к анализу нерезонансных взаимодействий // Изв. вузов. Радиофизика, 1976. Т. 19,№ 2. С.321−323.
- Пелиновский Е. Н., Фридман В. Е., Энгельбрехт Ю. К. Нелинейные эволюционные уравнения. Таллин: Изд-во «Валгус», 1984.
- Подстригач Я. С. Диффузионная теория неупругих металлов //Журн. прикл. механики и техн. физики. 1965. — № 2. — С. 67−72.
- Рабинович М.И., ТрубецкоеД.И. Введение в теорию колебаний и волн. -М.Наука, 1984.-432 с.
- Рахматулин X А. Основы газодинамики взаимопроницаемых движений сжимаемых сред // Прикл. математика и механика. -1956. 20, № 2. — С. 184−195.
- Рахматулин X. А., Саатое Я. У, Филиппов И. Г., Артыков Т. У. Волны в двухкомпонентных средах. Ташкент: Фан, 1974. — 266 с.
- Рущицкий Я. Я. Об одном случае распространения волн в смеси упругих материалов. // Прикл. механика. 1978. — 14, № 1. — С. 2533.
- Рущицкий Я. Я. Определение физических постоянных теории смеси упругих материалов при помощи экспериментально полученных дисперсионных кривых. // Прикл. механика. 1979. -15, № 6. — С. 26−32.
- Рущицкий Я. Я. Элементы теории смесей. Киев: Наук, думка, 1991.
- Рущицкий Я. Я. Взаимодействие упругих волн в двухфазном материале // Прикл. механика, 1992. Т. 28, № 5. С. 13−21.
- Рущицкий Я. Я. Взаимодействие волн сжатия и сдвига в композитном материале с нелинейно-упругими компонентами в микроструктуре // Прикл. механика, 1993. Т. 29, № 4. С. 23−30.
- Саатов Я. У. Плоские задачи механики упругопористых сред. -Ташкент: Фан, 1975. 251 с.
- Столл Р. Д. Акустические волны в водонасыщенных осадках //Акустика морских осадков / Под ред. JI. Хэмптона. М.: Мир, 1977. — 533 с.
- Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир, 1977. -622 с.
- Филиппов И. Г. Динамическая теория относительного течения многокомпонентных сред // Прикл. механика. 1971. — 7, № 10. — С. 92−99.
- Филиппов И. Г., Чебан В. Г. Неустановившиеся движения сплошных сжимаемых сред // Кишинев: Штиинца, 1973. — 436 с.
- Хорошун Л. П. К теории взаимопроникающих упругих смесей //Прикл. механика. 1977. — 13, № 10. — С. 124−132.
- Хорошун Л. П. Методы теории случайных функций в задачах о макроскопических свойствах микронеоднородных сред // Прикл. механика. 1978. — 14, № 2. — С. 3−17.
- ЪЪ.Христенсен. Затухание гармонических волн в слоистых средах //Тр. Амер. об-ва инж.-мех. Прикл. механика. 1973. — 40, № 1. — С. 164−169.
- Школьник Н.Э., Красноеский Б. М., Юровский В. А. Повышение эффективности ультразвукового метода контроля прочности на основе измерения параметров нелинейности бетона. // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1985. № 2. С.94−96.
- Шулъга Н. А. Прохождение акустической волны через регулярную систему тонких пластин // Докл. АН УССР. Сер. А. -1975.-№ 10.-С. 912−914.
- Шулъга Н. А. Отражение упругих волн от ортотропного регулярно-слоистого полупространства // Прикл. механика. -1975.- 15, № 5.-С. 33−38.
- Шулъга Н. А. Основы механики слоистых сред периодической структуры. Киев: Наук, думка, 1981. — 200 с.
- Шулъга Н. А., Савин В. Г. Фазовые и групповые скорости поверхностной волны Лява в слоистой среде // Акуст. журн. -1975.-21, № 2.-С. 260−263.
