Назначение и роль пьезометрических и контрольных скважин, принципы их размещения на месторождении

Все скважины подразделяются на опорные, структурные, поисковые, оценочные, разведочные, эксплуатационные, специальные.

Эксплуатационные скважины бурят для разработки и эксплуатации залежей нефти и газа. В эту категорию входят эксплуатационные, нагнетательные, контрольные, пьезометрические скважины.

Эксплуатационные скважины предназначены для извлечения нефти и газа из залежи.

Опережающие эксплуатационные скважины бурят на разрабатываемую или подготовленную к опытной эксплуатации залежь нефти с целью уточнения параметров и режима работы пласта, выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей, а также оценки выработки отдельных участков залежи для дополнительного обоснования рациональной разработки и эксплуатации залежи.

Нагнетательные скважины бурят для проведения воздействия на эксплуатируемый пласт с помощью закачки воды, газа или других реагентов.

Наблюдательные скважины бурят для осуществления систематического наблюдения за изменением давления, положения межфлюидных контактов и других параметров в процессе эксплуатации пласта.

При бурении эксплуатационных скважин осуществляют необходимый отбор керна по продуктивным пластам и комплекс геолого-технологических и геофизических исследований, устанавливаемый в ГТН на бурение с учетом конкретных задач той или иной группы скважин и степени геологической изученности месторождения.

По результатам эксплуатационного бурения проводят перевод запасов нефти и газа из категории С₁ в категории В и А.

Специальные скважины предназначены для проведения различного рода исследований с целью изучения параметров и состояния залежей при их подготовке к разработке и в процессе разработки.

Контрольные скважины предназначены для контроля за процессами протекающими в пластах при разработке залежей нефти и газа. В эту подгруппу скважин входят пьезометрические и наблюдательные скважины.

Пьезометрические скважины служат для проведения наблюдений за изменением в них пластового давления путем регистрации уровня жидкости в стволе, непосредственного измерения пластового давления глубинным манометром или замером давления на устье. Пьезометрические скважины обычно располагаются за контуром нефтеносности, т.е. в водоносной части пласта, по данным о поведении пластового давления в них составляется характеристика законтурной области. В последние годы в нефтяной промышленности к пьезометрическим скважинам стали относить и скважины остановленные в пределах залежи для наблюдения за изменением пластового давления.

Наблюдательные скважины предназначены для наблюдения за характером вытеснения нефти из пластов - за перемещением ВНК, ГНК, ГВК, контакта нефти с нагнетаемыми в пласт агентами, за изменением нефтегазонасыщенности пластов. Эти скважины бурят в пределах залежи.

Энергетические ресурсы залежи на каждом этапе ее разработки характеризуются величиной текущего (динамического) пластового давления р_пл.тек.

Пластовое давление в продуктивном пласте на какую-либо дату, устанавливающееся при работе практически всего фонда скважин, называют текущим или динамическим пластовым давлением.

При контроле за энергетическим состоянием залежи обычно пользуются значениями приведенного пластового давления. Приведенное пластовое давление - это давление, замеренное в скважине и пересчитанное на условно принятую горизонтальную плоскость. Обычно это плоскость, соответствующая значению средней абсолютной отметки начального ВНК или ГВК.

Давление в пласте у забоя скважины при установившемся режиме ее работы называют забойным давлением р_заб.

Значения забойного давления в скважине определяют при отборе жидкости, в период установившегося режима ее работы, пластовое - после продолжительной остановки скважин (от нескольких часов до суток и более). Для получения данных о забойном и пластовом давлении глубинный манометр спускают в скважине к кровле или середине пласта в течение 20 мин. фиксируют забойное давление. Затем скважину останавливают, после чего перо манометра регистрирует выполаживающуюся кривую восстановления давления (КВД) от забойного до динамического пластового. Давление считают восстановившимся до динамического, когда оно практически стабилизируется на максимальном уровне, соответствующем давлению между работающими скважинами.

Контроль за изменением пластового давления в продуктивном пласте в процессе разработки залежи проводят с помощью карт изобар.

