UNIVERSITATEA PETROL-GAZE DIN PLOIETI

PROIECT LA PROIECTAREA EXPLOATRII ZCMINTELOR DE HIDROCARBURI FLUIDE

Student Margarit StefanAnul IV Grupa 1

Ploieti2014Cuprins Partea IINTRODUCERECAP. 1MODELUL GEOMETRIC AL ZCMNTULUI1.1 Harta structural ( cu izobate ) a zcmntului1.2 Fixarea limitei iniiale a contactului iei ap1.3 ntocmirea seciunilor geologice1.4 Determinarea grosimii de start efectiv saturat cu fluide1.5 Calculul zonei ariei productive1.6 Calculul volumului brut al colectorului METODA VOLUMETRICCAP. 2PROPIETILE MEDIULUI POROS2.1 Calculul mrimilor medii ale parametrilor fizici caracteristici colectorului2.1.1 Porozitatea - m2.1.2 Permeabilitatea - k2.1.3 Saturaia n ap ireductibil - 2.1.4 Coeficientul de compresibilitate al rocii - 2.1.5 Calculul volumului brut al rezervorului2.1.6 Calculul volumului de pori al rezervoruluiCAP. 3PROPIETILE MEDIULUI FLUID3.1 Propietile ieiurilor3.1.1 Solubilitatea gazelor n iei - raia de soluie 3.1.2 Factorul de volum al ieiului - 3.1.3 Vscozitatea dinamic a ieiului - 3.1.4 Coeficientul de compresibilitate al ieilui - 3.2 Propietile apelor de zcmnt3.2.1 Solubilitatea gazelor n apa de zcmnt - 3.2.2 Vscozitatea dinamic a apei de zcmnt - 3.2.3 Coeficientul de compresibilitate al apei mineralizate - CAP. 4STABILIREA I AMPLASAREA REELEI SONDELOR DE EXPLOATARE4.1 Amplasarea sondelor pe zcminte de iei tip band liniar , cu acvifer activ

TEMA DE PROIECT

Se consider un zcmnt de titei de forma si dimensiunile indicate n fig.1. Faliile F1, F2 si F3 sunt etanse.n perioada exploatrii de prob au fost spate sondele mentionate n fig.1.Se anexeaz diagrafiile electrice ale sondelor spate pe acest zcmnt (fig.2 si fig.3).Pe baza acestor materiale se cere:-ntocmirea hrtii structurale a zcmntului-realizarea unor sectiuni geologice-fixarea pozitiei initiale a contactului ap-titei-calcularea volumului brut al rezervorului.Studiul fizic asupra carotelor extrase din roca colectoare indic parametrii mentionati n tabelul 1.Se cere:- s se calculeze mrimile medii ale parametrilor fizici caracteristici colectorului;- s se calculeze volumul de pori al rezervorului;- s se calculeze rezerva de titei si gaze a zcmntului. Studiul mediului fluid indic parametrii urmtori:

A - propriettile sistemului de hidrocarburi fluide n conditii de zcmnt care sunt redate n diagrama din figura 4;

B - propriettile fizico-chimice ale apei de zcmnt sunt redate n tabelul 2.

Pe baza datelor de mai sus se cere:- determinarea capacittii energetice a zcmntului la momentul initial al exploatrii;- stabilirea retelei sondelor de exploatare;- executarea calcului de comportare n exploatare a rezervorului sub energia natural a zcmntului;- proiectarea procesului de injectie a apei sau gazelor n zcmnt pentru mrirea factorului final de recuperare a titeiului.

INTRODUCERE

Petrolul, n pofida unor previziuni, a rmas principala surs de energie si cea mai important surs de materii prime pentru industria petrochimic si va mai rmne, probabil, o perioad nsemnat de timp si de acum ncolo. Or, se stie, resursele de petrol ale Terrei nu sunt inepuizabile. Descoperirea de noi zcminte petrolifere nu va putea compensa mult vreme ritmul epuizrii resurselor cunoscute n prezent. De altfel, n Romnia, productia de hidrocarburi fluide este, de ctiva ani buni, n declin.Pe de alt parte, factorii de extractie realizati astzi n Romnia si chiar pe plan mondial, au valori destul de modeste, n special n cazul zcmintelor exploatate pe baza energiei proprii, dar si n cazul zcmintelor la care se aplic diverse tehnologii de complementare a energiei de zcmnt. Cauzele sunt att de natur obiectiv, legate de conditiile de zcmnt, ct mai ales de natur subiectiv asociate de variantele de exploatare si tehnologiile de lucru adoptate.Se poate spera, totusi, ntr-un reviriment al productiei de hidrocarburi n Romnia, dar numai n cazul implicrii mai active a ingineriei de zcmnt. Acesta nseamn ntocmirea unor proiecte de exploatare care s indice varianta optim de exploatare pentru fiecare zcmnt n parte.n cazul zcmintelor noi nu trebuie nceput exploatarea industrial pn ce nu se determin exact capacitatea energetic a acestora, forma predominant a energiei de zcmnt, cea care va determina fixarea regimului de exploatare. Dac conditiile de zcmnt o impun, este preferabil s se fac complementarea energiei de zcmnt nc din faza primar a exploatrii si s se evite, pe ct posibil, intrarea n domeniul eterogen al curgerii hidrocarburilor n mediul poros.n ce priveste zcmintele aflate n fazele secundar sau tertiar a exploatrii, zcminte epuizate din punct de vedere energetic, dar care mai contin un procent nsemnat de hidrocarburi, se ridic problema alegerii celor mai potrivite metode, conventionale sau neconventionale, n vederea mririi factorului final de recuperare.Eficienta exploatrii zcmintelor de hidrocarburi fluide este influentat, nu n mic msur, de modul de traversare a stratului productiv, de modul de constructie si amplasare a sondelor de extractie si a celor de injectie. De aceea este necesar ca orice inginer de foraj-extractie s priveasc activitatea proprie prin prisma corelatiei acesteia cu celelalte activitti complementare pe care le desfsoar colegii si. Prezenta lucrare este elaborat n conformitate cu programa analitic de la Facultatea de Ingineria Petrolului si Gazelor din cadrul Universittii PETROL-GAZE din Ploiesti.