- Barker L. М., Lundergan С. D., Chen P. J., Gurtin М. Е. Nonlinear viscoelasticity and the evolution of stress waves in laminated composites: a comparison of theory and experiment // Trans. ASME: J. Appl. Mech. 1974. — 41, N 4. — P. 1025−1030.
- Bedford A., Stern M. A multi-continuum theory for composite elastic materials // Acta mech. 1972. — 14, N 1. — P. 85−102.
- Bedford A., Drumheller D. S. On a generalised effective stiffhes theory // Trans. ASME: J. Appl. Mech. 1974. — 41, N 1. — P. 305−307.
- Bedford A., Drumheller G. S., Sutherland H. J. On modeling the dynamics of composite materials // In Mechanics Today / Ed. S. Nemat-Nasser. 1976. — 3. — P. 1−54.
- Biot M. A. General theory of three-dimentional consolidation // J. Appl. Phys. 1941. — 12, N 1.- P. 155−164.
- Biot M. A. Consolidation settlement under a rechtangular load distribusion // Ibid. N 3. — P. 426−430.
- Biot M. A. Theory of elasticity and consolidation for a porous anisotropic solid // Ibid. 1955. — 26, N 1. — P. 182−185.
- Biot M. A. General solution of the equations of elasticity and consolidation for a porous materials // Trans. ASME: J. Appl. Mech. -1956. 23, N1.- P. 91−96.
- Biot M. A. Mechanics of deformation and acoustical propagation in porous media // J. Appl. Phys. 1962. — 33, N 10.- P. 1482−1498.
- Biot M. A., Willis D. G. The elastic coefficient of theory consolidation // Trans. ASME: J. Appl. Mech. 1957. — 24, N 3. — P. 594−601.
- Cryer C. W. A comparison of the three dimentional consolidation theories of Biot and Terzaghi // Quart. J. Mech. and Appl. Math. -1963.- 16, N4.-P. 401−412.
- Deresiewicz H. The effect of boundaries on wave propagation in a liquid-filled porous solid // Bull. Seism. Soc. America. I960.- 50, N 4. — P. 599−607- 1964. — 54, N 1. — P. 417−423.
- Ericksen J. L., Truesdell C. Exact theory of stress and strain in rods and shells // Arch. Ration. Mech. and Anal. 1958. — 1, N 4. — P. 295 323.
- FickA. Uber diffusion // Ann. der Phys. 1855. — 94. — S. 56−86.
- Glazebrook R. T. Report on optical theories // Rep. Brit. Assoc. Adv. Sci.- 1885.- 55.-P. 157−261.
- Green A. E., Stell T. R. Constitutive equations for interacting continua // Int. J. Eng. Sci. 1966. — 4, N 4. — p. 483−500.
- Hegemier G. A. On a theory of interacting continua for wave propagation in composites // Dynamic of composite materials / Ed. E. H. Lee. New York: ASME. — 1972. — P. 70−121.
- Hlbert D. Mechanic der Cotinua//Lrctures 1906−1907. -1907.63 .Jahanmir M., Tiers ten T. F. Load transfer and surface wave propagation in fiber reinforced composite materials // Int. J. Solids and Struct. 1978. — 14, N 2. — P. 227−240.
- Landergan C. D., Drumheller D. S. Propagation of stress waves in a laminated composite // J Appl. Phys. 1971.-42, N6. -P. 669−975.
- Lander gan C. D., Drumheller D. S. Dispersion of shock waves in a composite materials // Proceedings of the 17-th Sagamore Army Materials Research Conference / End. J. Burke, V. Wiess. New York: Syracuse Univ. press. — 1971.- P. 141−156.
- Lempriere В. On practicability of analysing waves in composites by the theory of mixtures // Lockheed Palo Alto Research Laboratory. Report. No .LMSC-6−78−69−21. -1969. P. 76−90.