Картой изобар называют нанесенную на план расположения забоев скважин систему линий (изобар) с равными значениями динамического пластового давления на определенную дату.

Карты изобар составляют через определенные промежутки времени. Обычно в периоды разработки, характеризующиеся значительными изменениями пластового давления, их составляют на конец каждого квартала. В периоды продолжительной стабилизации давления их можно составлять раз в полугодие.

Карта изобар служит основой для определения среднего динамического пластового давления на определенную дату по залежи (или отдельным ее частям). Средним динамическим пластовым давлением в залежи называют давление, которое установилось бы в ней после прекращения отбора жидкости (газа) и полного его перераспределения и выравнивания в условиях изоляции залежи от окружающей среды.

Карты изобар имеют большое значение для изучения залежей нефти и газа. С их помощью можно определять фильтрационную характеристику пластов. Они дают наглядное представление об энергетических возможностях залежи в цело и отдельных ее частей. Совместное рассмотрение карт изобар, составленных на несколько дат, позволяет судить об эффективности принятой системы разработки и отдельных технологических мероприятий по совершенствованию процесса разработки. Карты изобар могут быть использованы для прогнозирования поведения давления и перемещения контуров нефтеносности.

3 Способы добычи, транспортировки, хранения, переработки и применения нефти в 17 веке.

В XVII в. повышается спрос на нефть и для ее хранения строятся первые хранилища нефти. Нефть хранилась в земляных ямах глубиной 4-5 метров, вырытых в глинистых грунтах. Позд­нее стали строить амбары из камня, с использованием цемента. Эти амбары перекрывались каменными крышами. Такой способ хранения нефти применялся до второй половины XVII столетия.

В 1723 году по приказу Петра I бакинская нефть была под­вергнута перегонке в главной московской аптеке для изготовле­ния лекарственных бальзамов. В 1745 году архангельский купец Федор Прядунов построил первый в мире нефтеперегонный за­вод, на котором получали осветительную жидкость, названную керосином. До 1000 пудов (пуд равен 16 кг) керосина в год от­правляли в Москву, но в тот период осветительная жидкость пока не нашла большого спроса.

Добыча нефти росла за счет фонтанных скважин и за счет добычи нефти методом тартания. Это метод добычи нефти из скважины с помощью желонки. Желонка представляла из себя бадью, применяемую первоначально при добыче нефти из ко­лодцев, но удлиненнее, с диаметром значительно меньше, чем при добыче из колодцев, так, чтобы она проходила в стволе об­садной трубы скважины с открывающимся внутрь донным кла­паном. При спуске в скважину клапан открывался и желонка наполнялась нефтью, а при подъеме желонки клапан опускался, закрывая клапанное отверстие, и нефть поднималась на поверх­ность.

Билет № 16

3 Влияние изобретений: распыляющей форсунки и многокубового перегонного процесса на технический прогресс.

В 1882 году по инициативе Р. Нобеля и его сотрудника Тер-квиста была решена фундаментальная задача по созданию и вне­дрению в производство принципиально новой системы непре­рывной перегонки нефти в многокубовых батареях, на которых стали получать не только хорошо очищенный керосин, но и вы­сококачественное смазочное масло.

В вопросах переработки Товарищество опередило амери­канских изобретателей на четверть века. Благодаря особенностям многокубового перегонного процесса появилась возможность от­бирать последовательно любые фракции углеводородов. Вскоре Товарищество впервые для России наладило промышленное по­лучение бензина, который в то время использовался в резиновом и костеобжигающем производстве. Огромная заслуга братьев Нобель в проведении первых опытов безотходных производств. Из отходов нефтепере гонки наладили получение едкого натра, регенерацию серной кислоты для очистки смазочных масел и т.д.

