Джафаров Д.С. Математическое моделирование диссоциации газогидратов в приложении к интерпретации исследований скважин газогидратных месторождений на нестационарных режимах фильтрации

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы. — Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина. — Москва, 2015. — 120 с.Научный руководитель: к.т.н., доц. З.А. ВасильеваЦель работы:
математическое моделирование фазовых превращений, происходящих при разработке газогидратной залежи для анализа влияния дебита и теплового потока в скважине на динамику физических процессов разработки (скорость фронта диссоциации, температуры, давления и т.д.);
повышения качества гидродинамических методов исследования газогидратных залежей и достоверности интерпретации полученных параметров (гидропроводность, скорость фронта диссоциации, скин-эффект).Научная новизна заключается в следующем:
определена степень влияния различных составляющих уравнения сохранения энергии (конвективный перенос тепла, кондуктивный перенос тепла, дроссель эффект, адиабатическое расширение газа) на поведение физической системы на основе численного решения задачи диссоциации гидрата при различных соотношениях дебита газа и теплового потока:
превалирование кондуктивного переноса тепла, при дебитах газа меньше 50 тыс. м3/сут.;
значительное влияние дроссель эффекта и конвективного переноса тепла при дебитах газа больше 100 тыс. м3/сут.;
определены упрощающие допущения и области их применимости для построения аналитического решения;
получена аналитическая зависимость между дебитом, тепловым потоком и проницаемостью, которая позволяет выделить области существования трех режимов фазовых превращений в пласте:
фронтовой режим (диссоциации осуществляется на поверхности моделируемой фронтом);
разложение гидрата в объеме (диссоциация гидрата в протяженной области);
режим с образованием гидрата (разложение гидрата на подвижной границе и образование его за фронтом в объеме);
построены аналитические решения автомодельных задач, которые описывают распределения основных параметров (давление, температура, гидратонасыщенность) в пласте для каждого из режимов фазовых превращений;
предложена новая методика интерпретации результатов гидродинамического исследования скважин газогидратных залежей, в которой интерпретация осуществляется одновременно на кривых восстановления давления и температуры.Введение
Литературный обзор работ, посвященных исследованию газовых гидратов
Основные сведения о газовых гидратах
Исследования, посвященные математическому моделированию процессов образования и разложения газогидратов в пористых средах
Анализ отечественных и зарубежных исследований по интерпретации результатов гидродинамических исследований скважин газогидратных месторождений
Основные проблемы исследований скважин газогидратных месторождений и их интерпретации
Математические модели неизотермической фильтрации пластовых флюидов в пористой среде с учетом фазовых превращений газовых гидратов
Численное решение задачи диссоциации гидрата при добыче пластовых флюидов из пористой среды насыщенной газом, гидратом и водой
Автомодельная постановка задачи притока пластовых флюидов к скважине из гидратонасыщенного бесконечного пласта
Методика численного решения задачи диссоциации гидрата при добыче пластовых флюидов из пористой среды насыщенной газом, гидратом и водой
Аналитическое решение задачи диссоциации гидрата при добыче пластовых флюидов из пористой среды, насыщенной газом, гидратом и водой
Выбор упрощающих допущений, выявление доминирующих механизмов
Математическая постановка задачи диссоциации гидрата с учетом упрощающих допущений
Автомодельная постановка решения задачи диссоциации гидрата с объемной областью фазовых переходов
Решение задачи притока газа к скважине из бесконечного пласта насыщенного газом гидратом и водой
Анализ решения задачи притока пластовых флюидов к скважине из бесконечного гидратонасыщенного пласта
Анализ решения задачи диссоциации гидрата с фронтальной поверхностью фазовых переходов
Анализ решения задачи диссоциации гидрата с объемной областью фазовых переходов
Особенности интерпретации исследования скважин газогидратных месторождений
Методика проведения испытания и интерпретации исследования скважин газогидратного месторождения на нестационарных режимах фильтрации
Интерпретация кривых стабилизации давления и температуры
Интерпретация кривых восстановления давления и температуры
Интерпретация исследования скважин по упрощенным формулам
Обработка кривых давления и температуры на примере модельного эксперимента
Пример интерпретации исследование скважины Mount Elbert газогидратного месторождения
Общая информация о месторождении
Описание прибора MDT
Процедура проведения исследования скважины
Анализ результатов исследования
Анализ результатов термогидродинамического моделирования эксперимента С2
Анализ результатов адаптации
Применение предложенного метода интерпретации исследований газогидратных скважин
Литература