- Lempriere B. The practicability of analysing waves in composites by the theory of mixtures // Colloquium on dynamic behavior of composite materials. Univ. of California, San Diego, 1969. — P. 8485.
- Marrin S. E., Bedford A., Stern M. Steady state wave propagation in fiber — reinforced elastic materials // Development in Mechanics. / Ed. E. H. Lee, A. A. Szewczyk. — Notre Dame, Indiana: Notre Dame press, 1971.-Vol. 6. P. 515−628.
- Munson D. E., Schuler К. M. Steady wave analysis of wave propagation in laminates and mechanical mixtures // J. Compos. Mat. -1971. 5, N. 3.- P. 286−304.
- Nayfeh A. N., Nassar E. A. Simulation of the influence of bonding materials on the dynamic behaviour of laminated composites // Trans. ASME: J. Appl. Mech. 1978. — 45, N 10. — P. 822−828.
- Peck J. C., Gurtman G. A. Dispersive pulse propagation parallel to interface of a laminated composite // Trans. ASME: J. Appl. Mech. -1969.-36,N2.-P. 479−484.
- Postma G. W. Wave propagation in a stratified medium //Geophysics. 1955.-20,N6.-P. 480−488.
- Reynolds O. The sub-mechanics of the universe: Turbulent flow. -Paper 3.- 1903.
- A. Robinson C. W., Leppelmeier G. W. Experimental verification of dispersion relation for lavered composites // Trans. ASME: J. Appl. Mech. 1974. — 41, N 1. — P. 89−91.
- Saint-Venant A.-J.-C. Barre de. Memoire sur la torsion des prismes, avec des considerations sur leur flexion // Men. Divers Savants. -1885.-P. 233−560.
- Stefan J. Sitzungsberichte der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften. Wien. -1871. — 63, N 1. — P. 63−73.
- Stern M., Bedford A. Wave propagation in elastic laminates using a multicontinuum theory // Acta mech. 1972. -15, N 1. — P. 21−38.
- Z.Sutherland H. J. On the separation of geometric and viscoelastic dispersion in composite materials // Int. J. Solids and Struct. 1975. -11,N3. -P. 233−246.
- Sutherland H. J., Calvit H. H. A dynamic investigation of fiberienforced viscoelastic materials. Experimental and theoretical analysis of pulse propagation in glass and nylon — reinforced Urethane filaments // Exp. Mech. — 1974. — N 8> — P. 304−310.
- Tiersten Т. R., Jahanmir M. A theory of composites modeled as interpenetrating solid continua // Arch. Ration. Mech. and Anal. -1977.-54,N2.-P. 153−163.
- Tolstoy I., Usdin E. Wave propagation in elastic plates: low and high mode dispersion // J. Acoust. Soc. Amer. 1957. Vol.29, N 1. P. 3742.
- Николаевский В.Н. Вибрации горных пород и конечная нефтеотдача пласта.// Изв. АН МЖГ. 1992. № 5. С. 110−119.
- Ерофеев В.И., Клюева Н. В., Семерикова Н. П. Нелинейно-упругие волны в стержне Миндлина-Германа //Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1999. Т. 7. № 4. с. 35−47.
- Ерофеев В.И., Шешенин С. Ф. Дисперсионные свойства двухкомпонентных смесей твердых деформируемых тел. //Акустика на пороге 21 века./ Сборник трудов 6 сессии Российского акустического общества. М. Изд-во Моск. горного госунирситета. 1997.С.355−358.
- Ерофеев В.И., Шешенин С. Ф. Продольные и сдвиговые упругие волны в двухкомпонентных инерционных смесях. //Прикладная механика и технологии машиностроения. /Сборник научных трудов. Нижний Новгород. Изд-во «Интелсервис». 1997.Вып.З.С.44−51.