В 1866 году А.И. Шпатаковский изобрел паровую форсунку для сжигания мазута, а в 1880 году ВТ. Шухов ее значительно усовершенствовал. В этой форсунке вытекающий по узкому ка налу мазут распыляется водяным паром в мельчайшую пыль. Распыленный мазут в топке испаряется, хорошо смешивается с воздухом и полностью сгорает. Распыление жидких топлив при помощи пара оказалось настолько эффективным, что такие фор­сунки используются в наше время наряду с воздушными и меха­ническими. Изобретение нефтяной форсунки имело огромное значение в развитии техники, а главное - оно положило конец бес­смысленному уничтожению больших количеств высококалорийно­го топлива. По предложению Д.И. Менделеева в 1887 году были переведены с угольного на нефтяное топливо первые суда мор­ского флота - миноносцы «Сова» и «Лука». Об эффективности использования жидкого нефтяного топлива говорит общеизвест­ный пример английского военного флота в первую мировую вой­ну - перевод с угля на нефтяное топливо. Это мероприятие на треть повысило военную мощь английского флота, при этом не было построено ни одного дополнительного корабля. Сжига­ние мазута в топках - это не лучшее его применение.

Билет № 17

Фильтрация пластовых жидкостей. Закон Дарси. Нелинейный закон фильтрации. Практическое применение закона Дарси (приток к скважине, интерференция скважин, взаимное вытеснение жидкостей, модель Бакли-Леверетта).

Движение жидкостей и газов, а также их смесей через твердые тела, содержащие связанные между собой поры или трещины называется фильтрацией.

Основоположником теории фильтрации стал французский ученый Анри Дарси. Он исследовал течение воды через вертикальные песчаные фильтры и в результате проведенных исследований получил формулу:

Q – расход жидкости (газа)

μ – коэффициент динамической вязкости

k – коэффициент фильтрации

F – площадь сечения через которую происходит фильтрация

ΔP/ΔL –перепад давления на образце

Дифференциальная форма записи:

Силы взаимодействия между молекулами газа, нефти, которые преодолеваются при его движении характеризуется коэффициентом динамической вязкости (ед. изм. Па*с)

Условия, нарушающие линейность закона Дарси.

1. Инертные сопротивления.

2. Возникновение турбулентных режимов течения, Образование вихрей, вызывающих дополнительные фильтрационные сопротивления.

Верхняя граница применимости закона Дарси связана с проявлением инерционных сил при высокой скорости фильтрации.

Нижняя граница связана с проявлением неньютоновских реологических свойств жидкости при взаимодействии ее со скелетом пористой среды при малых скоростях фильтрации.

При расчетах фильтрационных потоков в условиях нарушения закона Дарси используются нелинейные законы в виде одночленной степенной формулы:

где с и n – некоторые постоянные, определяемые опытным путем

n- лежит в пределах от 1 до 2, при этом, когда n=2 формула превращается в квадратичную зависимость между скоростью фильтрации и градиентом давления (формула Краснопольского), когда n=1 формула соответствует закону Дарси.

Приток жидкости к скважине (прямолинейно-параллельный поток жидкости).

; ;

где B-ширина пласта; h- толщина пласта;

; при x=0; Р=Рк; с=Рк; - закон распределения давления

Если плоскость имеет длину L, то х=L; P=Pс;

р_к

h

Интерференция скважин.

При совместной работе в пласте нескольких добывающих и нагнетательных скважин изменение пластового давления, вызванное работой каждой из скважин, рассчитывается так, как еслши бы эта скважина работала одна, затем изменения давления, вызванные работой каждой скважины алгебраически суммируются по всем скважинам. При этом скорости фильтрации в любой точке пласта суммируются геометрически.

Определим потенциал течения как функцию, производная которой с обратным знаком вдоль линии тока равна скорости фильтрации

; Ф=кр/μ.

Так как точечный сток является моделью добывающей скважины, то движение вокруг него плоскорадиальное. Скорость фильтрации для такого потока определяем по форомуле:

;

но для плоскорадиального потока

;

откуда dФ=wdr=qdr/(2πr)

после интегрирования получим потенциал для точечного стока на плоскости:

; rc<r<Rk, Rk- радиус контура питания.

Потенциал в окрестности скважины-стока пропорционален логарифму расстояния r от стока (центра скважины). При большом числе скважин потенциал любой точки определяется по формуле:

Прямолинейно-параллельное вытеснение нефти водой.

