Порядин Д.С., Боровский А.А., Плеханов В.Н.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ТЕПЛООБМЕНА *
Аннотация:
в данной статье рассматриваются понятия теории теплообмена в пластахколлекторах содержащих углеводороды
Ключевые слова:
геология, теплообмен, фильтрация жидкостей, нефтегазовое дело
При решении ряда технологических вопросов, связанных с добычей нефти и газа, необходимо систему «пласт-скважина-массив горных пород» рассматривать как единое целое. Механизм фильтрации жидкости (газа) в пористой среде существенно отличается от движения ее в стволе скважины. Условия теплопереноса при этом также различны. Однако гидротермодинамические параметры потока в стволе скважины в основном определяются особенностями работы пласта, в то же время скважина является основным средством технологического воздействия на пласт. Общность между двумя видами потоков также состоит в термодинамическом единстве процессов: они характеризуются дроссельным и адиабатическим эффектами, конвективным и кондуктивным теплопереносом. Фильтрация жидкостей и газов в пористых средах рассматривается классической гидромеханикой как изотермический процесс. Однако развитие и совершенствование технологии разработки нефтяных и газовых месторождений, совершенствование методов исследования пластов и скважин, а также открытие ряда уникальных месторождений нефти и газа за последние десятилетия вызвало значительный интерес исследователей к термодинамическим процессам, происходящим в естественном пласте и скважине. В частности, Э.Б. Чекалюк впервые предложил термодинамический метод решения обратных задач гидродинамики [1]; он же впервые получил полное дифференциальное уравнение энергии для потока упругой жидкости в пористой среде, которое легло в основу изучения тепловых явлений, связанных с разработкой месторождений нефти и газа [2]. В.Е. Карачинский [3] в отличие от предыдущих работ рассмотрел термозондирование неоднородного пласта при переменном дебите и предложил метод гидрозондирования, позволяющий получать информацию о строении пласта в более удаленных областях от скважины, чем по методу термозондирования. К первым теоретическим работам в области теплового воз действия на пласт с целью повышения нефтеотдачи относятся работы Э.Б. Чекалюка [1], Л.П. Рубинштейна [5] и др. Затем последовал ряд работ, одними из которых являются исследования Я.Л. Мустаева, В.В. Чеботарева, Г.А Бабаляна и др., относящиеся к вопросам увеличения нефтеотдач» месторождений Башкирии путем теплового воздействия на при забойную зону. Аналогичные задачи, связанные с охлаждение пласта при нагнетании воды в скважину, рассматривались Э.Б Чекалюком, Н.Н. Непримеровым, М.А. Пудовкиным и др. Геотермические исследования нефтяных и газовых месторождений фундаментально изложены в монографии Ш.Ф. Мехтиева, А.Х. Мирзаджанзаде, С.А. Алиева [6]. Относительно теплообменных процессов, происходящих о скважине в процессе ее эксплуатации, а также после остановки, необходимо сказать следующее. Фонтанирующая нефтяная или газовая скважина представляют собой совместно с окружающим массивом пород сложную термодинамическую систему, характеризующуюся естественным температурным полем. При этом происходит как внутренний теплообмен - конвективный обмен внутри ствола, так и внешний теплообмен - взаимодействие температурных полей скважины и окружающего массива горных пород. В конечном счете, задача сводится к определению основных характеристик теплопереноса и результирующего температурного поля в системе «скважина-массив горных пород». В основу представления о закономерностях теплопередачи при движении пластовых жидкостей по стволу скважины на поверхность легли теоретические и экспериментальные исследования И.А Чарного [4], Ю.П. Коротаева [2], А.Ю. Намиота [7], Ш.Ф. Мехтиева, А.Х. Мирзаджанзаде, С.А. Алиева, Э.Л Багбанлы, В.И. Мостякова [6], О.Б. Качалова [8], Н.Н. Репина, С.А. Бобровского, В.Н. Дахнова и Д.И. Дъяконова. За последние годы проведены крупные исследования по изучению искусственных температурных полей в бурящихся скважинах, в том числе и в условиях вечной мерзлоты. Несмотря на большие достижения в области изучения температурных полей продуктивного пласта, скважины и массива горных пород, многие вопросы остаются мало изученными. Например, не изучено влияние анизотропии пласта и несовершенство скважин на температурное поле пласта, в частности на область конвективного переноса тепла; не исследовано влияние указанных факторов на изменение температурного поля при закачке в пласт теплоносителя, а также и воды с цейью поддержания пластового давления, не исследовано влияние проявления нелинейного закона фильтрации на температурное поле.
Номер журнала Вестник науки №5 (26) том 4
Ссылка для цитирования:
Порядин Д.С., Боровский А.А., Плеханов В.Н. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ТЕПЛООБМЕНА // Вестник науки №5 (26) том 4. С. 206 - 209. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/3147 (дата обращения: 26.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020. 16+