Основные понятия: законы фильтрации нефти, газа и воды. Системы единиц измерений, применяемые в подземной гидромеханике

Нефтегазовая подземная гидромеханика изучает фильтрацию нефти, газа и воды в пористых и (или) трещиноватых горных породах. Нефть была, есть и в ближайшем будущем будет главным энергетическим ресурсом в мире, так как это наиболее оправданный по затратам ресурс для получения энергии. Основой разработки любых нефтяных и газовых месторождений является определение запасов углеводородов и оптимальных технологические показатели разработки. С целью получения более полной картины о строении и поведении коллектора в процессе разработки на месторождении проводят ряд гидродинамических исследований, в том числе в течение длительного времени. Актуальность данной темы заключается в том, что в настоящее время, нефть в чистом виде практически нигде не применяется. Для получения технически ценных продуктов ее подвергают переработке. Глобальный спрос на энергию продолжает расти благодаря росту численности населения, а также вследствие роста экономического благосостояния, которое позволяет потребителям в развивающихся странах увеличивать потребление все более энергозатратных продуктов. Основной задачей при практических расчетах в области фильтрации является определение расхода.

---

Если у вас недавно закончилась преддипломная практика купить отчет по ней вы можете на сайте Work5.

---

. Количество фильтрующейся жидкости и скорости фильтрации, под которой понимают расход жидкости через единицу площади поперечного сечения всего фильтрующегося слоя (включая как сам грунт, так и поры между его частицами). Следует иметь в виду, что скорость фильтрации, конечно, отличная от физической скорости движения частиц, жидкости по поровым каналам. Свойства пород-коллекторов: 1) гранулометрическим составом пород; 2) пористостью; 3)проницаемостью; 4)капиллярными свойствами; 5)удельной поверхностью; 6)механическими свойствами; 7)насыщенностью пород водой, нефтью и газом. Нефтеперерабатывающими заводами России освоены практически все известные в мировой практике технологические процессы, однако в настоящее время среднеотраслевая глубина переработки нефти находится на уровне 65-70%. Главной причиной сложившегося положения является ориентация в развитии данной отрасли на первичные процессы переработки и максимизации производства мазута. Данная политика привела к тому, что вторичные процессы, углубляющие переработку нефти, занимают лишь около 10% по отношению к первичным процессам, что значительно ниже величины данного показателя в развитых странах Западной Европы и США. На отечественных НПЗ очень высокая степень износа основных фондов, превышающая 80%. Неудовлетворительная возрастная структура и дефицит инвестиций, направляемых в эту сферу. требует модернизациеи и коренной реконструкцией действующих НПЗ, с опережающим наращиванием мощностей вторичных процессов, повышением качества нефтепродуктов, обеспечение сырьем нефтехимической промышленности. Некоторые важные задачи, обсуждаемые на выставке «Нефтегаз» [12]: - обеспечить работу нефтегазовых объектов и качественное, непрерывное наблюдение за объектами при отсутствии персонала во время крайне неблагоприятных погодных условий; - снизить физический риск при работах, постоянно улучшая условия их труда и быта, совершенствуя средства и инструкции по безопасности жизни и здоровья людей; - построить надежные телекоммуникационные системы в нефтегазовом секторе, обеспечивающие высокую скорость передачи данных; 1 наладить качественную коммуникационную связь между нефтяными платформами и инженерным сектором; - снизить финансовый риск технологических процессов добывания запасов, внедряя новейшие технологии в работе, приобретая новые технические средства; - централизовать управление работой производственных подразделений с помощью современных надежных телекоммуникативных систем. [1, 11] Фильтрация характеризуется малыми поперечными размерами каналов, очень малыми скоростями движения жидкостей. Силы трения при движении жидкости в пористой среде очень велики, так как площади соприкосновения жидкости с твердыми частицами огромны. Моделирование разработки нефтяных и газовых месторождений позволяет уточнить геологическое строение и фильтрационно-емкостные свойства продуктивного пласта при воспроизведении истории разработки. Одной из важнейших задач гидродинамического моделирования является прогнозирование технологических показателей разработки в средне – и долгoсрочных перспективах, а также оптимизация систем разработки при различных методах воздействия на продуктивный пласт. Вывод: в ходе работы необходимо не только познакомиться с основными положениями теории фильтрации нефти, но и понять глубину и значимость вопросов, стоящих перед наукой и практикой сегодня в данной сфере.

