Лабораторное исследование условий появления вторичных волн при фильтрации с выделением газовой фазы раствора кислоты через химически-активный скелет тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Плавник Ринат Александрович
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 115
Оглавление диссертации кандидат наук Плавник Ринат Александрович
2 Обзор литературы
3 Экспериментальная работа
3.1 Описание экспериментальной установки
3.2 Ход эксперимента
3.3 Результаты экспериментов
3.4 Обсуждение результатов
3.5 Влияние концентраций реагирующих веществ на устойчивость фронта реакции
3.6 Эксперименты по исследованию задержки реакции
3.7 Заключение
4 Теоретическая модель
4.1 Влияние концентраций реагирующих веществ на устойчивость фронта реакции - теоретическая модель
4.2 Математическая модель течения
4.3 Результаты моделирования
4.4 Влияние концентраций реагирующих веществ на устойчивость фронта реакции - результаты численного моделирования
4.5 Продвинутая математическая модель
4.6 Обсуждение результатов
5 Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Благодарности
Список литературы
1 Введение
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Экспериментальные исследования влияния термического преобразования керогена баженовской свиты на эффективность нефтеизвлечения2020 год, кандидат наук Никитина Евгения Анатольевна
Моделирование устойчивости процесса неизотермического вытеснения нефти2026 год, кандидат наук Кряжев Ярослав Александрович
Термолиз органического вещества доманиковых отложений в гидротермальных условиях в присутствии таллатов переходных металлов2025 год, кандидат наук Онищенко Ярослав Викторович
Обоснование технологических режимов термогазового воздействия на залежи баженовской свиты2016 год, кандидат наук Щеколдин Константин Александрович
Обоснование технологии кислотного освоения высокотемпературных низкопроницаемых терригенных коллекторов с повышенной карбонатностью2016 год, кандидат наук Подопригора Дмитрий Георгиевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Лабораторное исследование условий появления вторичных волн при фильтрации с выделением газовой фазы раствора кислоты через химически-активный скелет»
Актуальность проблемы
Уже не первый десяток лет ведутся обсуждения того, что истощается «лёгкая нефть», где под этим термином понимаются традиционные запасы нефти -ловушки жидких углеводородов, из которых добыча может быть осуществлена с помощью хорошо отработанных, известных технологий, а для последующей транспортировки и реализации углеводородов не нужна существенная обработка. На смену им приходят нетрадиционные запасы, разработка которых с применением имеющихся методик нерентабельна или вовсе невозможна. В связи с этим возникает сильная необходимость в развитии и внедрении новых технологий интенсификации добычи углеводородов.
По всему миру применяется широкий спектр технологий, который позволяет повысить нефтеотдачу пласта. Среди них наиболее распространёнными являются тепловые методы, методы гидроразрыва пласта, методы, связанные с закачкой в пласт химических реагентов и биологических массивов, и ряд других подходов. Эти технологии, несмотря на различия в механизмах действия, направлены на увеличение проницаемости пористой среды, снижение вязкости нефти.
Хотя многие из перечисленных методов уже давно внедрены в промышленную практику и активно используются для добычи нефти, полное понимание сложных физических процессов, сопровождающих их реализацию, остаётся не до конца ясным. Развитие этих технологий по-прежнему сталкивается с рядом научных и технических вызовов, связанных с многофазными и многокомпонентными потоками в пористой среде, химическими взаимодействиями между закачиваемыми реагентами и компонентами скелета и нефтяной фазы. В частности, актуально развитие технологии кислотной обработки пласта ([1], [2]), основная цель которой заключается в создании высокопроницаемых каналов, которые очищают призабойную зону пласта и
облегчают движение углеводородов к добывающим скважинам. Однако, помимо положительных эффектов, этот процесс сопровождается рядом сложных физических явлений, таких как образование и развитие локальных неустойчивостей. Одним из вопросов является поиск условий устойчивости распространяющегося фронта, что определяет актуальность изучения процессов фильтрации, в которых возможно возникновение режимов течения, сопровождающегося, к примеру, колебаниями.
Были проведены лабораторный эксперимент и численные расчёты, в которых моделировалось, как сквозь пористую среду, насыщенную высоковязким флюидом и содержащую химически активный компонент, фильтровался раствор кислоты, который реагировал с компонентом среды. В ходе фильтрации наблюдался автоколебательный процессе - газ, появляющийся как продукт химической реакции, выделялся с характерным периодом, в виде волн. Обнаруженное явление было названо «кислотными волнами». Особый интерес представляло исследование условий, при которых проявлялся данный режим течения.
Цель исследования
Целью работы было исследовать с экспериментальной и теоретической сторон условия возникновения автоколебательного процесса, происходящего при выделении газовой фазы в ходе химической реакции, возникающей между фильтрующимся раствором кислоты и компонентом пористой среды, насыщенной высоковязким флюидом.
Задачи исследования
1) Поставить серию экспериментов, для подтверждения возникновения автоколебательного процесса.
2) Экспериментально исследовать наличие задержки реакции, возникающей в ходе фильтрации.
3) Провести лабораторные опыты для определения условий возникновения автоколебаний при варьировании концентраций раствора кислоты и химически активного компонента в пористой среде.