Р_к Р_х Р_с

В Н

вода нефть

Распределение давления в водоносной части пласта:

;Распределение давления в нефтеносной части пласта:

;

Функция Бакли- Леверетта. При вытеснении нефти водой образуется зона совместного движения воды и нефти. Закон фильтрации каждой фазы можно представить в виде обобщенного закона Дарси в дифференциальной форме

w_в+w_н=w(t); Эти равенства показывают, что расход фаз зависит только от времени.

Нефть на нефтяных месторождениях обезвоживают для:

1. существенного снижения транспортных расходов.

2. недопущения образования стабильных эмульсий, трудно поддающихся разрушению на НПЗ

3. предохранения магистральных трубопроводов от внутренних коррозионных и, наконец, закачки отделенной воды в пласт для поддержания пластового давления.

Существуют следующие основные методы разрушения нефтяных эмульсий:

1. Внутритрубная (путевая) деэмульсация;

2. Гравитационный отстой;

3. Центрифугирование;

4. Фильтрация через твердые пористые тела;

5. Термохимическая подготовка нефти;

6. Электродегидрование

Для разрушения нефтяных эмульсий широко применяются различные деэмульгаторы –ПАВ, обладающие большей активностью, чем эмульгаторы.

В межтрубное пространство эксплуатационных скважин или в начало сборного коллектора дозировочным насосом (15-20 г на 1 тонну нефтяной эмульсии) подается деэмульгатор, который сильно перемешивается с этой эмульсией в процессе ее движения до УПН и разрушает ее.

При длительном и интенсивном перемешивании эмульсии (Re>5000) на поверхность каждой капельки воды, имеющую «броню», состоящую из естественных эмульгаторов должно попасть незначительное число более эффективного ПАВ, которое и разрушает эту «броню». Потерявшие «броню» мельчайшие капельки воды коалесцируют (соединяются при перемешивании, в результате чего образуются крупные капли (d>1 мм) которые легко отделяются от нефти за счет разности плотностей в каплеобразователях и отстойниках.

Основное назначение деэмульгаторов – вытеснить с поверхностного слоя капель воды эмульгаторы – естественные ПАВ, содержащиеся в нефти ( асфальтены, нафтены, смолы, парафин и мехпримеси) и воде (соли, кислоты и т.д.).

Вытеснив с поверхностного слоя капель воды природные эмульгирующие вещества, деэмульгатор образует гидрофильный адсорбционный слой, в результате чего капельки воды при столкновении коалесцируют (сливаются) в более крупные капли и оседают.

Деэмульгаторы, применяемые для разрушения эмульсий делятся на две группы ионогенные (образующие ионы в водных растворах) и неионогенные (не образующие ионов в водных растворах). Первые не эффективны (нейтрализованный черный контакт, нейтрализованный черный гудрон).

К неионогенным малорастворимым деэмульгаторам относятся сепорол 508Ч, дисолван 4490, прохинор.

2. Гравитационный отстой.

Он происходит за счет разности плотностей воды и нефти в герметизированных отстойниках или сырьевых резервуарах. Гравитационный отстой может применяться также и без нагрева эмульсии, когда нефть и вода не подвергаются сильному перемешиванию, в нефти практически отсутствуют эмульгаторы (особенно асфальтены) и обводненность нефти достигает порядка 60 %. Пропускную способность отстойника рассчитывают по формуле Стокса или Ритингера, задавшись диаметром осаждающихся (всплывающих) частиц и равномерным, установившимся потоком по всему сечению отстойника.

3. Центрифугирование.

Значительную силу инерции, возникающую в центрифуге, можно использовать для разделения жидкостей с различными плотностями. Осаждение мелких капель жидкости в другой жидкости подчиняется закону Стокса, если заменить в нем g на ускорение силы инерции а

Ускорение силы инерции в центрифуге определяется из выражения:

где w- окружная скорость частички жидкости, которая определяется частотой вращения центрифуги w=2πRn, n- частота вращения центрифуги, R- внешний радиус центрифуги. Время осаждения капель воды в центрифуге:

В течение этого времени капли воды диаметром d будут полностью отделены

Поиск по сайту: