Подземная гидродинамика и теплофизика Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 011200.68 «Физика» Магистерская программа «Техническая физика в нефтегазовых технологиях» очная форма обучения (стр. 3 )

Тема 1. Емкостные свойства горных пород

Пористость, кавернозность и трещиноватость.

Понятие эффективной, динамической и открытой пористости.

Экспериментальные способы измерения емкостных свойств горных пород.

Тема 2. Горные породы с трещинами.

Определение емкости и раскрытия трещин.

Коэффициент трещиноватости горных пород.

Проявление свойств трещиноватости при исследовании скважин.

Тема 3. Структура пустотного пространства горных пород.

Структурный коэффициент.

Геометрический и гидравлический радиусы.

Извилистость поровых каналов.

Оценка микронеоднородности.

Тема 4. Фильтрационные свойства горных пород.

Абсолютная, фазовая и относительная проницаемости.

Связь проницаемости с особенностями фильтрационного течения.

Модуль 2

Тема 5. Структурные модели порового пространства.

Гранулярные модели.

Капиллярные модели.

Сеточные модели.

Тема 6. Термодинамические свойства пластовых флюидов.

Классификации природных углеводородов.

Основные свойства нефти и газа.

Фазовые диаграммы природных углеводородов.

Тема 7. Уравнения состояния пластовых флюидов.

Уравнения состояния для газа.

Уравнения состояния для нефти.

Уравнения состояния для воды.

Тема 8. Капиллярные явления в пористой среде.

Природа капиллярных сил.

Методы экспериментального определения капиллярного давления.

Кривая капиллярного давления и функция Леверетта.

Гистерезис капиллярного давления.

Тема 9. Относительные фазовые проницаемости (ОФП).

Концевые точки, ОФП в концевых точках.

Влияние различных факторов на вид ОФП.

Тема 10. Определение ОФП на основе аналитических моделей.

Связь капиллярного давления и ОФП.

Метод Пурцелла.

Метод Бурдайна.

Метод Кори-Брукса.

Тема 11 Изменение свойств горной породы при эксплуатации скважин.

Механическое взаимодействие горной породы и насыщающих их жидкостей.

Область пластической деформации.

Образование трещин при гидравлическом разрыве пласта.

Модуль 3

Тема 12 Закон фильтрации в проницаемых твердых средах.

Особенности фильтрационного движения.

Эксперимент Дарси.

Границы применимости закона Дарси. Нелинейные законы фильтрации.

Тема 13 Движение упругой жидкости в деформируемом пласте.

Упругий запас жидкости.

Уравнение пьезопроводности.

Основное уравнение упругого режима.

Тема 14 Практическое применение решения уравнения Баклея-Леверетта.

Расчет параметров вытеснения до и после прорыва воды.

Расчет коэффициента нефтеотдачи.

Тема 15 Основные термодинамические процессы в горных породах.

Особенности тепловых явлений в гонных породах.

Адиабатический процесс.

Дроссельный процесс.

Тема 16 Уравнение сохранения энергии при фильтрационном движении.

Теплообмен в пористой среде.

Уравнение сохранения энергии в пористой среде.

Тема 17 Частные случаи температурных полей в пористой среде.

Уравнение притока тепла при насыщении пористой среды несжимаемой жидкостью.

Уравнение притока тепла при насыщении пористой упругой жидкостью.

Уравнение притока тепла при насыщении пористой среды газом.

Тема 18  Тепловые методы увеличения нефтеотдачи пластов.

Внутрипластовое горение.

Закачка в пласт теплоносителей.

6.Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).

6.1 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля)

Данной рабочей программой предусмотрена самостоятельная работа в объеме 72 часа.

Студентам  предлагаются следующие формы самостоятельной работы:

изучение обязательной и дополнительной литературы; выполнение самостоятельных заданий на практических занятиях; чтение текстов научно-популярной тематики; поиск информации по заданной теме в сети Интернет; самоконтроль и взаимоконтроль выполненных заданий; подготовка к написанию самостоятельных работ, сдача зачета.

Результаты СРС могут быть представлены в форме презентации, доклада по теме, реферата или иного проекта.

6.2 Формы текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

В качестве форм текущей аттестации используются такие формы, как проверка домашних заданий, самостоятельные работы, устные опросы, доклады и др.

Промежуточный контроль имеет форму самостоятельных работ и коллоквиумов, в которой оценивается уровень овладения обучающимися знаниями по предмету.

Итоговый контроль (экзамен) проводится в устной форме. Экзамен включает устную часть, в которой оценивается знание изученных тем и беседу с преподавателем.

