ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОГО ДЕЛА

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ ОБЪЕМОМ ДАВЛЕНИЕМ И ТЕМПЕРАТУРОЙ УГЛЕВО ДОРОДНЫХ ГАЗОВ:

Лабораторная работа № 6

В пласте газ может залегать в условиях самых различных давлений и температур. Для количественных определений и для изучения свойств газа в пластовых условиях нужно знать зависимости между объемом, давлением и температурой углеводородных газов. Эти соотношения для реальных газов значительно сложнее, чем для идеальных. Состояние идеальных газов выражается уравнением

где р — давление газов в н/м2;

V — объем, занимаемый газом при данном давлении, в м3; Т — абсолютная температура в град; М — масса газа в кг;

R — газовая постоянная в дж/(кг-град).

Причину и направление отклонений реальных газов от уравнения (1.21) можно установить, рассматривая основные исходные положения кинетической теории газов.

Уравнение (1. 21) соответствует состоянию идеального газа, молекулы которого не взаимодействуют друг с другом. Молекулы же реальных газов обладают определенными размерами и взаимодействуют между собой. Реальный газ наиболее соответствует идеальному при низких давлениях. С повышением давления молекулы газа сближаются и силы притяжения между ними помогают внешним силам, сжимающим газ. Вследствие этого реальные газы сжимаются сильнее, чем идеальные, при тех же условиях. Когда реальный газ сильно сжат, межмолекулярные расстояния настолько уменьшаются, что отталкивающие силы начинают оказывать большие сопротивления дальнейшему уменьшению объема. В этих условиях реальный газ сжимается меньше, чем идеальный. Эти отклонения свойств реальных газов от свойств идеальных газов столь значительны, что на практике их нельзя не учитывать.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 7. Коэффициенты сжимаемости для нефтяного газа

Для определения степени отклонения сжимаемости реальных газов от идеальных пользуются к о э ф ф и ц и е н т о м сжим а е м о с т и Z, который показывает отношение объема реального газа к объему идеального газа при одних и тех же условиях. Тогда уравнение (1. 21) принимает вид:

Для нефтяных газов значение коэффициента сжимаемости можно найти приближенно по кривым Брауна, приведенным на рис. 7.

Коэффициент сжимаемости на этих кривых поставлен в зависи - мость от так называемых п р и в е д е н н о г о д а в л е н и я и п р и - в е д е н н о й т е м п е р а т у р ы .

Приведенные давление и температура данного состава газа определяются по формулам

температура и давление;

уi — мольная концентрация i-ro компонента в газе.

Различные газы, имеющие одинаковые приведенные температуру и давление, находятся в «соответственных состояниях».

По принципу соответственных состояний термодинамические свойства веществ (в том числе и коэффициенты сжимаемости различных газов), имею-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

В пределах одного гомологического ряда углеводородов вязкость индивидуальных газов уменьшается с возрастанием молекулярной массы. Эти закономерности можно объяснить, исходя из кинетической теории газов, согласно которой зависимость динамической вязкости газа от его плотности, скорости молекул и длины их пробега определяется уравнением

где Q — плотность газа;

l — средняя длина свободного пути молекул;

u — средняя скорость движения молекул.

Из трех величин (ρ, λ и υ), входящих в уравнение (1. 26), скорость молекул не зависит от давления. Две же другие с увеличением давления изменяются в противоположных направлениях — плотность растет, а средняя длина свободного пробега молекул уменьшается. В итоге вязкость газа при низких давлениях (рис. 8) не зависит от изменения давления.

Из уравнения (1.26) видно также, что с увеличением температуры вязкость при низких давлениях должна возрастать, так как при этом ско - рость движения молекул увеличивается.