CAPITOLUL I 1. MODELUL GEOMETRIC AL ZCMNTULUIZcmntul de hidrocarburi fluide este un sistem fizico-chimic alctuit dintr-un mediu solid poros-permeabil si un mediu fluid format din sistemele de hidrocarburi si apele de zcmnt.Un zcmnt de hidrocarburi fluide ocup un volum bine determinat n scoarta terestr. El este delimitat n acoperis si culcus de strate impermeabile, iar lateral de accidente tectonice si/sau litologice.n general, zcmintele de hidrocarburi fluide sunt alctuite din dou zone distincte: o zon saturat cu hidrocarburi, numit zon productiv, si o zon saturat 100% cu ap - acviferul adiacent, care poate lipsi n anumite cazuri.n vederea exploatrii, un zcmnt trebuie delimitat att n suprafat (n plan orizontal), ct si grosimea stratului. De asemenea, trebuie fcut o delimitare exact a celor dou zone - zona productiv si acviferul adiacent.Dup forma zcmntului si tipul capcanei, zcmintele pot fi: zcminte stratiforme, masive, delimitate litologic, combinate si subtile.Indiferent de tipul capcanei, n proiectare exploatrii se opereaz cu dou forme geometrice de baz:a. zcminte n form de band liniar, care admit o simetrie liniar;

b. zcminte de form circular, care admit o simetrie radial.n natur, nu ntotdeauna zcmintele se ncadreaz perfect n una din cele dou forme geometrice de baz mentionate. In aceast situatie se va aproxima forma real a zcmntului la una din cele dou forme geometrice de baz specificate mai sus, obtinnd-se astfel modelul de zcmnt.

1.1. HARTA STRUCTURAL (CU IZOBATE) A ZCMNTULUIHarta structural (harta cu izobate), reprezint proiectia n plan orizontal a punctelor de intersectie ntre diverse plane izobatei si un plan reper. Ca plan reper se va lua intrarea n stratul productiv.Harta structural poate fi construit pe baza sectiunilor geologice sau prin metoda triadelor. n acest caz s-a adoptat metoda triadelor. Aceasta presupune alegerea stratului reper, intrarea n stratul productiv, intrri ce se determin pe baza diagrafiilor geofizice ale sondelor. Adncimile reperului, citite pe diagrafii, sunt n cote absolute care vor fi raportate la un reper unic, adic nivelul mrii. Astfel, din aceste cote absolute se va scdea elevatia sondelor si se obtin cotele izobatice.Cotele determinate pe diagrafii nu coincid ntotdeauna perfect cu cele reale din sonde, abaterea fiind n functie de tipul dispozitivului utilizat, de grosimea stratului poros, de mrimea rezistivittii. Pentru fiecare situatie n parte se utilizeaz relatii analitice care permit efectuarea corectiilor necesare. In acest caz se vor ignora aceste decalaje.Metoda de lucru:- se alege ca reper, intrarea n stratul productiv;- se trec pe hart cotele izobatice ale reperului, citite din diagrafii (anexele nr.2, 3) pentru fiecare sond n parte;- se unesc punctele cte trei;- se caut puncte de valori egale pentru aceste drepte (interpolare).Datele obtinute se trec n Tabelul 3.

Sonda 108

Sonda 720

Sonda 781

Sonda 782

Unde: - cotele n acoperi absolute msurate pe diagrafii; - cotele n acoperi izobatice;

- cotele n culcu absolute msurate pe diagrafii; - cotele n culcu izobatice;

- cotele limit iei/ap absolute msurate pe diagrafii - cotele limit iei/ap izobatice - elevatiile sondelor respective;Dup determinarea acestor valori s-au fcut interpolrile din care a rezultat harta cu izobate a zcmntului (anexa nr.5).

1.2. FIXAREA LIMITEI INIIALE A CONTACTULUI IEI/APLimita hidrocarburi/ap se determin tot din diagrafii, pe baza curbelor de rezistivitate. In realitate nu exist un plan orizontal de separatie ntre fluidele respective, ci mai degrab o zon de tranzitie hidrocarburi/ap, a crei grosime este n functie de structura spatiului poros si de diferenta de mas specific dintre cele dou fluide din zcmnt. Totusi, pentru simplificare se admite existenta planurilor orizontale de separare a fluidelor existente n zcmnt.Aceast limit hidrocarburi/ap prezint dou contacte cu stratul productiv: un contact pe acoperis si un contact pe culcus. Proiectia acestor dou contacte pe harta cu izobate prezint, la rndul ei dou contururi: un contur interior (pe culcus) si unul exterior (pe acoperis). Intre cele dou contururi se gseste asa numita zon de contact. In problemele de evaluarea a resurselor si rezervelor de hidrocarburi, de urmrire a deplasrii limitei n timpul exploatrii, se opereaz cu un contur mediu, numit contur de calcul sau contur de lucru (anexa nr.5).Se traseaz limita titei/apa la adncimea .1.3. INTOCMIREA SECTIUNILOR GEOOGICESectiunile geologice sunt reprezentri n plan vertical al stratelor geologice. Cele mai adecvate sunt sectiunile transversale, deoarece ofer o imagine mult mai realista asupra nclinrii stratului dect sectiunile longitudinale. n plus aceasta evidentiaz limitele hidrocarburi/apa si/sau titei/gaze. n cazul de fata sectiunile s-au ntocmit pe baza hartii structurale (anexele nr. 6,7).1.4. DETERMINAREA GROSIMII DE STRAT EFECTIV SATURAT DE FLUIDEComplexul productiv include si intercalatii de strate impermeabile, care trebuie puse n evidenta si nlturate de la grosimea total a stratului.Pentru acest lucru se ia fiecare diagrafie n parte si se analizeaz. Se identifica si se noteaz stratele ce compun obiectivul. Grosimea se msoar att dup curba de potential standard (PS) cat si dup cea de rezistivitate (), apoi se face media.