В данной курсовой работе были рассмотрены основные определения фильтрации нефти, газа и воды. Проницаемость породы изменяется в широких пределах и для жидкостей и газов будет тем меньше, чем меньше размер пор и каналов, соединяющих эти поры в породе. К фильтрационным параметрам продуктивного пласта относят проницаемость, проводимость и гидропроводность. Для определения этих параметров методом установившихся отборов выполняют измерения значений дебитов и депрессий на нескольких установившихся режимах работы скважины при ее исследовании. По результатам исследований строится индикаторная диаграмма, которая в случае линейной фильтрации имеет вид прямой линии. Если индикаторная диаграмма имеет вид кривой, выпуклой к оси дебитов, то закон фильтрации нелинейный. В расчетной части были рассмотрены прямолинейно-параллельные и плоскорадиальные одномерные фильтрационные потоки несжимаемой жидкости в однородных и неоднородных пластах. К основным дифференциальным уравнениям подземной гидромеханики относятся уравнение неразрывности и уравнение движения. Установлены зависимости распределения давления, градиента давления, скорости фильтрации в пласте. Фильтрация жидкости или газа по пласту в районе расположения скважины в большинстве случаев имеет радиальный или близкий к радиальному характер. В этом случае линии тока направлены по радиусам окружностей, центром которых является центр скважины. Необходимо подчеркнуть, что сама природа не создает объекты разработки – их выделяют люди, разрабатывающие месторождение, объединяя их или разделяя в процессе разработки. В объект разработки может быть включен один или несколько пластов или залежей одного месторождения. В природных условиях продуктивные пласты редко бывают однородными. Поровая среда называется неоднородной, если ее основные характеристики – пористость и проницаемость – различны в разных частях продуктивного пласта. Из приближенных методов расчета в теории разработки нефтяных месторождений наиболее распространены метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений Ю.П. Борисова и метод интегральных соотношений Г. И. Барен-блатта. Первый из указанных методов используют при расчете установившихся течений жидкостей в плоских пластах со скважинами, а второй - в расчетах перераспределения давления жидкости при упругом режиме, неустановившегося движения газа и реже - задач диффузии, теплопроводности и конвекции. Метод интегральных соотношений хорошо разработан только для решения одномерных задач. Для описания конкретных физических процессов и получения решений соответствующих задач, необходимо сформулировать постановку задачи, а именно условия в начальный момент времени и условия на границах области пласта. Дебит является интегральной характеристикой источника, т.е. параметров трубы, буровой скважины, колодца. Определяется способностью генерировать продукт, при заданном режиме эксплуатации, зависящей от его связей с прилегающими слоями, истощения этих слоёв, а также сезонных колебаний (для грунтовых вод). Дебит несовершенной скважины удобно сравнивать с дебитом совершенной скважины. Коэффициент совершенства скважины выражается как отношение дебита несовершенной скважины к дебиту совершенной скважины. Для того, чтобы найти n дебитов, необходимо составить систему из n уравнений. Любая комплексная модель – это система уравнений фильтрации жидкости и газа в пористой среде, решаемая численно на ЭВМ. В настоящее время представление о коллекторских свойствах пород, слагающих пласт, получают на основе гидродинамических, геофизических исследований, а также при отборе керна. Таким образом, в ходе работы студенты приобрели навык определения продуктивности нефтяной скважины, нахождения её дебита, который является очень важным показателем при расчете планируемой продуктивности. Для повышения степени выработки запасов необходимо выбирать щадящие режимы работы скважин. Помимо этого необходимо знание пористости, содержания предельных углеводородов, размеров и толщиной пласта-коллектора. Основные показатели разработки связаны с пропускной способностью пласта-коллектора, которая характеризуется, в первую очередь, проницаемостью.

1 Басниев К. С. Нефтегазовая гидромеханика / К.С. Басниев, Н.М. Дмитриев, Г.Д. Розенберг -- М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2005. - 544 с. 2 Басниев К.С. Подземная гидромеханика: Учебник для вузов/ К.С., Басниев, И.Н. Кочина., В.М . Максимов.-М.: Недра, 1993.-416с. 3 Владимиров В.А.. Аварийные и другие несанкционированные разливы нефти/ Владимиров В.А., Дубнов П.Ю / Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования. 2013 №1. URL : [Электронный ресурс] 4 Кирсанов Ю.Г. Анализ нефти и нефтепродуктов: Учебно-методическое пособие/ Кирсанов Ю.Г., Шишов М.Г., Коняева А.П. –Екатеринбург: УрФУ, 2016. – 89 с. 5 Молчанов А.Г. Машины и оборудования для добычи нефти и газа / Молчанов А.Г., Сазонов Ю.А. Методические разработки для конструирования насосных и эжекторных установок. – М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2015. – 131 с. 6 Муравьёв К.А. Подземная гидромеханика нефтяного и газового пласта: Учебно-методическое пособие для студентов направления 21.03.01 «Нефтегазовое дело» всех форм обучения / К.А. Муравьёв - 2016, 59 с. 7 Рогачев М.К. Подземная гидромеханика: Лабораторный практикум /, М.К Рогачев, А.Ю.Харин. -СПб: СПГГИ, 2006. - 83с. 8 Рогачев М.К. Подземная гидромеханика: Методические указания к курсовой работе / М.К Рогачев, А.В.Максютин. - СПб: СПГГИ, 2011. - 90с. 9 Эксплуатация и ремонт машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов: учебник для вузов / И.Ю. Быков, В.Н. Ивановский, Н.Д. Цхадая [и др.]. – М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2012. – 371 с. 10 Юшков И.Р. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых место- рождений : учеб.-метод. пособие / И.Р. Юшков, Г.П. Хижняк, П.Ю. Илюшин. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.ун-та, 2013. – 177 с. 11 Портал «Экономистъ». [Электронный ресурс] Режим доступа: https://finlit.online 12 Выставка «Нефтегаз»: оборудование, технологии нефтегазового комплекса. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.neftegaz-expo.ru