Разработка теории радиогеохимического эффекта

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СТЕРЛИТАМАКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ Ахтямов Рустам Расихович РАЗРАБОТКА ТЕОРИИ РАДИОГЕОХИМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ДИПЛОМНАЯ РАБОТА Научный руководитель: д. т. н профессор А.И. Филиппов.Стерлитамак Содержание Введение 3 Обозначения 1. Результаты экспериментального исследования радиогеохимического эффекта 1. Описание и способы регистрации радиогеохимического эффекта 2. Примеры экспериментального обнаружения радиогеохимического эффекта 7 1.3. Выводы 2. Основные уравнения 1. Уравнение неразрывности 2. Закон Фика 3. Уравнение конвективной диффузии 4. Метод характеристик 2.5 Слабые растворы 6. Равновесие по отношению к радиактивному веществу веществу 7. Химический потенциал 3. Разработка теории радиогеохимического эффекта 32 3.1. Общие предположения теории 2. Математические модели радиогеохимического эффекта 3. Рельзультаты расчетов и их анализ 1. График модели 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 отне-сти выделение коллекторов, заводняемых закачиваемой водой, по скважи-нам, выходящим из бурения, и по скважинам, обводнившимися в период экс-плуатации закачиваемой или пластовой водой.

Перспективным направлением исследований с целью решения этих во-просов является использование эффекта увеличения естественной гамма-активности в заводняемом пласте.

Эффект был экспериментально обнаружен более десяти лет назад и получил название «радиогеохимический», он за-ключается в многократном увеличении естественной гамма активности пород в интервале продуктивных пластов в процессе их обводнения, что проявляет-ся в возникновении аномалий на кривых гамма-каротажа.

Из-за недостаточ-ной изученности условий отложения радиоактивных веществ эффект не на-ходит широкого применения.

Цель данной работы заключается в разработке теории радиогеохимиче-ского эффекта. Задачи: – анализ экспериментальных исследований опубликованных в печати; – вывод основных уравнений; – формулировка задач математической физики, описываю-щих динамику радиоактивных примесей при вытеснении нефти во-дой; – решение основных задач и проведение численных расчетов на их основе; – определение условий возникновения радиогеохимического эффекта; – анализ результатов расчетов, исследование зависимости ве-личины эффекта от пористости, коэффициента равновесия раство-ренного вещества между жидкостью и скелетом и от плотности ра-диоактивных 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, рассматри-ваются 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 растворен-ному веществу, уравнение конвективной диффузии, метод характеристик с рассмотрением частных случаев.

В третьей главе разрабатывается теория эффекта. Здесь строится мате-матическая 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

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

Рис. . Результаты экспериментального исследования радиогеохимического эффекта. Общий вид прибора для исследования радиогеохимического эффекта. Существует несколько способов регистрации радиогеохимического эффекта....

Примеры экспериментального обнаружения радиогеохимического эффекта

2. пласт «а» начал заводняться закачиваемой водой. При обводнении скважин закачиваемой водой гамма-аномалии в ин-тервале ... В остальных 64 скважинах отложение радиобарита отмечается в интервале ... Выводы На основе всего выше сказанного можно сделать следующие выводы:...

Основные уравнения

Интегральные линии уравнения (4) на мировой плоскости т.е. Начально-краевая задача для уравнения (1) (смешанная задача) , (1) . (3) Найдем решение граничной задачи для неоднородного конвекционного у... (7) Подставим уравнение (7) в уравнение (5), получим . (3) Учтем теперь, что должно быть однородной функцией первого по-рядка...

Разработка теории радиогеохимического эффекта

Перенос растворенных изотопов определяется скоростью фильтрации несуще... . Динамика растворенного вещества определяется уравнением неразрывности,... е. (3.4) Диффузией радиоактивных примесей, кроме массообмена жидкости со ...

Математические модели радиогеохимического эффекта

(3.13) Предполагается, что в равновесии химические потенциалы радиоак-... Постановка задачи Исследование динамики примесей при поршневом вытесне... Это со-отношение позволяет отыскивать решение только одного из уравнен... . (3.37) Проверка значений на границах подобласти При, на правой границе...

Рельзультаты расчетов и их анализ

Рельзультаты расчетов и их анализ 3.3.1.

График модели

3.3.2 Условие возникновения радиогеохимического эффекта Условие возник... Отме-тим, что наблюдаемая при этом временна̀я развертка радио... В реальных условиях эти скачки нивелируются диффузией, которая в рассм... (3.45) Неравенство (3.45) определяет соотношение производных химическо... Процессы, аналогичные описываемым, происходят при формировании черенко...

Заключение

Заключение Таким образом, предложенная теория в достаточной мере отражает ме-ханизм перекачки радиоактивных веществ и образование зоны радиогеохи-мического эффекта. Полученные результаты могут быть использованы при интерпретации результатов геолого-промысловых исследований для опреде-ления принимающих и отдающих интервалов пластов.

Они позволяют также более глубоко понять процессы, происходящие с растворенными веществами при движении пресных питьевых вод в подземных пластах.

Литература

Литература 1. Ландау Л.Д Лифшиц Е.М. Гидродинамика. – М.: Наука. – 1986. – 773 с. 2. Орлинский Б.М. Котроль за разработкой нефтяных месторождений. – М.:Недра, 1982. 3. Хуснуллин М.Х. Геофизические методы контроля разработки нефтя-ных пластов. –М: Недра, 1989. 4. Валиуллин Р.А Шарафутдинов Р.Ф Азизов Ф.Ф Никифоров А.А Зелеев М.Х. Исследование закономерностей формирования радиогеохимиче-ского эффекта в пласте//Изв. ВУЗов. Нефть и газ. №3, 2000. С 26-31. 5. Советский энциклопедический словарь. – М.: «Советская энциклопе-дия», 1985. Под ред. Прохорова А.М.