4) Построить математическую модель для подтверждения результатов, полученных в ходе проведения экспериментов.
5) Провести численное моделирование поставленной задачи.
6) Проанализировать результаты моделирования и сравнить с результатами, полученными в ходе экспериментальной работы.
Научная новизна
1) В данной работе впервые обнаружен автоколебательный процесс, возникающий при выделении газовой фазы в ходе химической реакции, возникающей между фильтрующимся раствором кислоты и компонентом пористой среды, насыщенной высоковязким флюидом. По имеющимся данным ранее в научной литературе подобное явление не было описано.
2) Собрана новая лабораторная установка и с помощью неё проведены лабораторные опыты для исследования обнаруженного явления: экспериментально определены условия возникновения автоколебательного процесса.
3) Разработана математическая модель описанного явления. Проведён анализ полученных результатов в сравнении с экспериментальными.
Практическая и теоретическая значимость результатов
Практическая ценность результатов диссертации заключается в том, что построенные численные модели можно в дальнейшем применять для моделирования процессов многофазной фильтрации, сопровождающейся выделением газовой фазы, в частности для моделирования процесса кислотной обработки нефтяного пласта. Полученные результаты помогут глубже понять явления, происходящие при обработке горных пород растворами кислот, что в перспективе приведёт к увеличению нефтеотдачи - это обуславливает практическую значимость работы.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что проведённое исследование вносит вклад в развитие теории многофазной фильтрации в
химически активных пористых средах, расширяя представления о механизмах возникновения автоколебательных режимов. Впервые построена математическая модель, описывающая динамику таких процессов с учётом временной задержки химической реакции и фазовых переходов, что усиливает фундаментальную базу физико-химической гидромеханики.
Положения, выносимые на защиту:
Экспериментально и с помощью численных расчетов показано, что:
1) для возникновения колебательного процесса при фильтрации раствора кислоты через химически активный скелет, насыщенный высоковязким флюидом, с выделением газовой фазы необходимо наличие временной задержки химической реакции порядка 1 секунды для условий эксперимента.
2) для возникновения колебательного процесса при фильтрации раствора кислоты через химически активный скелет, насыщенный высоковязким флюидом, с выделением газовой фазы концентрации реагирующих веществ должны быть не ниже определённого значения (3 % для окислителя и 1 % для восстановителя).
3) для возникновения колебательного процесса необходимо, чтобы массовые концентрации кислоты (окислителя) в жидкой фазе и химически активного компонента (восстановителя) в скелете пористой среды превышали определённые пороговые значения, причём общая кривая зависимости была получена экспериментально и близка к гиперболе первого порядка.
Методология и методы исследования
Проведение экспериментов на построенной лабораторной установке. Построение математических моделей и численных моделей. Проведение численных расчётов с использованием вычислительных машин и ПО «МайаЬ».
Соответствие диссертации паспорту научной специальности
В соответствии с формулой специальности 1.1.9 Механика жидкости, газа и плазмы, охватывающей теоретическое и экспериментальное исследования течений многофазных сред, фильтрацию жидкостей и газов в пористых средах в диссертационной работе:
- поставлены эксперименты по изучению фильтрации флюидов сквозь пористую среду;
- разработана математическая модель, описывающая явления, обнаруженные в проведённом эксперименте;
- реализована численная схема, полученной системы уравнений из математической модели.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций
Достоверность полученных выводов обеспечивается согласованностью полученных экспериментальных результатов с результатами математического моделирования, воспроизводимостью поставленных экспериментов, а также согласованностью со схожими результатами, полученными ранее.
Апробация результатов работы
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на международных и межрегиональных научно-практических и научно-технических конференциях:
[1] Плавник Р. А., Завьялов И. Н., Пляшков Е. В. Лабораторное исследование колебаний давления при фильтрации с выделением газовой фазы //Нелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости и турбулентность. - 2018. - С. 223-223.
[2] Плавник Р. А., Пляшков Е. В. Лабораторное исследование причин возникновения колебаний давления при фильтрации с выделением газовой фазы //Тезисы докладов 73-й Международной молодежной научной конференции «Нефть и газ - 2019» (2225 апреля 2019 г., Москва). - Т.2. - М.: Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2019. - С. 19.
[3] Ivan Zavialov, Rinat Plavnik, Egor Plyashkov Experimental modelling of the oscillating multiphase flow in porous medium with chemically active skeleton//Interpore-11th Annual Meeting. - 2019. - Valencia. - P. 496 6-10 May 2019
[4] Плавник Р. А., Завьялов И. Н. Исследование устойчивости фронта окисления в зависимости от перепада давления при фильтрации с выделением газовой фазы //Триггерные эффекты в геосистемах: Тезисы докладов V-й Международной конференции (г. Москва, 4-7 июня 2019 г.). - 2019. - С. 160-161.