Dup determinarea grosimilor efective, acestea se vor reprezenta pe geologice.

1.5. CALCULUL ARIEI ZONEI PRODUCTIVEAria zonei productive se determina msurnd pe harta cu izobate (anexa nr.5) aria trapezului cuprins ntre faliile F1,F2,F3 si limita titei/apa de calcul.Pentru determinarea ariilor s-au mprtit zonele respective n triunghiuri, iar ariile s-au calculate cu urmtoarea formula:=Unde: Tinnd cont de scara hrtii cu izobate (anexa nr.5) rezulta aria zonei productive.

SONDA 108

SONDA 720

SONDA 781

SONDA 782

Aria zonei productive:

1.6. CALCULUL VOLUMULUI BRUT AL COLECTORULUI METODA VOLUMETRICVolumul brut reprezint volumul total al zcmntului de hidrocarburi, delimitat de hidrocarburi, delimitat nculcus si acoperis de strate impermeabile, iar lateral de faliile F1 si F3 (anexa nr,1). Pentru determinarea acestui volum se foloseste relatia:

Unde:-volumul brut al zcmntului;-aria productiva;-grosimea medie efectiva a stratului n zona productiva, ce se poate calcula cu relatia:

CAPITOLUL II2. PROPRIETATILE MEDIULUI POROS

2.1 CALCULUL MARIMILOR MEDII ALE PARAMETRILOR FIZICICARACTERISTICILE COLECTORULUIPentru determinarea mrimilor medii a parametrilor fizici ai colectorului(porozitatea, permeabilitatea, saturatie n apa ireductibila, coeficient de compresibilitate al rocii), se vor folosi datele din tabelul 1. Pe baza diagrafiilor geofizice (anexele nr.2,3) se pozitioneaz carotele pe sectiunile geologice (anexele nr.6,7). Se calculeaz o mrime medie ponderata cu grosimea pachetului (ha,hb,hc). Daca ntr-un pachet avem mai multe carote, se face media aritmetica a valorilor parametrilor fizici respectiv. Valoarea medie pe zcmnt se calculeaz ca medie aritmetica.Modelul de lucru este valabil att pentru determinarea porozittii cat si a permeabilittii si a saturatiei n apa ireductibila.

2.1.1 POROZITATEA-mPorozitatea este proprietatea rocii de a prezenta spatii libere numite pori sau fisuri. Acest parametru msoar capacitatea rocii de a nmagazina fluide. n problemele de proiectare se opereaz cu doua tipuri de porozitti: porozitate efectiva(m), definite ca raportul dintre volumul de pori (Vp) si volumul brut al sistemului roca-pori (Vb); porozitate dinamica (md), utilizata n problemele de dislocuire a titeiului de ctre alt fluid. Aceasta se poate defini ca produsul dintre porozitatea efectiva (m) si un coeficient al utilizrii spatiului de pori, care ia n consideratie faptul ca, n conditii reale de zcmnt, agentul de dislocuire nu spal complet titeiul din spatiul poros.Cunoasterea porozittii efective este necesara n calculele de evaluare a resurselor de hidrocarburi, la stabilirea capacittii energetice a zcmntului, la alegerea metodei de intensificare sau mbunttire a recuperrii. Porozitatea se poate determina prin metode fizice (msurtori pe carote) si prin metode geofizice (din curbele de rezistivitate).POROZITATEA MEDIE PE SONDA

Unde:- porozitatea medie masurata din carote;- grosimea pachetului de roca (a,b,c, etc.).

SONDA 108

SONDA 720

SONDA 781

SONDA 782

POROZITATEA MEDIE PE ZACAMANT

unde:- Porozitatea medie pe sonda;- Ariasuprafeei din jurul sondei.

2.1.2 PERMEABILITATEA-kPermeabilitatea poate fi definite, n general, ca proprietatea unui mediu de a permite curgerea fluidelor prin el. n proiectarea exploatrii se opereaz cu toate cele trei categorii de permeabilitate cunoscute: absoluta, efectiva si relativa.Permeabilitatea absoluta a unui colector reprezint permeabilitatea msurat fata de o faza, cnd porii rocii sunt saturati numai cu fluidul respective.Permeabilitatea efectiva este permeabilitatea msurata fata de o anumita faza, cnd n porii roci sunt prezentate doua sau mai multe faze. Din acest motiv i se poate spune si permeabilitatea de faza.Permeabilitatea relativa se exprima ca raport ntre permeabilitatea efectiva si cea absoluta pentru acelasi zcmnt. Se poate vorbi, de asemenea, de o permeabilitate relativa fata de apa si o permeabilitate relativa fata de gaze.n acest capitol ne intereseaz determinarea permeabilittii absolute pe zcmnt. n general rocile prezinta anizotropie n ce priveste permeabilitatea, adic permeabilitate paralela cu directia de sedimentare (stratificare), numit de asemenea permeabilitate verticala. n cele mai multe cazuri, valorile celor doua permeabilitti difer sensibil. Cum curgerea fluidelor n zcmnt este radiala, n ecuatiile de miscare se va utiliza o valoare medie pe zcmnt, ntre cele doua permeabilitti.Ca si n cazul porozittii determinarea se va face n cazul de fata pe baza determinrilor din carote.PERMEABILITATEA MEDIE PARALELA PE SONDA

unde:- permeabilitatea medie paralela, pe sonda;-grosimea pachetului de roca(a,b,c,etc.) .SONDA 108

