Призначення і роль пьезометріческіх і контрольних свердловин, принципи їх розміщення на родовищі

Всі свердловини поділяються на опорні, структурні, пошукові, оціночні, розвідувальні, експлуатаційні, спеціальні.

Експлуатаційні свердловини призначені для видобування нафти і газу з поклади.

Випереджаючі експлуатаційні свердловини бурять на розроблювану або підготовлену до дослідної експлуатації поклад нафти з метою уточнення параметрів і режиму роботи пласта, виявлення і уточнення меж відокремлених продуктивних полів, а також оцінки вироблення окремих ділянок поклади для додаткового обґрунтування раціональної розробки і експлуатації поклади.

Нагнітальні бурять свердловини для проведення впливу на експлуатований пласт за допомогою закачування води, газу або інших реагентів.

Спостережні свердловини бурять для здійснення систематичного контролю над зміною тиску, положення межфлюідних контактів та інших параметрів в процесі експлуатації пласта.

При бурінні експлуатаційних свердловин здійснюють необхідний відбір керна по продуктивним пластів і комплекс геолого-технологічних і геофізичних досліджень, що встановлюється в ГТН на буріння з урахуванням конкретних завдань тієї чи іншої групи свердловин і ступеня геологічної вивченості родовища.

Спеціальні свердловини призначені для проведення різного роду досліджень з метою вивчення параметрів і стану покладів при їх підготовці до розробки і в процесі розробки.

Контрольні свердловини призначені для контролю за процесами що протікають в пластах при розробці покладів нафти і газу. У цю підгрупу свердловин входять пьезометрические і спостережні свердловини.

П'єзометричного свердловини служать для проведення спостережень за зміною в них пластового тиску шляхом реєстрації рівня рідини в стовбурі, безпосереднього вимірювання пластового тиску глибинним манометром або виміром тиску на гирлі. П'єзометричного свердловини зазвичай розташовуються за контуром нафтоносності, тобто в водоносної частини пласта, за даними про поведінку пластового тиску в них складається характеристика законтурне області. В останні роки в нафтовій промисловості до пьезометрические свердловинах стали відносити і свердловини зупинені в межах поклади для спостереження за зміною пластового тиску.

Спостережні свердловини призначені для спостереження за характером витіснення нафти з пластів - за переміщенням ВНК, ГНК, ГВК, контакту нафти з нагнітати в пласт агентами, за зміною нафтогазонасиченості пластів. Ці свердловини бурять в межах поклади.

Енергетичні ресурси поклади на кожному етапі її розробки характеризуються величиною поточного (динамічного) пластового тиску рпл.тек.

Пластовий тиск в продуктивному пласті на будь-яку дату, що встановлюється при роботі практично всього фонду свердловин, називають поточним або динамічним пластовим тиском.

При контролі за енергетичним станом поклади зазвичай користуються значеннями наведеного пластового тиску. Наведене пластовий тиск - це тиск, заміряне в свердловині і перелічене на умовно прийняту горизонтальну площину. Зазвичай це площина, відповідна значенню середньої абсолютної позначки початкового ВНК або ГВК.

Тиск в пласті у вибою свердловини при сталому режимі її роботи називають забійним тиском рзаб.

Значення забійного тиску в свердловині визначають при відборі рідини, в період сталого режиму її роботи, пластовий - після тривалої зупинки свердловин (від декількох годин до доби і більше). Для отримання даних про забійній і пластовому тиску глибинний манометр спускають в свердловині до покрівлі або середині пласта протягом 20 хв. фіксують забійні тиск. Потім свердловину зупиняють, після чого перо манометра реєструє виполажівается криву відновлення тиску (КВД) від забійного до динамічного пластового. Тиск вважають відновленим до динамічного, коли воно практично стабілізується на максимальному рівні, відповідному тиску між працюючими свердловинами.

Контроль за зміною пластового тиску в продуктивному пласті в процесі розробки покладу проводять за допомогою карт ізобар.

Картою ізобар називають нанесену на план розташування вибоїв свердловин систему ліній (ізобар) з рівними значеннями динамічного пластового тиску на певну дату.

Карти ізобар складають через певні проміжки часу. Зазвичай в періоди розробки, які характеризуються значними змінами пластового тиску, їх складають на кінець кожного кварталу. У періоди тривалої стабілізації тиску їх можна складати раз в півріччя.

Карта изобар служить основою для визначення середнього динамічного пластового тиску на певну дату по поклади (або окремих її частин). Середнім динамічним пластовим тиском в поклади називають тиск, яке встановилося б в ній після припинення відбору рідини (газу) і повного його перерозподілу і вирівнювання в умовах ізоляції поклади від навколишнього середовища.

Карти ізобар мають велике значення для вивчення покладів нафти і газу. З їх допомогою можна визначати фільтраційну характеристику пластів. Вони дають наочне уявлення про енергетичні можливості поклади в ціле і окремих її частин. Спільне розгляд карт ізобар, складених на кілька дат, дозволяє судити про ефективність прийнятої системи розробки та окремих технологічних заходів щодо вдосконалення процесу розробки. Карти ізобар можуть бути використані для прогнозування поведінки тиску і переміщення контурів нафтоносності.

3 Способи видобутку, транспортування, зберігання, переробки і застосування нафти в 17 столітті.

У XVII ст. підвищується попит на нафту і для її зберігання будуються перші сховища нафти. Нафта зберігалася в земляних ямах глибиною 4-5 метрів, виритих в глинистих ґрунтах. Позд-неї стали будувати комори з каменю, з використанням цементу. Ці комори перекривалися кам'яними дахами. Такий спосіб зберігання нафти застосовувався до другої половини XVII століття.

У 1723 році за наказом Петра I бакинська нафту була під-вергнута перегонці в головній московській аптеці для виготовлен-ня лікарських бальзамів. У 1745 році Ніжин купець Федір Прядун побудував перший в світі нафтоперегонний за-вод, на якому отримували освітлювальну рідину, названу гасом. До 1000 пудів (пуд дорівнює 16 кг) гасу в рік від-правляться в Москву, але в той період освітлювальна рідина поки не знайшла великого попиту.

Видобуток нафти росла за рахунок фонтанних свердловин і за рахунок видобутку нафти методом тартаном. Це метод видобутку нафти зі свердловини за допомогою желонки. Желонка представляла з себе цебер, яка застосовується спочатку при видобутку нафти з колодязів, але подовжена, з діаметром значно менше, ніж при видобутку з колодязів, так, щоб вона проходила в стовбурі об-саднити труби свердловини з відкривається всередину донним кла-паном. При спуску в свердловину клапан відкривався і желонка наповнювалася нафтою, а при підйомі желонки клапан опускався, закриваючи клапанне отвір, і нафта піднімалася на поверх-ність.

3 Вплив винаходів: розпилюючи форсунки і многокубового перегінного процесу на технічний прогрес.

У 1882 році з ініціативи Р. Нобеля і його співробітника Тер-Квіста була вирішена фундаментальна задача по створенню і поза-дрен в виробництво принципово нової системи неодмінно-ривной перегонки нафти в многокубових батареях, на яких стали отримувати не тільки добре очищений керосин, а й ви-сококачественних мастило.

У питаннях переробки Товариство випередило амери-Канський винахідників на чверть століття. Завдяки особливостям многокубового перегінного процесу з'явилася можливість від-збирать послідовно будь фракції вуглеводнів. Незабаром Товариство вперше дляУкаіни налагодило промислове по-лучение бензину, який в той час використовувався в гумовому і костеобжігающем виробництві. Величезна заслуга братів Нобель в проведенні перших дослідів безвідходних виробництв. З відходів нафтопере гонки налагодили отримання їдкого натру, регенерацію сірчаної кислоти для очищення мастил і т.д.

У 1866 році А.І. Шпатаковскій винайшов парову форсунку для спалювання мазуту, а в 1880 році ОТ. Шухов її значно вдосконалив. У цій форсунки випливає з вузького ка налу мазут розпорошується водяною парою в дрібний пил. Розпилений мазут в топці випаровується, добре змішується з повітрям і повністю згорає. Розпилення рідких палив за допомогою пари виявилося настільки ефективним, що такі фор-Сунки використовуються в наш час поряд з повітряними і меха-технічними. Винахід нафтової форсунки мало величезне значення в розвитку техніки, а головне - воно поклало кінець біс-смьіслени знищення великих кількостей висококалорійне-го палива. За пропозицією Д.І. Менделєєва в 1887 році були переведені з вугільного на нафтове паливо перші суду мор-ського флоту - міноносці «Сова» і «Лука». Про ефективність використання рідкого нафтового палива говорить загальновідомий-ний приклад англійського військового флоту в першу світову виття-ну - переклад з вугілля на нафтове паливо. Цей захід на третину підвищило військову міць англійського флоту, при цьому не було побудовано жодного додаткового корабля. Спалюючи-ня мазуту в топках - це не найкраще його застосування.

Фільтрація пластових рідин. Закон Дарсі. Нелінійний закон фільтрації. Практичне застосування закону Дарсі (приплив до свердловини, інтерференція свердловин, взаємне витіснення рідин, модель Баклі-Льоверетт).

Рух рідин і газів, а також їх сумішей через тверді тіла, що містять пов'язані між собою пори або тріщини називається фільтрацією.

Основоположником теорії фільтрації став французький вчений Анрі Дарсі. Він досліджував протягом води через вертикальні піщані фільтри і в результаті проведених досліджень отримав формулу:

Q - витрата рідини (газу)

# 956; - коефіцієнт динамічної в'язкості

k - коефіцієнт фільтрації

F - площа перетину через яку відбувається фільтрація

# 916; P / # 916; L -перепад тиску на зразку

Диференціальна форма запису:

Сили взаємодії між молекулами газу, нафти, які долаються при його русі характеризується коефіцієнтом динамічної в'язкості (од. Вим. Па * с)

Умови, що порушують лінійність закону Дарсі.

1. Інертні опору.

2. Виникнення турбулентних режимів течії, Освіта вихорів, що викликають додаткові фільтраційні опору.

Верхня межа застосовності закону Дарсі пов'язана з проявом інерційних сил при високій швидкості фільтрації.

Нижня межа пов'язана з проявом неньютоновскіх реологічних властивостей рідини при взаємодії її зі скелетом пористого середовища при малих швидкостях фільтрації.

При розрахунках фільтраційних потоків в умовах порушення закону Дарсі використовуються нелінійні закони у вигляді одночленной статечної формули:

де з і n - деякі постійні, які визначаються дослідним шляхом

n- лежить в межах від 1 до 2, при цьому, коли n = 2 формула перетворюється в квадратичну залежність між швидкістю фільтрації і градієнтом тиску (формула Краснопільського), коли n = 1 формула відповідає закону Дарсі.

Приплив рідини до свердловини (прямолінійно-паралельний потік рідини).

де B-ширина пласта; h- товщина пласта;

; при x = 0; Р = Р к; з = Рк; - закон розподілу тиску

Якщо площину має довжину L, то х = L; P = Pс;

При спільній роботі в пласті декількох видобувних і нагнітальних свердловин зміна пластового тиску, викликане роботою кожної із свердловин, розраховується так, як еслші б ця свердловина працювала одна, потім зміни тиску, викликані роботою кожної свердловини алгебраїчно підсумовуються по всіх свердловинах. При цьому швидкості фільтрації в будь-якій точці пласта підсумовуються геометрично.

Визначимо потенціал течії як функцію, похідна якої зі зворотним знаком уздовж лінії струму дорівнює швидкості фільтрації

Так як точковий стік є моделлю видобувної свердловини, то рух навколо нього плоскорадіальное. Швидкість фільтрації для такого потоку визначаємо по форомуле:

але для плоскорадіального потоку

після інтегрування отримаємо потенціал для точкового стоку на площині:

; rc

Потенціал в околиці свердловини-стоку пропорційний логарифму відстані r від стоку (центру свердловини). При великому числі свердловин потенціал будь-якої точки визначається за формулою:

Прямолінійно-паралельне витіснення нафти водою.