[5] Плавник Р.А., Завьялов И.Н., Пляшков Е.В. Экспериментальный анализ устойчивости течения при фильтрации с выделением газовой фазы водного раствора кислоты сквозь химически-активный скелет // Тезисы докладов, представленных на XXIV Международную конференцию «Нелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости и турбулентность» / отв. ред. Н.В. Никитин, Н.В. Попеленская. — Москва: Издательство Московского университета, 2020. — 131, [1] с. ISBN 978-5-19-011563-5
[6] Plavnik R. et al. On stability boundary of the flow of an acid solution through a chemically active porous medium //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2021. - Т. 2090. - №. 1. - С. 012029. (10th Int'l Conference on Mathematical Modeling in the Physical Sciences, 6-9 сентября 2021)
[7] Плавник Р.А., Завьялов И.Н. Лабораторное и численное исследование условий появления кислотных волн при фильтрации с выделением газовой фазы раствора кислоты через химически активный скелет (67-я Всероссийская научная конференция МФТИ, 4 апреля 2025)
Полученные результаты были опубликованы в работах:
[1] Zavialov I. N. et al. Laboratory study of oscillatory multiphase flow in porous medium with chemically active skeleton //Physica Scripta. - 2019. - Т. 94. - №. 4. - С. 044005.
[2] Завьялов И. Н., Плавник Р. А., Пляшков Е. В. Экспериментальное моделирование осциллирующего режима трёхфазной фильтрации // ТРУДЫ МФТИ. - 2018. - Т. 10. - № 3. - С. 76-85
[3] Плавник Р. А., Завьялов И. Н., Пляшков Е. В. Влияние концентраций реагирующих веществ на устойчивость режима течения при фильтрации сквозь химически-активный скелет с выделением газовой фазы // ТРУДЫ МФТИ. - 2019. - Т. 11. - № 4. - С. 102-108
[4] Плавник Р.А., Завьялов И.Н., Конюхов А.В., Ветошкин Д.С. Определение кривой перехода между режимами течения при фильтрации раствора кислоты сквозь
химически активную пористую среду // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2021. Т. 8 (66). Вып. 2. С. 349358.
[5] Plavnik R. et al. On stability boundary of the flow of an acid solution through a chemically active porous medium //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2021. - Т. 2090. - №. 1. - С. 012029.
[6] Плавник Р.А., Арутюнян ДА. Численное моделирование трехфазного фильтрационного потока в химически активной пористой среде // Труды 65-й Всероссийской научной конференции МФТИ в честь 115-летия Л. Д. Ландау, 3-8 апреля 2023 г. Аэрокосмические технологии. — М.: Физматкнига, 2023. С. 220222.
[7] Плавник Р.А. Численное моделирование трехфазного фильтрационного потока в химически активной пористой среде // //Процессы в геосредах. - 2025. - №. 3(45). -С. 2972-2982.
Объем и структура работы
Работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части исследования, теоретической части, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы. Объём диссертации: 114 страниц, работа содержит 31 рисунок, список литературы содержит 73 наименования.
2 Обзор литературы
Согласно данным Генеральной схемы развития нефтяной отрасли России до 2035 года108 [3] без разработки шельфовых месторождений и нетрадиционных запасов углеводородов добыча нефти к 2035 году может сократиться на 34% вследствие исчерпаемости запасов на разрабатываемых месторождениях. В силу того, что доля нефтяной промышленности занимает 16 % от всего ВВП страны, возникает крайняя необходимость в разведке новых месторождений и развитии технологий для разработки запасов «тяжёлой» нефти. Согласно данным из статьи [4] доля добычи трудноизвлекаемой нефти в России составляет 41 %. В связи с тем, что основная часть месторождений «лёгкой» нефти уже разведана, а разрабатываемые месторождения со временем истощаются, доля добычи «тяжёлой» нефти непременно будет расти.
Если смотреть на общемировые запасы углеводородов, то для них имеется та же тенденция. Основные запасы низковязкой нефти, которая добывается из пластов-коллекторов с хорошими фильтрационно-ёмкостными свойствами, будут истощены к 2030-2050-м годам ([4], [5]). Нетрадиционные запасы занимают значительную долю и в общемировых запасах, что говорит о том, что их роль непременно возрастёт. Об актуальности разработки нетрадиционных запасов углеводородов говорит большое количество опубликованных как отечественных, так и зарубежных статей [6]-[8].
В работе авторов Matsumoto K. и Voudouris V. [6] с помощью ACEGES модели (Agent-based Computational Economics of the Global Energy System) исследуется, как соотношение добычи «лёгкой» и «тяжёлой» нефти повлияет на глобальный рынок. Было получено, что роль нетрадиционных запасов непременно возрастёт, причём их доля в общей добыче превысит традиционную нефть уже к середине нынешнего столетия.
В работе [7] рассматриваются различные сценарии развития мировой энергетики с учётом истощения традиционных источников углеводородов и перехода на нетрадиционные запасы. В предложенной модели показано, что темпы увеличения добычи «лёгкой» нефти за пределами Ближневосточного региона начнут снижаться уже после 2025 года, что приведёт к необходимости наращивания добычи из нетрадиционных запасов.
Одной из самых обсуждаемых тем в контексте добычи «тяжёлой» нефти является перспектива разработки баженовской свиты ([8], [9]) - группы нефтематеринских пород, расположенной на территории Западной Сибири. По большей части свита сложена карбонатными кремнистыми и глинистыми породами с глубинами залегания 2-3 км и толщинами коллекторов 30-40 м [10], характеризуется высокой литологической неоднородностью. Сложность в разработке заключается не только в том, что она представлена низкопроницаемыми коллекторами (пористость - 1-2%, проницаемость - менее 0.1 мД [11]), но и в том, что содержащаяся нефть представлена как в жидком, так и в твёрдом виде (кероген). Без развития технологий интенсификации нефтеотдачи данное месторождение не имеет перспектив разработки.