- Ерофеев В.И., Шешенин С. Ф. Дисперсия волн деформации, распространяющихся в твердых двухкомпонентных инерционных смесях. // Тез. док. 5 Международного совещания-семинара «Инженерно-физические проблемы новой техники». М.: Изд-во МГТУ. 1998. С. 80.
- Шешенин С. Ф. Нелинейная математическая модель инерционной упругой смеси.// Прикладная механика и технологии машиностроения./ Сборник научных трудов. Нижний Новгород. Изд-во «Интелсервис». 1998.Вып. 1 .С.82−84.
- Ерофеев В.И., Шешенин С. Ф. Нелинейные волны в двухкомпонентных твердых смесях// Динамика виброударных (сильно нелинейных) систем/ тез. докл. XIII симпозиума. М.-Звенигород:ИМАШ РАН.2001. с. 45.
- Ерофеев В.И., Клюева Н. В., Шешенин С. Ф. Упругие волны в твердых смесях. Нижний Новгород: Изд-во общества «Интелсервис», 2002, 86с. (монография).
- Erofeyev V.I., Sheshenin S.F. Nonlinear waves in two-component mixture in solids. // XXIX summer school «Advanced problems in mechanics». St. Petersburg (Repino). 2002. p. 207−213.
- Ш. Коршак А. А., Шаммазов A.M. Основы нефтегазового дела. Учебник для ВУЗов: Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001 -554 с.
- Маслявцев Ю., Кащавцев В. А для чего и как мы добываем нефть? // Нефть России. 2001. — № 8. — С. 68−71.
- Гарипов О.М., Гарипов М. Г. Ультразвуковой газлифтный способ добычи нефти. // Нефтяное хозяйство. 1999. — № 6. — С. 36−39.
- Ш. Афанасенков М. К, Жуйков Ю. Ф., Кулъпин Л. Г., Соколов А. В., Орлов Г. А. Многоцелевая технология комплексного реагентноакустического воздействия и контроля. // Нефтяное хозяйство. -2001.-№ 4.-С. 41−45.
- Жданов С А. Применение методов увеличения нефтеотдачи пластов: состояние, проблемы, перспективы. // Нефтяное хозяйство. 2001. — № 4. — С. 38−40.
- Сургучев JI.M. Обзор третичных методов увеличения нефтеотдачи. // Нефтяное хозяйство. 2001. — № 5. — С. 50−54.
- Безруких П.П. Ориентиры научно-технического прогресса в ТЭК в свете энергетической стратегии России. // Нефтяное хозяйство. 2001.-№ 5. — С. 28−31.
- Сергиенко В.Н., Газаров А. Г., Эпштейн А. Р., Камалетдинов Р. С. Методы интенсификации добычи нефти в осложненных геолого-физических условиях. // Нефтяное хозяйство. 2001. — № 6. — С. 62−63
- Хусаинов З.М., Чирков В. Л., ШешуковА.И. Применение методов повышения нефтеотдачи и интенсификации добычи на месторождениях НГДУ «Нижнесортымскнефть». // Нефтяное хозяйство. 2001. — № 9. — С. 83−85.
- Медведев Н.Я., Сонич В. П., Мишарин В. А., Малышев А. Г., Исаченко В. М., Пневских А. В., Ефимов ПА. Анализ эффективности и перспективы применения методов воздействия на пласты. // Нефтяное хозяйство. 2001. — № 9. — С. 69−75.
- Медведев Н.Я., Шеметилло В. Г., Малышев Г. А. Сонич В.П., Пушников А. Я. Особенности применения ГРП на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз». // Нефтяное хозяйство. 2001. — № 9. — С. 52−57.
- Хусаинов З.М., Хазипов Р. Х., Шешуков А. И. Эффективная технология нефтеотдачи пластов. // Нефтяное хозяйство. 2001. -№ 9. — С. 80−82.
- Рамазанов Р.Г., Земцов Ю. В. Эффективность и перспективы применения химических методов увеличения нефтеотдачи для стабилизации добычи нефти. // Нефтяное хозяйство. 2002. — № 1. -С. 34−35.