SONDA 720

SONDA 781

SONDA 782

PERMEABILITATEA MEDIE PERPENDICULARA PE SONDA

SONDA 108

SONDA 720

SONDA 781

SONDA 782

PERMEABILITATEA MEDIE PE SONDA

SONDA 108

SONDA 720

SONDA 781

SONDA 782

PERMEABILITATEA MEDIE PE ZACAMANT

unde:-permeabilitatea medie pe sonda;

= 336.9

2.1.3 SATURATIA IN APA IREDUCTIBILA- Sai

n porii rocii colectoare pot fi prezente urmtoarele fluide: apa, si titei si gaze. Prin urmare, se poate vorbi de o saturatie n ap, o saturatie n titei si saturatie n gaze. Numeric, saturatia se exprima ca raport ntre volumul de fluid din pori si volumul respectiv de pori si poate lua valori ntre 0 si 1, respective ntre 0% si 100%. ntr-un anumit volum de pori pot coexista toate cele trei faze. Saturatia n ap ireductibil, pentru un anumit zcmnt, rmne invariabila n procesul de exploatare.Cunoasterea saturatiilor n fluide este foarte importanta la evaluarea resurselor si a rezervelor de hidrocarburi si la prevederea comportrii zcmintelor n exploatare. Determinarea se poate face cu ajutorul metodelor fizice (determinri n laborator, carote mecanice), prin metode geofizice (din curbele de rezistivitate) sau prin calcule (pe baza ecuatiilor de bilant, folosindu-se date de productie).Saturatia n apa ireductibila ia valori cuprinse ntr-un domeniu foarte larg, n functie de compozitia chimico-mineralogica a rocilor colectoare, de structura porilor, de capacitatea de udare a rocilor. Pentru calculul acestei saturatii se apeleaz la niste relatii similare cu cele folosite la determinarea porozittii.SATURATIA IN APA IREDUCTIBILA MEDIE

- saturatian apa ireductibila medie, pe pachetul cu grosimea medie ;-grosimea medie a pachetului (a,b,c, etc.).SONDA 108

SONDA 720

SONDA 781

SONDA 782

SATURATIA IN APA IREDUCTIBILA MEDIE PE ZACAMANT

unde:- saturatian apa ireductibila, medie pe sonda;Ai- aria suprafetei din jurul sondei.

= =41,36%

2.1.4 COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL ROCII r

Coeficientul de compresibilitate este parametrul prin care se exprima elasticitatea rocilor colectoare, elasticitate ce are ca pondere n cadrul fortelor care determina deplasarea fluidelor prin mediul poros. Coeficientul de compresibilitate este definit ca raport al variatiei volumului cu presiunea si volumul nsusi, astfel:

La T= constant

Se opereaz, n mod uzual, cu un coeficient de compresibilitate al rocii si cu un coeficient de compresibilitate al porilor. Intre cei doi exista o legtur.

Valoarea coeficientului de compresibilitate se poate lua, n lipsa unor determinri pe carote, ntre 110-10210-10 1/Pa, n cazul rocilor plastice (nisipuri) sau se poate utiliza diagrama din figura 2 n cazul rocilor elastic-plastice (gresii, calcare).

Figura 2. Diagrama pentru estimarea coeficientului de compresibilitate al porilor pentru gresii si calcare.

Pentru cazul de fata, cnd avem numai nisipuri coeficientul de compresibilitate va fi:p = 1,510-10 1/Pa (se citeste din figura 2)

r= 19,03% 5.210-10 =0,9910-10 1/Pa

2.1.5 CALCULUL VOLUMULUI BRUT AL REZERVORULUI

Vb=AphZVb-volumul brut al ariei productive;hZ-grosimea medie a zcmntului.Vb=480300 39.36=18904608

2.1.6 CALCULUL VOLUMULUI DE PORI AL REZERVORULUI

Roca colectoare are proprietatea de a prezenta pori si fisuri. Determinarea volumului de pori al rocii, rezervorului este absolut necesara pentru evaluarea, n continuare a resursei geologice de gaze. Pentru determinarea acestui volum se va folosi urmtoarea formul:

Vp=VbmmedZ,unde:Vp-volumul de pori al rezervorului;Vb-volumul brut al ariei productive;mmedZ,-porozitatea medie n zona productive.

CAPITOLUL III. 3. PROPRIETATILE MEDIULUI SOLID2. 3. 3.1. PROPRIETATILE TITEIURILOR3 3.1 3.1.1 SOLUBILITATEA GAZELOR IN TITEI-RATIA DE SOLUTIE - rs

Ratia de solutie se defineste ca fiind cantitatea de gaze, n , dizolvata intr-un metru cub de titei, n conditii de zcmnt.Se citeste din anexa 4.

3.1.2 FACTORUL DE VOLUM AL TITEIULUI - bt

Factorul de volum monofazic al titeiului - bt se defineste ca fiind raportul dintre volumul ocupat de o anumita cantitate de titei n conditii de zcmnt (deci, cu gaze n solutie) si volumul ocupat de aceeasi cantitate de \titei n conditii standard (fr gaze n solutie).Factorul de volum al titeiului este adimensional, supraunitar, valoarea lui depinznd de mrimea ratiei de solutie, n sensul ca un titei cu ratia de solutie mare va avea si un factor de volum mare.Din anexa 4 se citesc valorile diagramei din anexa 4 pentru:bts factorii de volum ai titeiului la presiunea de saturatie ps;bt0- factorii de volum la presiune initial p0.

3.1.3 VASCOZITATEA DINAMICA A TITEIULUI -tVscozitatea dinamica a titeiului scade cu cresterea temperaturii. Intre p0 si ps, vscozitatea titeiului se reduce la scderea presiunii ca pentru orice lichid. Sub presiunea de saturatie, vscozitatea creste cu reducerea presiunii, fenomen datorat iesirii gazelor din solutie.Se citeste din diagrama din anexa 4.Acesti parametrii se citesc din diagrama din anexa 4 nfunctie de temperaturile de zcmnt.

TEMPERATURA DE ZACAMANT

unde:- limita titei-apa;- elevatia medie;gradT=0.03C/m- gradientul de temperatur;=10C- temperatura mediului ambiant.

pbtrst

bar--cP

p0=1601,1042,430

ps=1201,1141,624,8

pab=22bar1,0421030,8

3.1.4 COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL TITEILUI

Elasticitatea se exprima numeric prin intermediul coeficientului de compresibilitate al titeiului, t.Coeficientul de compresibilitate al titeiului se poate calcula cu relatia:

n diagrama de variatie avem doua domenii n care factorul de volum al titeiului, ratia de solutie si vscozitatea variaz dup legi diferite si anume:a) Intre presiunea initial si cea de saturatie;b) Intre presiunea de saturatie si cea de abandonare.;;;Pentru determinarea legii de variatie se folosesc conditiile unei drepte ce trece prin doua puncte.

CAZUL 1p= psatp0rs= constanta) Pentru determinarea legii de variatie a factorului de volum brut:bt,0=1,10p0=160 barbt,sat=1,11psat=120 bar

b) Pentru determinarea legii de variatie a vscozittii:t,0=30 cPp0=160 bart,sat=24,8 cPpsat=120 bar

CAZUL 2p= pabpsata) Pentru determinarea legii de variatie a factorului de volum brut:bt,ab=1,042pab=22 barbt,sat=1,11p0=160 bar

b) Pentru determinarea legii de variatie a vscozittii:t,ab=30,8 cPt,sat=24,8 cP

c) Pentru determinarea legii de variatie a ratiei de solutie:rs,ab=30,8rs,sat=24,8

3.2 PROPRIETATILE APELOR DE ZACAMANT3.2.1 SOLUBILITATEA GAZELOR IN APA DE ZACAMANT G

Solubilitatea gazelor n apa de zcmnt este mult mai redusa dect n titei, dar nu este de neglijat.Solubilitatea gazelor n apa mineralizata de zcmnt se calculeaz cu relatia:

unde:G- este solubilitatea gazelor (ratia de titei) n apa distilata, n , pentru a carei determinare se poate utiliza diagrama din figura 3.1;X- mineralizatia (salinitatea) apei, n meq/l, determinate prin analize de laborator;Y- corectia salinittii cu temperatur, pentru care se poate folosi diagrama din figura 3.2.G= 2,62XS,108= 5031,96 mgech/lXS,781=5447,92 mgech/lXmed= 5239,94 mgech/lY=0,06;;;

Figura 3.1. solubilitatea gazelor nfunctie de temperatura si presiune

Figura 3.2. Corectia salinittii cu temperatura.

3.2.2 VASCOZITATEA DINAMICA A APEI DE ZACAMANT-aVscozitatea dinamica a apei de zcmnt este un parametru sensibil n special, la variatia structurii. Ea scade cu cresterea temperaturii si creste cu cresterea concentratiei n sruri. Pentru determinarea vscozittii dinamice a apei de zcmnt vom determina:SALINITATEA APEI- SSONDA 108SS108= 145432,5mg/l= 145,432 mg/ml= 14,5 %

SONDA 781SS781= 157578,66mg/l= 157,578 mg/ml= 15,73 %

Se citeste din diagrama din figura 3.3. valoarea vscozittii dinamice a apei de zcmnt:Pentru temperatura de zcmnt si salinitatea de 16% avem urmtoarea vscozitate dinamica a apei de zcmnt: 0,8. s= 0,8 x10-3 Ns/m2

Figura 3.3. Variatia vscozittii dinamice a apei cu temperatura si salinitatea3.2.3 COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL APEI MINERALIZATE-Compresibilitatea apei este influentata de presiune, de temperatur, de concentratia n electroliti (mineralizatie) si de prezenta gazelor n solutie.Coeficientul de compresibilitate al apei mineralizate de zcmnt cu gaze n solutie se poate calcula cu relatia:

unde:- coeficientul de compresibilitate al apei distilate fr gaze n solutie;- se citeste din diagrafia din figura 3.4;- este solubilitatea gazelor (ratia de solutie) n apa mineralizata de zcmnt

Figura 3.4. Coeficientul de compresibilitate al apei distilateLa temperatura si presiunea de 150 bar, coeficientul de compresibilitate al apei distilate este (citit de pe grafic). La aceeasi presiune , dar la presiunea de 200 bar, coeficientul de compresibilitate este (citit de pe grafic).Interpolnd cele dou perechi de valori obtinem, pentru presiunea p0=160 bar, valoarea coeficientului de compresibilitate al apei distilate pentru aceast presiune:, astfel, stiind c, rezult:

CAPITOLUL IV. 4 STABILIREA I AMPLASAREA REELEI SONDELOR DE EXPLOATAREAmplasarea rational a sondelor este acea amplasare care asigur productia maxim de titei, cu cheltuieli minime. n acest sens, n practica exploatrii apar dou situatii: se d cumulativul pe zcmnt si se cere s se amplaseze sondele de extractie n asa fel nct s avem cheltuieli minime; se dau resursele materiale si se cere s se amplaseze sondele n asa fel nct s se obtin valoarea maxim a productiei de titei cu aceste resurse.Amplasarea sondelor de titei se face n functie de modul de manifestare a energiei de zcmnt, de regimul tehnologic de exploatare adoptat, de configuratia geometric a zcmntului.4. 4.1 AMPLASAREA SONDELOR PE ZCMINTE DE TITEI TIP BAND LINIAR CU ACVIFER ACTIVAmplasarea sondelor pe zcminte de titei tip band liniar cu acvifer activ (fig. 3.1) se face n siruri (rnduri) paralele, n raport de conturul interior (limita titei/ap pe culcus), aceasta deoarece sondele se inund mai nti pe culcus. Numerotarea sirurilor ncepe dinspre conturul petrolifer (limita titei/ap) ctre conturul de nchidere (C.I).Amplasarea ncepe cu fixarea ultimului sir de sonde (sirul k); acesta se fixeaz paralel cu conturul de nchidere al zcmntului la o distant de circa 80 -100 m.O apropiere prea mare a sirului k de conturul de inchidere conduce la accentuarea fenomenului de interferent a sirului cu falia respectiv. O ndeprtare prea mare a sirului k de respectivul contur ar face ca n volumul situat ntre sirul k si C.I. s rmn o cantitate substantial de titei nedrenat de sonde.

Fig. 4.1. Amplasarea sondelor de extractie pe un zcmnt de tip band liniar, cu acvifer activDup fixarea ultimului sir se msoar distanta d, dintre ultimul sir si conturul titei/ap pe culcus.

Se determin distanta ntre siruri, a:Sa msurat si calculat distanta Se alege k=1

Unde:d- distanta de la (t/a) culcus pn la ultimul sir de sonde;k - este numrul total de siruri (k-2);a1 - distanta de la (t/a) culcus pn la primul sir de sonde; a2 - distanta de la primul sir la al doilea sir de sonde;S - lungimea sirului.Se recomand o distant optim ntre siruri de 150 - 200 m. Numrul de siruri va fi n functie de lungimea zonei respective Lp.Distanta dintre sirurile intermediare (2, 3k - 1) este aceiasi -egal cu a - si rezult din relatia de mai sus. Distanta de la conturul titei/ap pe culcus la primul sir(a1) se alege mai mare dect a, avnd n vedere c primul sir este inundat mai repede dect celelalte. Rezulta c distanta dintre penultimul sir(k-1)si ultimul sir(k) va fi ak, mai mic dect a.S-a constatat din practica exploatrii, c exploatarea cu mai mult de dou siruri simultan nu este eficient din punct de vedere al consumului energetic si deci se recomand ca n exploatare s fie ntotdeauna cel mult dou siruri, celelalte urmnd a fi activate succesiv.Se va proiecta n continuare numai modelul zcmntului pe care funcioneaz un singur sir in vederea expoatarii acestuia.Astfel, distanta de la conturul titei/ap pe culcus la primul sir de sonde de extractie este:

Numrul de sonde de pe sirurile intermediare se calculeaz cu relatia:

unde: S- este ltimea zonei productive (fig. 4.1), respectiv lungimea sirului de sonde; - distana dintre dou sonde vecine de pe irurile intermediare.Pe sirurile intermediare (2, 3,..., k-1) numrul de sonde este acelasi. Pe primul sir se va amplasa un numr mai mic de sonde dect pe celelalte, avnd n vedere c sirul 1 va fi inundat primul si deci, sondele respective vor lucra o perioad mai scurt de timp. Notnd cu numrul de sonde de pe primul sir, avem:

Pe ultimul sir se va amplasa un numr mai mare de sonde dect pe celelalte siruri, deoarece se va inunda ultimul si n faza final a exploatrii va trebui s dreneze ct mai complet zona productiv. Se noteaz cu numrul de sonde de pe ultimul sir si avem:

Distanta dintre dou sonde vecine de pe sirurile intermediare se determin cu ajutorul diagramei din figura 4.2. De mentionat c, n diagram, rs are semnificatia de raz redus a sondei. Se calculeaz expresia i, din punctul corespunztor acestei valori de pe abscis se duce o vertical pn la intersectia cu semidreapta nr. 2. De aici se duce o paralel la abscis si se citeste pe ordonat valoarea raportului . Cunoscnd raza redus a sondei, rezult semi distanta dintre dou sonde. Sondele laterale se vor amplasa la o distant fat de faliile F1respectiv F2 (fig. 4.1) si la ntre ele.

30

Cunoscnd diametrul coloanei de exploatare (Dc), se poate determina raza sondei de extractie. diametrul coloanei de exploatare;

diametrul sapei;

Raza sondei:

Calculul razei reduse a sondei se face pe baza datelor din tabelul de mai jos si cu ajutorul relatiei propuse de Sciurov.Relatia de calcul a razei reduse:

unde: - raza sondei dup sap, n cm - raza redus a sondei;- lungimea canalului perforaturii realizate n strat, n cm; -numrul de perforaturi pe metru liniar de coloan; -diametrul perforaturii, n cm.Se alege valoarea cea mai mare pentru , respectiv combinatia optim.