На сегодняшний день основным методом добычи углеводородов баженовской свиты предполагается использование опыта разработки сланцевых месторождении Соединённых Штатов Америки - использование технологии многостадийного гидроразрыва пласта в горизонтальных скважинах (Multi-stage hydraulic fracturing). Однако о перспективности данного метода следует говорить с некоторыми оговорками, так как условия бажена отличаются от условий сланцевых формаций США. В первую очередь стоит отметить, что при гидроразрыве пласта происходит больше увеличение протяжённости и ширины уже имеющихся трещин, чем образование новых. С учётом того, что в бажене имеются трещины, заполненные кальцитом, перед гидроразрывом необходимо провести кислотную обработку [12]. Также стоит учесть, что несмотря на высокий потенциал нефтеносности свиты, он в первую очередь связан с керогеном [13]. Для получения
из него нефти необходимо предварительно провести термическую обработку коллектора. Это говорит о том, что помимо больших глубин залегания проведение ГРП может быть осложнено условиями высоких температур.
Эти тезисы подчеркиваются в работах [12] и [13]. В статье [12] также представлены результаты исследований, проведённых в добывающих и разведочных скважинах и данные по изучению образцов керна, полученных из тутлеймской свиты, которая находится на Пальяновском месторождении и является аналогом баженовской свиты. Также в работе отмечается, что для успешного проведения гидроразрыва пласта он должен сопровождаться обработкой кислотными растворами. В работе [13] научного коллектива под руководством Абдрахимова Ю. Р. произведён анализ геологического строения, а также литологического состава и фильтрационно-емкостных свойств пород свиты, находящихся на территории Ханты-Мансийского автономного округа - Югры.
Опираясь на эти и другие работы по данной теме, можно сделать вывод, что опыт использования многостадийного гидроразрыва пласта на горизонтальных скважинах по аналогии с разработкой сланцевых месторождений Соединённых Штатов может не привести к ожидаемым высоким результатам. Для освоения баженовской свиты рекомендуется использование таких технологий, как кислотный гидроразрыв пласта и внутрипластовое горение. Данные методы также активно развиваются в настоящее время, более того имеется опыт их апробации для разработки баженовской свиты, что описано в статьях ниже.
В работах [14] и [15] показано, что кислотная обработка призабойной зоны пласта демонстрирует высокую эффективность в условиях коллекторов бажена. В частности, в работе [14] группы авторов под руководством Литвина В. Т. описана эффективность применения кислотной обработки на Средне-Назымском месторождении; изложено обоснование необходимости применения технологии для разработки указанного объекта, так как она показывает результат на уровне, сопоставимым с проведением гидроразрыва пласта. В работе [15] представлен сравнительный анализ различных видов кислотной обработки: кислотного
туннелирования, высокообъёмной кислотной обработки и кислотного гидроразрыва пласта применительно к различным типам коллекторов. В результате анализа было выявлено преимущество кислотного туннелирования перед традиционными технологиями кислотной обработки. В частности, данный метод позволит обойти недостаток кислотного гидроразрыва пласта, заключающийся в развитии искусственных трещин в направлении наибольшего горизонтального стресса, а также точечно воздействовать на нефтенасыщенные коллектора массивных карбонатных залежей.
Исследованию методов интенсификации добычи углеводородов, в частности кислотной обработке, посвящено множество работ как теоретических, так и экспериментальных. Работы Иконниковой Л. Н. и Золотухина А. Б. [16], [17] посвящены оценке эффективности соляно-кислотной обработки (СКО) нефтяных скважин с целью интенсификации добычи, оптимизации параметров закачки кислотного раствора и прогнозирования дебита. Авторы предлагают алгоритм оценки эффективности обработки нефтяной скважины на основании обобщённой зависимости Дюпюи-Фогеля, учитывающий стехиометрию и кинетику реакции кислоты с породой, а также экономическую эффективность воздействия. Метод апробирован на скважинах Тимано-Печорской провинции, где показана высокая точность прогнозов и экономическая целесообразность оптимизации объема закачки кислоты.
В работе группы авторов под руководством Карпунина Н. А. [18] собран опыт различных кейсов по кислотной обработке добывающих скважин в терригенных коллекторах; представлены механизмы взаимодействия самых часто используемых кислот с минералами-компонентами коллекторов с указанием наиболее вероятных рисков, приводящих к снижению эффекта от обработки; приведены параметры, от которых в первую очередь зависит эффективность кислотного состава. В выводах акцентируется внимание на том, что для наибольшей отдачи от кислотной обработки её должен предварять комплекс работ,
посвящённых исследованиям геолого-физических характеристик пласта и возможностей применения поверхностно-активных веществ.
На основании данных и других источников можно сделать вывод о том, что соляно-кислотная обработка пласта является в настоящее время активно исследуемой технологией с большим потенциалом применения. Однако наравне с химическими (кислотная обработка, введение поверхностно-активных веществ) и механическими (гидроразрыв пласта) методами воздействия на пласт развиваются и способы. Например, тепловые.
