Введение
ГЛАВА I. Системный анализ предметной области и объектов исследования 27
1.1 Анализ экспериментальных исследований взаимодействия подземных нефтегазовых объектов с окружающей средой 28
1.2 Единство математических моделей и задач идентификации термобарометрических процессов взаимодействия с окружающей средой скважин, трубопроводов, резервуаров 45
1.3 Математические модели прямых задач прогнозирования процессов взаимодействия с окружающей средой .- 54
1.4 Определение физических параметров модели и метода решения обратных задач процессов взаимодействия с окружающей средой 67
1.5 Интегральные методы решения обратных коэффициентных и граничных задач 76
1.5.1 Одномерная постановка в цилиндрических координатах задачи интегральной оценки потоков на границе стенки объекта -окружающая сред 77
1.5.2 Определения потока из двумерного уравнения теплопроводности в цилиндрической системе координат 80
1.5.3 Определение теплофизических характеристик при малом объеме информации по пространственной координате 84
1.6 Анализ требований к техническим средствам для измерений давления и температуры в среде вмещающей подземные нефтегазопромысловые сооружения... 92
ГЛАВА 2. Разработка технических средств для термобарометрических измерений 98
2.1 Магнитоупругие свойства ферритовых кольцевых сердечников 100
2.1.1 Принципиальная схема магнитоупругого датчика усилия с кольцевым ферритовым сердечником . 100
2.1.2 Экспериментальное исследование магнитоупругого эффекта в кольцевых ферритовых сердечниках 105
2.1.3 Анализ результатов экспериментальных исследований магнитоупругого эффекта в кольцевых ферритовых сердечниках 122
2.2 Конструкции магнитоупругих датчиков усилий (МДУ) с ферритовыми сердечниками и схемы их включения 135
2.2.1 Конструкции МДУ с кольцевыми ферритовыми сердечниками и особенности их изготовления 135
2.2.2 Некоторые конструкции МДУ с кольцевым ферритовым сердечником для особых условий применения.. 152
2.2.3 Схемы включения МДУ с ферритовым кольцевым сердечником 168
ГЛАВА 3. Анализ метрологических характеристик проблемно-ориентированной измерительной системы контроля термобарометрических процессов 198
3.1 Тензочувствительность МДУ с ферритовыми сердечниками 198
3.2 Стабильность номинальной статической характеристики преобразования МДУ с ферритовыми сердечниками 204
3.3 Скважинные приборы для измерения давления и температуры с электрическим каналом связи между спускаемым измерителем и наземной вторичной аппаратурой 219
3.4 Автономный скважинный прибор для измерения давления и
температуры 224
ГЛАВА 4. Методология идентификации теплового взаимодействия нефтегазопромысловьгх объектов с окружающей средой 231
4.1 Алгоритм численного решения прямой задачи теплового взаимодействия подземных нефтегазовых объектов с окружающей средой 231
4.2 Обратная инверсная задача определения теплофизических характеристик окружающей среды по экспериментальньгм данным нестационарных тепловых режимов 252
4.2.1 Применение интегральных методов решения обратных задач для оценки температуропроводности окружающей среды .. 253
4.2.2 Определение температурной зависимости коэффициента теплопроводности окружающей среды 263
4.3 Обратная граничная задача идентификации тепловых потоков и коэффициентов теплопередачи на границе окружающая среда - подземный нефтегазопромысловый объект 280
4.3.1 Выбор граничных условий при расчетах теплового взаимодействия с окружающей средой 280
4.3.2 Граничная обратная задача как задача оптимального управления 283
4.3.3 Итерационный принцип регуляризации в граничных обратных задачах 287
4.3.4 Вычислительные особенности алгоритма восстановления граничных условий при наличии фазовых переходов в окружающей среде. 292
ГЛАВА 5. Опыт применения проблемно-ориентированной измерительной системы контроля термобарометрических процессов при строительстве и эксплуатации скважин 305
5.1. Исследования скважин в зонах распространения моголетнемёрзлых пород 306
5.2 Экспериментальные измерения гидродинамического давления на стенки скважины в процессе спускоподъемных операций 313
5.3 Обратная граничная задача идентификации фильтрационных потоков к скважине в вариационной постановке 325
ГЛАВА 6. Идентификация барометрических процессов взаимодействия крепи скважин с окружающей средой 341
6.1 Роль собственных напряжений цементного камня в обеспечении качественного цементирования скважин 341
6.1.1 Метод измерения напряжений в цементном камне 345
6.1.2 Собственные напряжения в процессе твердения минеральных вяжущих 354
6.1.3 Влияние деформации связей на кинетику собственных напряжений в расширяющемся тампонажном камне 357
6.1.4 Распределение собственных напряжений по цементному кольцу для усадочных тампонажных растворов 360
6.1.5 Распределение собственных напряжений по цементному кольцу для расширяющихся тампонажных растворов 369
6.2 Роль жидкой и твердой фаз тампонажного раствора в создании давления на ограничивающие связи в процессе твердения 374
6.2.1 Об источнике давления на связи при объемных изменениях твердеющих гидравлических вяжущих 374
6.2.2 Методика экспериментов при исследовании роли жидкой и твердой фаз в создании давления на ограничивающие связи в процессе твердения 377
6.2.3 Исследования давлений на связи жидкой и твердой фаз цементного раствора-камня при объемных изменениях 378
6.2.4 Экспериментальная идентификация модели процесса передачи давления пластового флюида на обсадную колонну через цементную оболочку 381
6.3 Опыт идентификации в промысловых условиях процесса передачи устьевого давления твердеющим тампонажным раствором по затрубному пространству скважины., 389
Выводы 407
Литература 409
