Докторские


Физико-термодинамические основы фазовых превращений в многокомпонентных углеводородных системах в условиях глубоких газоконденсатных залежей

Фаталиев Вугар Магеррам оглы


Известно, что эксплуатация газоконденсатных месторождений сопровождается рядом сложных фазовых превращений, которые существенно влияют на показатели разработки. Сложность физико-термодинамической сущности отмеченного процесса и недостаточность фундаментальных знаний в этой области создает трудности при моделировании, прогнозировании процессов, происходящих в пластовой системе, и при составлении проектов разработки. С этой точки зрения, задачи, поставленные в диссертационной работе, и полученные результаты имеют как практическое, так и фундаментальное значение.

Аэрозольное состояние газоконденсатной системы при значениях давления выше давления ретроградной конденсации объяснено на основе законов, характеризующих коллоидные системы и, дана количественная оценка важности при эксплуатации месторождений. В то же время изучено влияние газов пластовой системы с высокой растворимостью в жидких углеводородах на эксплуатационные показатели.

Определено, что устойчивость аэрозоля в пористой среде устанавливается как силами Архимеда, тяжести и вязкостными силами, так и поверхностными силами. На этой основе объяснены причины начала образования жидкой фазы в форме микрозародышей в пористой среде при давлении на 20-25% выше давления ретроградной конденсации в бомбе PVT. Полученными теоретическими данными были усовершенствованы методы дифференциальных контактных исследований пластовой системы и изучены пути более точного определения давления ретроградной конденсации.

На основе термодинамических исследований при давлении выше давления ретроградной конденсации выявлены очень чувствительные межфазовые обменные отношения в зависимости от количества жидкой фазы в пластовой системе и термобарического условия. При этом изучены причины образования наблюдаемой жидкой фазы и используя эти результаты, определена термодинамическая сущность рассеянного в пласте жидкого углеводорода и его роль в эксплуатации месторождений.

На основе данных исследований было доказано, что в критической точке многокомпонентной системы диспергирование системы происходит при наименьших значениях газовых компонентов и разъяснена суть этого процесса. В интервале критической температуры и крикондентерма и при значении давления выше давления ретроградной конденсации было изучено состояние диспергированной пластовой системы на основе уравнений материального баланса, полученных в результате теоретических и практических исследований. Проаннализирована возможность перехода системы из коллоидного состояния «жидкость в газе» в состояние «газ в жидкости» и наоборот при изотермическом изменении давления или изобарическом изменении температуры на примере результатов термодинамических исследований месторождения "Булла-Дениз".

Теоретическими и практическими исследованиями изучена физико-термодинамическая сущность влияния различных форм вод в зависимости от расположения их в пластовых условиях (свободная жидкость, пар, связанная вода) на фазовые превращения газоконденсатной системы. Помимо физической сущности выявленных различных механизмов влияния, также оценена их значимость в процессе разработки месторождения.

С целью выяснения причин нарушения состояния термодинамического равновесия, при эксплуатации газоконденсатных месторождений и установления их значимости были использованы уравнения энергетического баланса, отражающие изменения внутренней кинетической и потенциальной энергии пластовой системы. Обоснована важность учета полученных результатов для правильного использования различных видов энергии пласта, при выборе методов воздействия на пласт и при определении требований, предъявляемых к рабочим агентам.