В работах [19], [20] рассматриваются вопросы разработки бажена методом термогазового воздействия. В работе [19] проведены эксперименты с керновыми образцами при повышенных температурах, в ходе которых изучено влияние термогазового воздействия на пласт. Установлено, что данный метод является наиболее эффективным для условий баженовской свиты. В результате применения термогазового воздействия наблюдается снижение плотности и вязкости нефти, что способствует повышению эффективности ее извлечения. Работа [20] посвящена оценке влияния третичных методов на добычу углеводородов из низкопроницаемых коллекторов на примере Баженовской свиты. Рассматриваются такие методы, как закачка диоксида углерода (С02) или воды при высоких температурах. Эксперименты показали, что при закачке С02 при температурах до плюс 300 °С происходит десорбция углеводородов, а значительное повышение нефтеотдачи достигается при циклической закачке С02. При нагреве образцов пород в присутствии воды в закрытой системе образуется «синтетическая» нефть, выход которой зависит от условий эксперимента. Изменяя температуру и время воздействия, можно регулировать состав получаемой нефти. Эксперименты с закачкой воздуха под высоким давлением в модели керна Баженовской свиты показали максимальную конверсию твёрдого органического вещества, однако для инициирования горения требуется предварительное создание системы трещин в низкопроницаемом коллекторе. При этом наблюдалось значительное увеличение пористости (до 30 %). Пиролиз в инертной среде также увеличивал пористость и
проницаемость за счёт образования трещин, однако приводил к образованию преимущественно газообразных углеводородов. Таким образом, третичные методы, особенно термическое воздействие в присутствии воды или фронта горения, обладают высоким потенциалом для повышения нефтеотдачи в Баженовской свите и других высокоуглеродистых формациях.
Метод внутрипластового горения изучается не только применительно к использованию в баженовской свите, но и в целом как с теоретической, так и с экспериментальной точек зрения. Например, в работе [21] авторами проведено теоретическое и экспериментальное изучение явлений, связанных с вытеснением воздуха под высоким давлением. В первой части работы представлены калориметрическое исследование процесса окисления в дифференциальном сканирующем калориметре и оценка кинетических параметров (энергия активации, скорость и порядок реакций и так далее), которые затем применяются для моделирования внутрипластового горения. В рамках теоретических исследований сформулирована математическая модель внутрипластового горения на основе экспериментальных данных. Модель включает тепло- и массообмен в трехфазной многокомпонентной системе в пористой среде. Математическая модель построена так, чтобы попытаться исследовать некоторые переходные процессы: воспламенение на месте, затухание и повторное воспламенение. Сформулирован набор безразмерных параметров, которые позволяют прогнозировать внутрипластовое горение нефти.
В работе [22] предложена аналитическая модель внутрипластового горения, в которой учитывается рассеяние тепла в пласте за счёт конвекции и проводимости породы. В первой части работы были получены профили температуры и концентрации реагирующих компонентов, а также скорости распространения фронта горения. Для предложенных не- и адиабатической моделей авторы вывели стационарные решения со стабильными низко- и высокотемпературными фронтами горения, а также промежуточные неустойчивые решения. Во второй части статьи были исследованы условия распространения
самоподдерживающегося фронта горения в зависимости от свойств нагнетания окислителя и свойств коллектора; была получена формула для эффективного коэффициента теплопередачи, выраженная через толщину пласта и скорость распространения фронта горения.
В данной научной работе [23] представлена методология численного моделирования процесса кислотного воздействия на карбонатные пласты с учетом гетерогенности пористости, проницаемости и минералогического состава. Авторы используют вычислительную гидродинамику для моделирования механизмов растворения породы и формирования червеобразных каналов ^огтЬо^) в ходе кислотного травления. Исследуется влияние различных минералов, обладающих разной скоростью реакции, на эффективность процесса, оцениваемую через параметр "объем пор до прорыва" (РУВТ). Полученные численные результаты хорошо коррелируют с экспериментальными данными и подтверждают, что неоднородности пористости и минералогии существенно влияют на эффективность обработки пласта. Работа подчеркивает важность численного моделирования для оптимизации условий кислотного воздействия в карбонатных коллекторах, что особенно актуально для нефтяных месторождений, расположенных в до-соляных отложениях.
На основании данных опубликованных материалов можно сделать вывод, что перспективы разработки нетрадиционных запасов нефти неразрывно связаны с развитием технологий методов увеличения нефтеотдачи, в частности соляно-кислотной обработкой призабойной зоны пласта и внутрипластовым горением.
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Моделирование кислотного гидроразрыва пласта2021 год, кандидат наук Новиков Алексей Викторович
Неизотермическая фильтрация двухфазной жидкости в трещиновато-пористых средах2019 год, кандидат наук Пятков Александр Александрович
Методика комплексного исследования и физико-математическое моделирование процессов тепломассопереноса при пароциклическом воздействии в скважине и в пласте2025 год, кандидат наук Ковальчук Татьяна Николаевна
Исследование природного и техногенного пустотного пространства отложений баженовской свиты для обоснования технологий её освоения2021 год, кандидат наук Глотов Антон Васильевич
Повышение эффективности извлечения высоковязкой тяжелой нефти залежей Мелекесской впадины2018 год, кандидат наук Иванов Денис Владимирович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Плавник Ринат Александрович, 2025 год
Список литературы
[1] Гуторов А. Ю., Гуторов Ю. А. Современные тенденции в развитии различных видов технологий соляно-кислотных обработок и пути их оптимизации с целью повышения эффективности применения //Нефтепромысловое дело. - 2006. - №. 10. - С. 18-21.
[2] Сафина Л. И., Стариков А. И. Обработка призабойной зоны пласта кислотными растворами на Приразломном месторождении //Вестник Югорского государственного университета. - 2016. - №. 3 (42). - С. 89-93.
[3] Генеральная схема развития нефтяной отрасли Российской Федерации на период до 2035 года. Министерство энергетики Российской Федерации. URL: https://minenergo.gov.ru/ sites/default/files/2016-07-05_Korrektirovka_generalnyh_shem
_razvitiya_neftyanoy_i_gazovoy_otrasley_na_period_do_2035_goda.pdf (дата
обращения: 07.02.2025).
[4] Якуцени В. П., Петрова Ю. Э., Суханов А. А. Нетрадиционные ресурсы углеводородов-резерв для восполнения сырьевой базы нефти и газа России //Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2009. - Т. 4. - №. 1. - С. 1-14.
[5] Алексеев А. Максимальная отдача //Сибирская нефть. - 2016. - №. 3. -С. 30-36.
[6] Matsumoto K., Voudouris V. Potential impact of unconventional oil resources on major oil-producing countries: scenario analysis with the ACEGES model //Natural Resources Research. - 2015. - Т. 24. - №. 1. - С. 107-119.
[7] Greene D. L., Hopson J. L., Li J. Have we run out of oil yet? Oil peaking analysis from an optimist's perspective //Energy Policy. - 2006. - Т. 34. - №. 5. - С. 515531.
[8] Дюльдев А. А. Перспективные направления добычи углеводородов в России //Российское предпринимательство. - 2013. - №. 11 (233).
[9] Шустер В. Л., Пунанова С. А. Вопросы освоения нетрадиционных запасов углеводородов фундамента Западной Сибири и многокритериальная оценка перспектив его нефтегазоносности //Георесурсы. - 2014. - №. 4 (59).
[10] Алексеев А. Д. Природные резервуары нефти в отложениях баженовской свиты на западе Широтного Приобья //Москва. - 2009.
[11] Хамидуллин Р. А. и др. Фильтрационно-емкостные свойства пород баженовской свиты //Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. -2013. - №. 5.
[12] Литвин В. Т., Стрижнев К. В., Рощин П. В. Особенности строения и интенсификации притоков нефти в сложных коллекторах баженовской свиты Пальяновского месторождения //Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2015.
- Т. 10. - №. 3. - С. 12-12.
[13] Абдрахимов Ю. Р., Федосов А. В., Апликаева В. М. Перспективы освоения аномальных зон баженовской свиты месторождений Ханты-Мансийского Автономного Округа-Югры //Сетевое издание «Нефтегазовое дело». - 2015. - №. 4. - С. 1-18.
[14] Литвин В. Т. и др. Кислотная обработка призабойной зоны пласта баженовской свиты после проведения гидроразрыва пласта //Нефтяное хозяйство.
- 2018. - №. 4. - С. 70-73.
[15] Терёхина А. Р., Чухланцева Г. Г., Чебыкина Ю. Б. Выбор технологии интенсификации притока для разработки баженовской свиты //Опыт, актуальные проблемы и перспективы развития нефтегазового комплекса. - 2016. - С. 253-258.
[16] Иконникова Л. Н., Золотухин А. Б. Оценка эффективности мероприятий по интенсификации добычи нефти при соляно-кислотной обработке. Часть 1 //Нефтепромысловое дело. - 2019. - №. 5. - С. 33-38.
[17] Иконникова Л. Н., Золотухин А. Б. Оценка эффективности мероприятий по интенсификации добычи нефти при соляно-кислотной обработке. Часть 2 //Нефтепромысловое дело. - 2019. - №. 6. - С. 36-40.
[18] Карпунин Н. А. и др. Современный опыт обработки призабойной зоны терригенного пласта кислотными композициями //Вестник евразийской науки. -2018. - Т. 10. - №. 4.
[19] Чубаков Е. С., Коровин К. В. Применение термогазового воздействия на баженовской свите //Академический журнал Западной Сибири. - 2019. - Т. 15.
- №. 1. - С. 15-16.
[20] Попов Е. Ю. и др. Потенциал применения третичных методов воздействия на нетрадиционные углеводородные системы на примере баженовской свиты //Нефтяное хозяйство. - 2017. - №. 3. - С. 54-57.
[21] Akhatov I. S. et al. Experimental and mathematical workflow in modeling in-situ combustion processes for unconventional resources recovery //IOR 2013-17th European Symposium on Improved Oil Recovery. - European Association of Geoscientists & Engineers, 2013. - С. cp-342-00070.
[22] Akkutlu I. Y., Yortsos Y. C. The dynamics of in-situ combustion fronts in porous media //Combustion and Flame. - 2003. - Т. 134. - №. 3. - С. 229-247.
[23] De Oliveira T. J. L. et al. Numerical simulation of the acidizing process and PVBT extraction methodology including porosity/permeability and mineralogy heterogeneity //SPE International Symposium and Exhibition on Formation Damage Control. - Society of Petroleum Engineers, 2012.
[24] Хабибуллин И. Л., Мугатабарова А. А. Моделирование вытеснения нефти водными растворами электрохимических агентов //Сетевое издание «Нефтегазовое дело». - 2013. - №. 1. - С. 555-567.
[25] Koldoba A. V., Koldoba Y. V. The propagation of weak concentration discontinuities in the isothermal flow of a multicomponent mixture in a porous medium with phase transitions //Journal of applied mathematics and mechanics. - 2007. - Т. 71.
- №. 3. - С. 432-437.
[26] Saffman P. G., Taylor G. I. The penetration of a fluid into a porous medium or Hele-Shaw cell containing a more viscous liquid //Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. - 1958. - Т. 245. - №. 1242. -С. 312-329.
[27] Cox B. G. Acids and bases: solvent effects on acid-base strength. - OUP Oxford, 2013.
[28] Rana C. et al. Combined influences of viscous fingering and solvent effect on the distribution of adsorbed solutes in porous media //RSC advances. - 2014. - Т. 4.
- №. 65. - С. 34369-34381.
[29] Riolfo L. A. et al. Chemically-Driven Miscible Viscous Fingering: How Can a Reaction Destabilize Typically Stable Fluid Displacements? //Proceedings of the European Conference on Complex Systems 2012. - Springer, Cham, 2013. - С. 9-13.
[30] Колмогоров А. Н., Петровский И. Г., Пискунов Н. С. Исследование уравнения диффузии, соединенной с возрастанием количества вещества, и его применение к одной биологической проблеме //Бюл. МГУ. Сер. математика и механика. - 1937. - Т. 1. - С. 1-26.
[31] Zeldovich I. A. B. et al. The mathematical theory of combustion and explosions(Book) //New York, Consultants Bureau, 1985, 618. - 1985.
[32] Щелкин К. И. Неустойчивость горения и детонации газов //Успехи физических наук. - 1965. - Т. 87. - №. 10. - С. 273-302.
[33] Quah F. W., Qi Y., Nagatsu Y. Experimental study on effects of effective interfacial tension on miscible viscous fingering //APS Division of Fluid Dynamics Meeting Abstracts. - 2014. - С. L22. 010.
[34] Haudin F. et al. Experimental study of a buoyancy-driven instability of a miscible horizontal displacement in a Hele-Shaw cell //Physics of fluids. - 2014. - Т. 26.
- №. 4. - С. 044102.
[35] Ghesmat K. et al. Frontal stability of reactive nanoparticle transport during in situ catalytic upgrading of heavy oil //Fuel. - 2013. - Т. 107. - С. 525-538.
[36] Nagatsu Y. et al. Hydrodynamic fingering instability induced by a precipitation reaction //Physical review letters. - 2014. - Т. 113. - №. 2. - С. 024502.
[37] Zhao R. et al. An experimental investigation of the in-situ combustion behavior of Karamay crude oil //Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2015.
- Т. 127. - С. 82-92.
[38] Loodts V. et al. Control of convective dissolution by chemical reactions: General classification and application to CO 2 dissolution in reactive aqueous solutions //Physical review letters. - 2014. - Т. 113. - №. 11. - С. 114501.
[39] Pusey M., Witherow W., Naumann R. Preliminary investigations into solutal flow about growing tetragonal lysozyme crystals //Journal of Crystal Growth. - 1988. -Т. 90. - №. 1-3. - С. 105-111.
[40] Cardoso S. S. S., Andres J. T. H. Geochemistry of silicate-rich rocks can curtail spreading of carbon dioxide in subsurface aquifers //Nature communications. -2014. - Т. 5. - №. 1. - С. 5743.
[41] Силин М. А. и др. Кислотные обработки пластов и методики испытания кислотных составов //М.: РГУ нефти и газа имени ИМ Губкина. - 2011. - Т. 120.
[42] Шевченко А. К. Способ термохимической обработки призабойной зоны пласта. - 1995.
[43] Homsy G. M. Viscous fingering in porous media //Annual review of fluid mechanics. - 1987. - Т. 19. - №. 1. - С. 271-311.
[44] De Wit A. Chemo-hydrodynamic patterns in porous media //Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences.
- 2016. - Т. 374. - №. 2078. - С. 20150419.
[45] Gérard T., De Wit A. Miscible viscous fingering induced by a simple A+ B^ C chemical reaction //Physical Review E. - 2009. - Т. 79. - №. 1. - С. 016308. [0.2]
[46] Pagano G. et al. A Model for Coupled Belousov-Zhabotinsky Oscillators with Delay //14th WCCM-ECCOMAS Congress 2020. - 2021. - Т. 700.
[47] Shanks N. Modeling biological systems: the Belousov-Zhabotinsky reaction //Foundations of Chemistry. - 2001. - Т. 3. - №. 1. - С. 33-53.
[48] Budroni M. A., Upadhyay V., Rongy L. Making a simple A+ B^ C reaction oscillate by coupling to hydrodynamic effect //Physical review letters. - 2019. - Т. 122.