6.3. Примерные контрольные вопросы к экзамену:

Пористость, кавернозность и трещиноватость горных пород. Понятие эффективной, динамической и открытой пористости горных пород. Экспериментальные способы измерения емкостных свойств горных пород. Определение емкости и раскрытия трещин горных пород. Коэффициент трещиноватости горных пород. Проявление свойств трещиноватости при исследовании скважин. Структурный коэффициент. Геометрический и гидравлический радиусы. Извилистость поровых каналов. Оценка микронеоднородности. Абсолютная, фазовая и относительная проницаемости. Связь проницаемости с особенностями фильтрационного течения. Гранулярные модели. Капиллярные модели. Сеточные модели. Классификации природных углеводородов. Основные свойства нефти и газа. Фазовые диаграммы природных углеводородов. Уравнения состояния для газа. Уравнения состояния для нефти. Уравнения состояния для воды. Природа капиллярных сил. Методы экспериментального определения капиллярного давления. Кривая капиллярного давления и функция Леверетта. Гистерезис капиллярного давления. Концевые точки, ОФП в концевых точках. Влияние различных факторов на вид ОФП. Связь капиллярного давления и ОФП. Метод Пурцелла. Метод Бурдайна. Метод Кори-Брукса. Механическое взаимодействие горной породы и насыщающих их жидкостей. Область пластической деформации. Образование трещин при гидравлическом разрыве пласта. Особенности фильтрационного движения. Эксперимент Дарси. Границы применимости закона Дарси. Нелинейные законы фильтрации. Упругий запас жидкости. Уравнение пьезопроводности. Основное уравнение упругого режима. Расчет параметров вытеснения до и после прорыва воды. Расчет коэффициента нефтеотдачи. Особенности тепловых явлений в гонных породах. Адиабатический процесс. Дроссельный процесс. Теплообмен в пористой среде. Уравнение сохранения энергии в пористой среде. Уравнение притока тепла при насыщении пористой среды несжимаемой жидкостью. Уравнение притока тепла при насыщении пористой упругой жидкостью. Уравнение притока тепла при насыщении пористой среды газом. Внутрипластовое горение. Закачка в пласт теплоносителей.

6.4. Задания для самостоятельного решения студентов

1.Аналитические способы получения относительных фазовых проницаемостей на основе кривых капиллярного давления.

Метод Пурцелла. Метод Бурдайна. Аналитические способы получения относительных фазовых проницаемостей на основе кривых капиллярного давления. Метод Кори-Брукса. Сравнение аналитических методов получения ОФП. Модификация ОФП. Модель слоистого пласта. ПсевдоОФП. Построение простой гидродинамической модели в симуляторе для получения псевдоОФП. Функция Баклея-Леверетта. Построение функции Баклея-Леверетта. Исследование свойств функции Баклея-Леверетта. Написание компьютерной программы для решения задачи Баклея-Леверетта. Исследование двухфазной фильтрации на основе решения задачи Баклея-Леверетта. Примеры использования метода индикаторных диаграмм для интерпретации свойств пласта. Примеры использования метода кривых восстановления давления для интерпретации свойств пласта. Примеры использования метода гидропрослушивания для интерпретации свойств пласта. Исследование работы скважины с использованием основного уравнения упругого режима. Сравнение эффективности заводнения на основе аналитического решения задачи о закачке горячей воды в пласт. Исследование капиллярно-гравитационного равновесия в однородном пласте. Исследование термодинамических свойств нефти на основе эмпирических моделей. Исследование термодинамических свойств газа на основе уравнений состояния. Приближенное решение уравнения Раппопорта-Лиса. Моделирование однофазного притока к горизонтальной скважине на основе аналитических решений. Оценка влияния длины горизонтальный скважины на ее продуктивность.

8. Образовательные технологии

В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Подземная гидродинамика и теплофизика» предусматривается использование в учебном процессе следующих активных форм проведения занятий:

лекции; семинарские занятия; работа в малых группах.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.

Перечень основной и дополнительной учебной литературы, включая электронно-библиотечные ресурсы (с исходными данными)

Основная литература:

Основы теории фильтрации. Учебное пособие. — М.: Изд-во Центра прикладных исследований при механико-математическом факультете МГУ, 2009. - 88 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. /file/959939/.

Гидрогазодинамика : учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по спец. "Теплофизика" напр. подготовки "Техническая физика" / . - Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2011. - 404 с.

Дополнительная литература:

, Гидродинамическая теория фильтрации аномальных жидкостей. М., «Наука», 1975. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://libtech. utmn. ru

Физика нефтяного и газового пласта. Изд.2. М., «Недра», 1971, 312 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://libtech. utmn. ru

Использование данных гидродинамики при поисках нефти и газа. Пер. с англ. М.: Недра, 1985. – 149 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://libtech. utmn. ru

Разработка нефтяных месторождений. – М.: Недра, 1986. 332 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://libtech. utmn. ru

Физика нефтяных и газовых коллекторов. М., «Недра», 1977, 287 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://libtech. utmn. ru

Нефтегазовые технологии [Электронный ресурс]/ РГУ Нефти и газа им. . - Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2005. - 2 эл. опт. диск (CD-ROM); 12 см: цв.. - (Электронная библиотека). Нефтегазовая гидромеханика Физика нефтяного и газового пласта Механика нефтяного пласта Математическое моделирование гидродинамических процессов разработки месторождений углеводородов Физика нефтяных и газовых коллекторов

Подземная гидродинамика: электронный справочник. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. /4134-.html.

Щелкачев, Владимир Николаевич. Подземная гидравлика: учеб. пособие для студ. нефтегазовых спец. ун-тов/ ; . - Москва; Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2001. - 736 с.

       

10. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).

       Лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием, компьютерный класс для практических занятий.