Дипломная работа: Разработка теории радиогеохимического эффекта

3.3.1. График модели. 41

3.3.2 Условие возникновения радиогеохимического эффекта. 43

Заключение. 44

Литература. 45

Введение

В настоящее время к числу нерешенных проблем в области контроля методами промысловой геофизики за процессами обводнения следует отнести выделение коллекторов, заводняемых закачиваемой водой, по скважинам, выходящим из бурения, и по скважинам, обводнившимися в период эксплуатации закачиваемой или пластовой водой.

Перспективным направлением исследований с целью решения этих вопросов является использование эффекта увеличения естественной гамма-активности в заводняемом пласте. Эффект был экспериментально обнаружен более десяти лет назад и получил название «радиогеохимический», он заключается в многократном увеличении естественной гамма активности пород в интервале продуктивных пластов в процессе их обводнения, что проявляется в возникновении аномалий на кривых гамма-каротажа. Из-за недостаточной изученности условий отложения радиоактивных веществ эффект не находит широкого применения.

Цель данной работы заключается в разработке теории радиогеохимического эффекта.

Задачи:

– анализ экспериментальных исследований опубликованных в печати;

– вывод основных уравнений;

– формулировка задач математической физики, описывающих динамику радиоактивных примесей при вытеснении нефти водой;

– решение основных задач и проведение численных расчетов на их основе;

– определение условий возникновения радиогеохимического эффекта;

– анализ результатов расчетов, исследование зависимости величины эффекта от пористости, коэффициента равновесия растворенного вещества между жидкостью и скелетом и от плотности радиоактивных примесей в этих средах.

Практическая значимость заключается в возможности использования результатов исследования в нефтедобывающей промышленности .

Работа состоит из двух глав.

В первой главе описывается радиогеохимический эффект, рассматриваются способы регистрации и примеры результатов экспериментального обнаружения радиогеохимического эффекта.

Во второй главе вводятся основные понятия и уравнения: уравнение неразрывности, химический потенциал, закон Фика, координаты Эйлера и Лагранжа, слабые растворы и равновесия в них по отношению к растворенному веществу, уравнение конвективной диффузии, метод характеристик с рассмотрением частных случаев.

В третьей главе разрабатывается теория эффекта. Здесь строится математическая модель: постановка задач и их решение методом характеристик. Производятся расчёты и на основе их анализа строятся графики, выводится условие возникновения радиогеохимического эффекта. Глава завершается определением выражения для его величины эффекта.

Выражаю глубокую признательность за помощь в написании работы профессору А. И. Филиппову.

Обозначения

– объем занимаемый порами и скелетом соответственно, м³ ;

– общий объем, м³ ;

– химический потенциал растворенных радиоактивных веществ относительно жидкости и скелета, Дж/кг;

,– плотность радиоактивных веществ в насыщающей жидкости и скелете, кг/ м³ ;

– коэффициент массообмена между скелетом и жидкостью, кг² /(Дж м³ с);

– скорость фильтрации насыщающей жидкости, м/c.

1. Результаты экспериментального исследования
радиогеохимического эффекта

В этой главе приводятся результаты экспериментальных исследований полученных при замерах скважин в период и после их эксплуатации. Проводится анализ практических материалов гамма-каротажа , который показывает, что в процессе длительной закачки сточных вод в продуктивные горизонты образуются аномалии, связанные с радиогеохимическим эффектом.

1.1. Описание и способы регистрации радиогеохимического эффекта

В скважинах, обводняющихся вследствие заводнения пластов закачиваемой или пластовой водой, с заколонной циркуляцией и работающих практически без воды, часто наблюдается повышение радиоактивного излучения, достигая максимального значения в интервале контакта нефти с водой. Отсюда такое название - «радиогеохимический эффект».

Возникновение гамма-аномалии на границе вода-нефть связано с повышением концентрации радиоактивных веществ в пласте, источником которых является неподвижная пористая среда.