При увеличении давления вследствие уплотнения газа вязкость его с повышением температуры изменяется аналогично изменению вязкости жидкости – повышение температуры приводит к уменьшению вязкости га - зов (рис.8).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПЛАСТОВ ПО ДАННЫМ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН НА ПРИТОК:

Лабораторная работа № 7

Для пробивки отверстий в обсадных колоннах и цементном кольце применяют в основном пулевую и беспулевую перфорацию. Перфораторы, соединенные в гирлянды, спускают в скважину на каротажном кабеле.

Вкамеру перфоратора закладывают заряд пороха и запал, представляющий собой мостик накаливания. При подаче тока по кабелю с поверхности мостик накаливается, порох воспламеняется и пуля с большой скоростью выталкивается из ствола перфоратора. Эффективность перфорации пулевым перфоратором часто бывает недостаточна в связи с быстрой потерей энергии пулями при ударе о трубы.

Внастоящее время на промыслах распространен метод беспулевой перфорации.

Воснову беспулевых перфораторов заложен принцип осевой кумуляции. Отверстия в колонне создаются не пулями, а фокусированными струями газов, которые возникают при взрыве кумулятивных зарядов.

С появлением беспулевых перфораторов стало возможно создавать отверстия в колонне без повреждения ее цементного кольца. Это имеет большое значение при перфорации колонн в маломощных продуктивных пластах, близ которых залегают обводненные или газовые пласты. Беспулевая перфорация обеспечивает надежное вскрытие пласта и улучшение проницаемости за счет образования более глубоких каналов, чем при пулевой перфорации.

Учет несовершенства скважин.

Несовершенством скважин обусловлено появление дополнительных сопротивлений, возникающих в призабойной зоне и у стенок скважины в результате отклонения потока жидкости от плоско-параллельного, а также в результате сгущения линий токов у перфорационных отверстий, вызывающих местное повышение скоростей движения жидкости. На этом основании уравнение движения жидкости в несовершенную скважину формально можно написать:

где С = С1+С2 – коэффициент, учитывающий несовершенство скважины по характеру и по степени вскрытия.

Величина коэффициента С зависит от числа перфорационных отверстий, их диаметра, характера размещения отверстий на поверхности обсадной колонны, от глубины пулевых каналов в породе и глубины вскрытия пласта.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Отношение дебита несовершенной скважины к дебиту совершенной скважины называют коэффициентом совершенства:

Аналитическое решение задачи притока жидкости в несовершенной скважине приводит к сложным уравнениям, практическое использование которых весьма затруднительно. Поэтому В.И. Щуров определил величину С для различных видов несовершенства скважин экспериментально при помощи электролитических моделей и построил графики зависимости величины С1 от числа и диаметра отверстий, диаметра скважины, глубины отверстий и степени вскрытия пласта. На рис. 71 приведен один из графиков В.И. Щурова, по которому можно найти величину С1.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Пласт мощностью h0= 16 м перфорирован в пределах 10 м. Половина расстояния до соседней скважины R = 250 м. Диаметр скважины по долоту 30 см. Число отверстий в колонне N =120. Диаметр отверстия d = 12 мм. Глубина вхождения пули в пласт равна l/=15 см. Дебит скважины Q = 42 т/сутки при де-

прессии р=12 бар (приток происходит по линейному закону). Вязкость нефти=5мПас/м2, объемный коэффициент нефти bн =1,2. Плотность дегазированной

нефти =800 кг/м3.

Определить коэффициент проницаемости пород пласта.

1.Определяем коэффициент . Для этого воспользуемся графиками Щурова.

По кривой на рис. 72 =62,5% и для =53,3 найдем С2 ≈ 1,7

Тогда С=С1+С2 = 1,95+1,7 =3,65 С – коэффициент, учитывающий несовершенство скважины.

R – радиус контура питания rc - радиус скважины

= 0,67

Для подсчета проницаемости выразим в системе СИ:

где 86400 – число секунд в 1 сутках.

Р =12 бар = 12 105 н/м2 бар – внесистемная единица 1 бар =105 н/м