- Сафонов Е.Н., Исхаков И. А., Гайнуллин К. Х., Лозин Е. В., Алмаев Р.Х Эффективные методы увеличения нефтеотдачи на месторождениях Башкортостана. // Нефтяное хозяйство. 2001. -№ 11.-С. 18−19.
- Шелепов В.В., Коршунов А. Ю., Лисовский Н. Н. Деятельность Центральной Комиссии по разработке нефтяных и газонефтяных месторождений Минэнерго РФ по решению проблем повышения нефтеотдачи. // Нефтяное хозяйство. 2002. — № 5. — С. 66−69.
- Ибатуллин P.P., Тахаутдинов Ш. Ф., Ибрагимов Н. Г. Хисамов Р.С. Результаты и перспективы применения методов увеличения нефтеотдачи, а ОАО «Татнефть». // Нефтяное хозяйство. 2002. -№ 5.-С. 74−76.
- Сафонов Е.Н., Исхаков И. А., Гайнуллин К.Х, Лозин Е. В., Алмаев Р. Х. Применение новых методов увеличения нефтеотдачи на месторождениях Башкортостана. // Нефтяное хозяйство. 2002. -№ 4.-С. 38−40.
- Касимов Р.Г., Ягудин М. С., Исаев М. К., Фархуллин Р. Г., Ханнанов М. Т., Фархеев А. Р. Ионно-плазменное воздействие на нефтяные пласты. // Нефтяное хозяйство. 2002. — № 4. — С. 118 119.
- Каневская Р.Д., Дияшев И. Р., Никепелов Ю. В. Применение гидравлического разрыва пласта для интенсификации добычи и повышения нефтеотдачи. // Нефтяное хозяйство. 2002. — № 5. -С. 96−100.
- Горбачев Ю.И., Иванова Н. И., Никитин А. А., Колесников Т. В., Ориенлихерман Э. И. Акустические методы повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти. //Нефтяное хозяйство. 2002. — № 5. — С. 87−91.
- Ш. Московенко И. Б. Низкочастотный акустический контроль физико-механических свойств строительных и огнеупорных изделий. // В мире неразрушающего контроля. № 2(16). — С. 2628.
- Штенгелъ В.Г. О методах и средствах НК для обследования эксплуатируемых железобетонных конструкций. // В мире неразрушающего контроля. № 2(16). — С. 12−15.
- Клевцов В.А., Коревицкая М. Г. Об организационно-технических проблемах НК прочности бетона. // В мире неразрушающего контроля. № 2(16). — С. 16−17.
- Глунов А.В. Методы и средства НК бетона и железобетонных изделий. // В мире неразрушающего контроля. № 2(16). — С. 2425.
- Сомов А. Контуженная держава. // Нефть России. 2002. — № 8. -С. 55−58.
- Дело темное. .Ядерное. // Нефть России. 2002. — № 8. — С. 5961.
- Фусс В., Попова А., Попывалов Е. Проблема без предела. // Нефть России. 2002. — № 8. — С. 63−65.
- Бахарев П., Кирюхина Н., Щахиджанов Ю. Взорваны и забыты. // Нефть России. 2002. — № 8. — С. 66−69.
- Геология в погонах. // Нефть России. 2002. — № 8. — С. 70−73.
- Рыжаков А.И., Шешенин С. Ф. Взаимодействие упругих волн, распространяющихся в инерционной твердой смеси, с абсолютно жесткой стенкой. // Моделирование динамических систем. /Сборник научных трудов. Нижний Новгород. Изд-во «Интелсервис».2002. С.54−64.
- Трубопроводный транспорт нефти / Г. Г. Васильев, Г. Е. Коробков, А. А. Коршак и др.- Под редакцией С. М. Вайнштока: Учеб для вузов: В 2 т. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. -Т. 1.-407с.: ил.