Розподіл тиску в водоносної частини пласта:

; Розподіл тиску в нафтоносної частині пласта:

Функція Баклі- Льоверетт. При витісненні нафти водою утворюється зона спільного руху води і нафти. Закон фільтрації кожної фази можна представити у вигляді узагальненого закону Дарсі в диференціальної формі

wв + wн = w (t); Ці рівності показують, що витрата фаз залежить тільки від часу.

Нафта на нафтових родовищах зневоднюють для:

1. істотного зниження транспортних витрат.

2. недопущення утворення стабільних емульсій, які важко піддаються руйнуванню на НПЗ

3. запобігання магістральних трубопроводів від внутрішніх корозійних і, нарешті, закачування відокремленої води в пласт для підтримання пластового тиску.

Існують наступні основні методи руйнування нафтових емульсій:

1. внутрішньотрубної (колійна) деемульсація;

2. Гравітаційний відстій;

4. Фільтрація через тверді пористі тіла;

5. Термохімічна підготовка нафти;

Для руйнування нафтових емульсій широко застосовуються різні деемульгатори -ПАВ, що володіють більшою активністю, ніж емульгатори.

У міжтрубний простір експлуатаційних свердловин або в початок збірного колектора дозувальним насосом (15-20 г на 1 тонну нафтової емульсії) подається деемульгатор, який сильно перемішується з цієї емульсією в процесі її руху до УПН і руйнує її.

При тривалому і інтенсивному перемішуванні емульсії (Re> 5000) на поверхню кожної крапельки води, що має «броню», що складається з природних емульгаторів має потрапити незначне число більш ефективного ПАР, яке і руйнує цю «броню». Втратили «броню» дрібні крапельки води коалесціруют (з'єднуються при перемішуванні, в результаті чого утворюються великі краплі (d> 1 мм) які легко відділяються від нафти за рахунок різниці щільності в каплеобразователях і відстійниках.

Основне призначення деемульгатора - витіснити з поверхневого шару крапель води емульгатори - природні ПАР, що містяться в нафті (асфальтени, нафти, смоли, парафін і механічних домішок) і воді (солі, кислоти і т.д.).

Витіснивши з поверхневого шару крапель води природні емульгуючі речовини, деемульгатор утворює гідрофільний адсорбційний шар, в результаті чого крапельки води при зіткненні коалесціруют (зливаються) в більш великі краплі і осідають.

Деемульгатори, що застосовуються для руйнування емульсій діляться на дві групи іоногенні (утворюють іони у водних розчинах) і неіоногенні (не утворюючих іонів у водних розчинах). Перші не ефективні (нейтралізований чорний контакт, нейтралізований чорний гудрон).

До Неіоногенні малорастворимое Деемульгатор відносяться сепорол 508Ч, дісолван 4490, прохінор.

2. Гравітаційний відстій.

Він відбувається за рахунок різниці щільності води і нафти в герметизованих відстійниках або сировинних резервуарах. Гравітаційний відстій може застосовуватися також і без нагрівання емульсії, коли нафта і вода не піддаються сильному перемішуванню, в нафти практично відсутні емульгатори (особливо асфальтени) і обводненість нафти сягає близько 60%. Пропускну здатність відстійника розраховують за формулою Стокса або Рітінгера, задавшись діаметром осаждающихся (спливаючих) частинок і рівномірним, які встановилися потоком по всьому перерізу відстійника.

Значну силу інерції, яка виникає в центрифузі, можна використовувати для розділення рідин з різною щільністю. Осадження дрібних крапель рідини в іншої рідини підкоряється закону Стокса, якщо замінити в ньому g на прискорення сили інерції а

Прискорення сили інерції в центрифузі визначається з виразу:

де w- окружна швидкість частинки рідини, яка визначається частотою обертання центрифуги w = 2πRn, n- частота обертання центрифуги, R- зовнішній радіус центрифуги. Час осадження крапель води в центрифузі:

Протягом цього часу краплі води діаметром d будуть повністю відокремлені