Одним из возможных режимов фильтрации, который обнаруживается практиками при эксплуатации нефтегазоконденсатных месторождений, является пульсационный режим фильтрации. Неустойчивость работы газоконденсатных скважин отмечается иногда на промыслах, что может объясняться как сменой режимов течений в стволе скважины и граничными условиями на выходе из пласта, так и собственно эффектами объемной неустойчивости. В некоторой области термодинамических параметров пласта возникают самоподдерживающиеся автоколебания расхода смеси и давления на пути фильтрации. Это явление наблюдается в ретроградной области фазовой диаграммы газоконденсатных смесей. В этой области происходит циклическая смена процессов накопления жидкой фазы (конденсации), затем перемещения жидкости под действием фильтрационного потока в область пространства, отвечающего за прямое испарение и, как следствие, уменьшение в этой области объема жидкой фазы. При этом математическая модель, описывающая фильтрацию смеси в изотермических условиях и появление автоколебаний расхода, строится, как правило, без учета неравновесности процесса фильтрации. В настоящей работе рассматривается задача изотермической фильтрации бинарной углеводородной смеси в пористой среде с учетом капиллярного давления и наличия ретроградных областей. Задача решена в равновесной и неравновесной постановках. Показано, что учет неравновесности приводит к изменению поля давлений на пути фильтрации, амплитуды и формы возникающих автоколебаний расхода паровой и жидкой фаз. Эти особенности необходимо учитывать при интерпретации неустановившихся режимов реальных (неравновесных) течений пластовых флюидов в призабойной зоне пласта. Полученные в результате расчета данные о возникающих в процессе эксплуатации жидкостных пробках могут быть использованы при оценке эффективности технологий их разрушения на стадии разработки. Кроме того, предлагаемая модель позволяет оценить дебит скважины с учетом возникновения нестационарных режимов фильтрации.

В рамках трехмерной нестационарной постановки задачи движения углеводородной смеси в пористой среде исследовано влияние неизотермичности процесса фильтрации в призабойной зоне пласта (ПЗП) на продуктивность несовершенной скважины. В качестве модельной принята характерная для таких месторождений, как Чаяндинское, Ковыктинское, Бованенковское, смесь с низким конденсатным фактором: трехкомпонентная смесь метана, пропана и октана мольным составом соответственно 0,9268; 0,0632; 0,01. Вычислены поля давлений и температуры, плотностей жидкой и газовой фаз, а также смеси в целом, изменение компонентного состава смеси и коэффициент продуктивности скважины при изотермическом и неизотермическом процессах фильтрации. При этом на забое наблюдаются различные значения дебитов газовой и жидкой фаз в случае изотермической и неизотермической фильтрации смеси. В частности, показано, что допущение об изотермическом процессе фильтрации углеводородной смеси приводит при заданных термобарических условиях фильтрации к завышенному значению коэффициента продуктивности скважины по сравнению с расчетом в условиях неизотермической фильтрации. При этом изменение температуры фильтрующейся смеси в ПЗП влечет за собой фазовые превращения смеси при давлениях начала и максимальной конденсации, отличных от давлений, соответствующих началу и максимальной конденсации при изотермическом процессе фильтрации, и поэтому изменяет величины компонентоотдачи и насыщенности фазами, а следовательно, может повлиять на оценку добываемых запасов месторождения в целом. Возможность уточненного теоретического исследования фильтрационных течений многокомпонентных смесей на основе разработанной математической модели позволяет формулировать прогнозные рекомендации по управлению фильтрационными характеристиками в ПЗП.

При разработке и эксплуатации нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений в пластах возникают неустановившиеся процессы, связанные с пуском и остановкой скважин. Особенности этих неустановившихся процессов зависят от упругих свойств пластов и насыщающих их жидкостей. Из практики разработки многих месторождений известны факты необычного поведения пластовых систем, которые можно объяснить появлением неньютоновских свойств флюидов при их фильтрации. В настоящее время изучение особенностей фильтрации неньютоновских систем приобретает самостоятельное значение, поскольку закачиваемые в продуктивные пласты с целью повышения газоконденсатотдачи вещества, такие как высокомолекулярные соединения, полимеры, не обладают свойствами ньютоновских жидкостей. В докладе рассмотрена одномерная задача неустановившейся прямолинейной-параллельной фильтрации неньютоновской жидкости в упругой пористой среде и получено решение на подвижной границе фильтрации – фронте перемещения жидкости в пласте. Это решение по времени оказывается не монотонным. Одной из причин возникновения колебательного характера на фронте фильтрации может быть неравновесность неустановившегося фильтрационного течения, когда давление до фронта и после не успевает выровняться, и относительно подвижной системы координат обнаруживается режим биений (пульсаций).

The present work is devoted to mathematical modeling of the wave filtration process. It is shown that periodic solutions can arise in the retrograde region of the phase diagram. The article shows the existence of a pulsational character of the filtration regime of the flow of a hydrocarbon mixture, the occurrence of which in practice can be explained by the constant inflow of heavy components into the bottomhole zone, and then by their condensation, which leads to an increase in the volume of the liquid phase. Further, when a sufficient amount of liquid is accumulated and its mobility increases, it comes to the well, the saturation profile flattens out and the process repeats. The solution of the system of differential equations for the filtration of a gas-condensate mixture in a porous medium taking into account the nonequilibrium of phase transitions is made by the finite element method in the FlexPDE package.

There are theoretical and experimental results showing the existence possibility of the periodic solutions of the gas-condensate mixture filtration problem in porous media. In this paper consideration is given to the one-dimensional problem of the propagation of non-stationary waves in a porous medium with applying of boundary perturbances. This makes it possible to adequately calculate the quantitative parameters of the gas-condensate mixture flow process in the formation taking into account phase transition in the system. Boundary perturbance are given in the form of the Dirac delta function with the speed finiteness of non-equilibrium phase transitions and phase pressure fields coherence. A new approach explaining the formation of periodic solutions is proposed in this paper. It is shown that such behavior is typical for gas-condensate mixtures with a retrograde region at the phase diagram and zero values of phase permeability for determinate condensate saturation. Obtained results describe filtration unsteadiness of gas-condensate fluid in real reservoirs which has been observed during their operation