- №. 24. - С. 244502.
[49] Rana C., De Wit A. Reaction-driven oscillating viscous fingering //Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. - 2019. - Т. 29. - №. 4.
[50] Budroni M. A. et al. Synchronization scenarios induced by delayed communication in arrays of diffusively coupled autonomous chemical oscillators //Physical Chemistry Chemical Physics. - 2021. - Т. 23. - №. 32. - С. 17606-17615.
[51] Unal H. U., Boussaada I., Niculescu S. I. A Delay-Based Sustained Chemical Oscillator: Qualitative Analysis of Oregonator-Based Models //IEEE Life Sciences Letters. - 2017. - Т. 3. - №. 3. - С. 9-12.
[52] Escala D. M. et al. Self-organized traveling chemo-hydrodynamic fingers triggered by a chemical oscillator //The Journal of Physical Chemistry Letters. - 2014. -Т. 5. - №. 3. - С. 413-418.
[53] Konyukhov A. V., Zavialov I. N. Numerical investigation of oscillatory multiphase flow in porous medium with chemically active skeleton //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2016. - Т. 774. - №. 1. - С. 012059.
[54] Zavialov I. et al. Laboratory modeling of flow with gas-producing reaction in porous media //Journal of Porous Media. - 2018. - Т. 21. - №. 10.
[55] Базов С. М., Завьялов И. Н., Конюхов А. В. Численное исследование колебательного многофазного течения в среде с двойной пористостью и химически активным скелетом //Прикладная механика и техническая физика. - 2022. - Т. 63.
- №. 5. - С. 100-109.
[56] Афанаскин И. В. и др. Моделирование многофазной многокомпонентной фильтрации при разработке месторождений углеводородов //Вестник кибернетики. - 2016. - №. 3 (23). - С. 51-62.
[57] Люпа А. А., Трапезникова М. А., Чурбанова Н. Г. Моделирование неизотермической многофазной фильтрации с применением явных разностных схем //Препринты Института прикладной математики им. МВ Келдыша РАН. -2016. - №. 0. - С. 103-20.
[58] Бутнев О. И. и др. Программная платформа НИМФА на структуре данных ЛОГОС для моделирования многофазной фильтрации в геологических средах //Северный регион: наука, образование, культура. - 2015. - Т. 2. - №. 2 (32).
- С. 40-47.
[59] Sandve T. H., S^vareid O., Aavatsmark I. Dynamic PVT model for CO2 -EOR black-oil simulations //Computational Geosciences. - 2022. - Т. 26. - №. 4. - С. 1029-1043.
[60] Борисов В. Е. и др. Композиционная неизотермическая модель фильтрации в пористой среде с учетом химических реакций и активной твердой фазы //Препринты Института прикладной математики им. МВ Келдыша РАН. -2013. - №. 0. - С. 91-32.
[61] Белоусов Б. П. Периодически действующая реакция и её механизм. Сб.: Автоволновые процессы в системах с диффузией. - 1951.
[62] Жаботинский А. М. Периодический ход окисления малоновой кислоты в растворе (исследование кинетики реакции Белоусова) //Биофизика. - 1964. - Т. 9.
- №. 3. - С. 306-311.
[63] Cohen J. E. Threshold phenomena in random structures //Discrete Applied Mathematics. - 1988. - Т. 19. - №. 1-3. - С. 113-128.
[64] Ilyin A. P. et al. Threshold phe nomena in nanopowders //Известия вузов. Физика. - 2006. - №. 8. - С. 550-552.
[65] Kalai G., Safra S. Threshold phenomena and influence with some perspectives from mathematics, computer science, and economics //Comp. Complexity and Stat. Phy., Santa Fe Institute Studies in Sci. of Complexity. - 2005. - Т. 19517738.
[66] FitzHugh R. Mathematical models of threshold phenomena in the nerve membrane //The bulletin of mathematical biophysics. - 1955. - Т. 17. - С. 257-278.
[67] Dumka P., Mishra D. R. Understanding the TDMA/Thomas algorithm and its Implementation in Python //Int. J. All Res. Educ. Sci. Methods. - 2022. - Т. 10. - №. 10. - С. 998-1002.
[68] Гричук А. Д., Киреева Т. А., Утопленников В. К. Методика определения растворимости углекислого газа в нефти при взаимодействии с газовой фазой сложного состава //Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. - 2013. - №. 2. - С. 79-85.
[69] Лихачев Е. Р. Зависимость вязкости воды от температуры и давления //Журнал технической физики. - 2003. - Т. 73. - №. 4. - С. 135-136.
[70] Брот Р. А., Кутуков С. Е. Определение реофизических параметров газонасыщенных нефтей //Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. -2005. - №. 2. - С. 37-37.
[71] Макарова Т. П., Харисова Г. Ф. Технология переработки нефти и газа. Альметьевск,2009
[72] Александров А. А., Орлов К. А., Очков В. Ф. Теплофизические свойства рабочих веществ теплоэнергетики. - 2009.
[73] Брусенцева Л. Ю., Кудряшова А.А. Краткий справочник физико-химических величин некоторых неорганических и органических соединений. -Самара: НОУ ВПО СМИ «РЕАВИЗ», 2011 - 68 с.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.