Pentru determinarea numrului de sonde pe fiecare sir se citeste din aceeasi diagram (4.2) valoarea expresiei:

Se citeste din diagrama (4.2) valoarea raportului:

Se calculeaz distanta dintre sonde:; la scara hrtii (distanta dintre sonde)Numrul de sonde dup sirurile intermediare se calculeaz cu relatia:

Lungimea sirului de sonde: Numrul de sonde pe sirul 1:

Numrul de sonde pe primul sir se calculeaz cu relatia:

Se calculeaz semi distanta ntre sonde pe sirul 1:

(mm pe hart).

CAPITOLUL V. 5 CALCULUL DEBITELOR POTENTIALEDebitul unei sonde perfecte din punct de vedere hidrodinamic, adic perfect dup modul si gradul de deschidere se poate calcula cu relatia:

Unde:- permeabilitatea efectiv fat de titei (D); grosimea efectiv a stratului saturat cu titei; cderea de presiune strat-sond; (bar),; vscozitatea dinamic a titeiului (cP); factorul de volum al titeiului;- raza redus a sondei; raza de contur (raza de influent a sondei), semnificatia dintre dou sonde situate pe aceeasi falie () sau dac sonda este apropiat de falie se ia dublul distantei pn la falie (cm);;.Valorile si se citesc pe curbele de comportare din tema de proiect.

Sonda 108

Sonda 720

Sonda 781

Sonda 782

Datele calculate mai sus sunt centralizate n tabelul urmtor:SondakthtRCpQt

mDCmcmbarcm3/sm3/zi

10815001115.810

1,5173.715

2231.620

2,5289.625

7202200100001169.914.7

1,5254.822

2339.729.4

2,5424.736.7

78119001155.513.4

1,5233.220.2

231126.9

2,5338.733.6

782350060001286.424.7

1,5429.637.1

2572.849.5

2,571661.9

5.1 CALCULUL CUMULATIVULUI DE TITEI SI AL FACTORULUI DE RECUPERARERezervele se exprim n conditii standard. Se raporteaz rezervele calculate n conditii de zcmnt la factorul de volum al titeiului, considerat la presiunea initial p0 bt0. Estimarea ct mai exact a rezervelor este n functie de cantitatea estimat a parametrilor indicati.Rezerva de titei se calculeaz cu urmtoarea relatie:

Cumulativul de titei anual se calculeaz cu relatia:

Pentru a vedea eficienta n timp a procesului de exploatare, n functie de debitele potentiale se va calcula un factor de recuperare . Factorul de recuperare ntr-un an este considerat ca avnd valori cuprinse ntre 2 si 3%. Acest factor se va calcula cu urmtoarea formul:

pQtNanan

Barm3/zim3%

162.922945.11.2

1,594.334417.71.78

2125.745890.32.4

2,5157.257362.93

Se alege debitul de titei a crei valoare se ncadreaz ntre 2 si 3%.

CAPITOLUL VIREGIMUL ELASTIC

Conditia energetica principala pentru existenta regimului elastic este ca presiunea de zacamant sa fie mai mare decat cea de saturatie . Zacamantul de titei va lucra in regim elastic atat timp cat presiunea de zacamant va ramane superioara presiunii de saturatie. Gazele sunt dizolvate in intregime in titei, iar curgerea fluidelor prin mediul poros, in zona productiva, va fi omogena. Deplasarea titeiului prin pori catre talpile sondelor de extractie va fi determinata de destinderea elastica a acviferului, pe de o parte, si de destinderea elastica a zonei productive, pe de alta parte.

Fig.3.2. Domeniul pentru regimul elastic pe diagrama de stareIn cazul zacamintelor de titei in forma de banda liniara, curgerea apei in agvifer capata o geometrie liniara, liniile de curent fiind paralele intre ele. Acviferul poate fi de marime finita sau infinita. Presiunea de zacamant, este superioara cele de saturatie, coeficientii complecsi si de compresibilitate ai zonei productive si acviferul adiacent au marim insemnate.

Fig. 3.3. Zacamant de titei in care curgerea fluidelor este liniara.

Calculul de prevedere al comportarii in exploatare in regim elastic se face in doua variante:1. Se da dinamica debitului sondei comasate;2. Se da dinamica presiunii.

6.1 SE DA DINAMICA DEBITULUI SONDEI COMASATE

Asimiland sonda productiva cu o macrosonda (sonda comasata) aceasta va exploata acviferuladiacent cu debitul QaDaca se impune o variatie in trepte pentru debitul sondei comasate, atunci caderea de presiune la peretele sondei comasate se va calcula cu o relatie, scrisa pentru simetria liniara:

- este o functie de timp adimensional ( o cadere de presiune adimensionala), functie care se poate determina cu ajutorul diagramei:Timpul adimensional pentru miscarea liniara se va calcula cu expresia: unde t timpul adimensional - piezoconductibilitatea acviferului- lungimea acviferului= 0.853

1/PaCumulativul de titei extras: - pe etapa respectiva Numarul de sonde: -debitul mediu pe sonda

ETAPA 1: Se da treapta de timp , se calculeaza adimensional Se citeste de pe grafic , pentru cazul respectiv;=0.2 Se impune debitul macrosondei constant pe etapa: Se calculeaza caderea de presiune la peretele sondei comasate cu relatia:

= 12,64bar Se calculeaza cumulativul de apa ce patrunde in zona productiva Cumulativul de titei pe etapa va fi:

Debitul cumulativ de titei pe etapa va fi:

Numarul de sonde necesar va fi: sonde

ETAPA 2: Se da treapta de timp , se calculeaza adimensional Se citeste de pe grafic , pentru cazul respectiv;=0.23 Se impune debitul macrosondei constant pe etapa: Se calculeaza caderea de presiune la peretele sondei comasate cu relatia:

= 1,56bar Se calculeaza cumulativul de apa ce patrunde in zona productiva Cumulativul de titei pe etapa va fi:

Debitul cumulativ de titei pe etapa va fi:

Numarul de sonde necesar va fi:sonde

32

34

Sheet1Tabel 1Sonda Nr.IntervalulmefPermeabilitateaSa.i.Descriere litologicam%mDmD%7433058,6-3060,120,3350278100nisipos marmos7433078,0-3080,019,7420397100nisipos marmos7433090,0-3092,021,8328303100nisipos marmos7433094,1-3096,220,9690571100nisipos marmos35202800,0-2802,122,431526523,9nisipos marmos35202805,0-2805,919,558949027,2nisipos marmos35202815,0-2817,020,671368928,1nisipos marmos35202841,0-2842,121,141737322,8nisipos marmos35202843,0-2844,119,950341223,0nisipos marmos7532702,5-2703,617,987971932,6nisipos marmos7532735,1-2736,319,779449730,4nisipos marmos7532760,2-2761,622,165858326,7nisipos marmos7532780,2-2781,420,667246724,7nisipos marmos7503044,6-3046,119,6278214100nisipos marmos7503050,1-3051,622,6872616100nisipos marmos7503097,2-3098,620,7679597100nisipos marmos

Sheet2Tabel 2Sonda Nr.IntervalulUnitatea de masuraComponentimNa++K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-7433060-3070mg/l58945,352175,943749,05106872,009,0542,70mg.ecv/l2562,85143,59302,313013,870,180,70%42,492,395,1249,970,010,027503080-3090mg/l36774,47133,9430,1456736,0283,45131,15mg.ecv/l1598,896,682,481600,05,902,15%49,710,210,0849,750,180,07

Sheet1Tabel 1Sonda Nr.IntervalulmefPermeabilitateaSa.i.Descriere litologicam%mDmD%7433058,6-3060,120,3350278100nisipos marmos7433078,0-3080,019,7420397100nisipos marmos7433090,0-3092,021,8328303100nisipos marmos7433094,1-3096,220,9690571100nisipos marmos35202800,0-2802,122,431526523,9nisipos marmos35202805,0-2805,919,558949027,2nisipos marmos35202815,0-2817,020,671368928,1nisipos marmos35202841,0-2842,121,141737322,8nisipos marmos35202843,0-2844,119,950341223,0nisipos marmos7532702,5-2703,617,987971932,6nisipos marmos7532735,1-2736,319,779449730,4nisipos marmos7532760,2-2761,622,165858326,7nisipos marmos7532780,2-2781,420,667246724,7nisipos marmos7503044,6-3046,119,6278214100nisipos marmos7503050,1-3051,622,6872616100nisipos marmos7503097,2-3098,620,7679597100nisipos marmos

Sheet2Tabel 3SondaAdncimi realeEhAdncimi izobatemmHaHcHt/ammHa*Hc*Ht/a*108139714261417185291212124112327201403144713972004412031247119778112641287-952311691192-78212661317-1295111371188-

Sheet1Pentru sonda 108Pentru sonda720Strathefhef.medStrathefhef.medPSPSa243a172822.5b121212b---c---c---hef =15hef =22.5Pentru sonda 781Pentru sonda 782Strathefhef.medStrathefhef.medPSPSa182019a212322b---b13-13c---c---hef =19hef =35

Sheet1Sondamef.PermeabilitateaSaiSondamef.PermeabilitateaSai108k1IIk2720k1IIk2a19,869348425,8a2050232822,7b19.5609394100b----c----c----Sondamef.PermeabilitateaSaiSondamef.PermeabilitateaSai781k1IIk2782k1IIk2a1866424362,5a18,148634222,1b----b21,266245823,2c----c----

Sheet1Tabel 4.1Valori pentru determinarea razei reduse a sondelorl444444d0.80.911.11.21.2n202530354045rrs0.0390.1570.3710.6560.9751.166

Sheet1Tabel 4.2Valori pentru determinarea razei reduse a sondelorl4.74.74.74.74.7d0.40.50.60.70.8n4642383226rrs0.1180.1870.2410.2290.181

Sheet1Tabel 4.2.aa1nsns121mm--mm30031513.131293.2851.04

Sheet1Tabel 1Sonda Nr.IntervalulmefPermeabilitateaSa.i.Descriere litologicam%mDmD%7433058,6-3060,120,3350278100nisipos marmos7433078,0-3080,019,7420397100nisipos marmos7433090,0-3092,021,8328303100nisipos marmos7433094,1-3096,220,9690571100nisipos marmos35202800,0-2802,122,431526523,9nisipos marmos35202805,0-2805,919,558949027,2nisipos marmos35202815,0-2817,020,671368928,1nisipos marmos35202841,0-2842,121,141737322,8nisipos marmos35202843,0-2844,119,950341223,0nisipos marmos7532702,5-2703,617,987971932,6nisipos marmos7532735,1-2736,319,779449730,4nisipos marmos7532760,2-2761,622,165858326,7nisipos marmos7532780,2-2781,420,667246724,7nisipos marmos7503044,6-3046,119,6278214100nisipos marmos7503050,1-3051,622,6872616100nisipos marmos7503097,2-3098,620,7679597100nisipos marmos