Proiectare Anghel

8/10/2019 Proiectare Anghel

1/47

UNIVERSITATEA PETROL-GAZE DIN PLOIETI

Tip A

Nr. 2.40

PROIECT LA

PROIECTAREA EXPLOATRII ZCMINTELOR DE

HIDROCARBURI FLUIDE

StudentAnghel Teodor

Anul IVGrupa 1

Ploieti

2014


2/47

CuprinsPartea I

INTRODUCERE

CAP. 1

MODELUL GEOMETRIC AL ZCMNTULUI

1.1

Harta structural ( cu izobate ) a zcmntului

1.2Fixarea limitei iniiale a contactului iei ap

1.3ntocmirea seciunilor geologice

1.4Determinarea grosimii de start efectiv saturat cu fluide

1.5Calculul zonei ariei productive

1.6Calculul volumului brut al colectoruluiMETODA VOLUMETRIC

CAP. 2

PROPIETILE MEDIULUI POROS

2.1 Calculul mrimilor medii ale parametrilor fizici caracteristici colectorului

2.1.1 Porozitatea - m

2.1.2 Permeabilitatea - k

2.1.3 Saturaia n ap ireductibil - 2.1.4 Coeficientul de compresibilitate al rocii - 2.1.5 Calculul volumului brut al rezervorului

2.1.6 Calculul volumului de pori al rezervorului

CAP. 3PROPIETILE MEDIULUI FLUID

3.1 Propietile ieiurilor

3.1.1 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 zcmnt

3.2.1 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. 4

STABILIREA I AMPLASAREA REELEI SONDELOR DE EXPLOATARE

4.1 Amplasarea sondelor pe zcminte de iei tip band liniar , cu acvifer activ


3/47

Tema de proiect

Se consider un zcmnt de iei de forma i dimensiunile indicate in fig 1. n

perioada exploatrii de prob au fost spate sondele menionate in fig 1. Se anexeaz

diagrafiile electrice ale sondelor spate pe acest zcmnt ( fig 1 i 2 )

Pe baza acestor materiale se cere :

ntocmirea hrii structurale a zcmntului

realizarea de seciuni geologice

fixarea poziiei iniiale a contactului iei-ap

calcularea volumului brut al rezervorului

Studiul fizicasupra carotelor extrase din roca colectoare indic parametrii menionai ntabelul 1 .

Se cere :

s se calculeze mrimile medii ale parametrilor fizici caracteristici colectorului

s se calculeze volumul de pori al revervorului

s se calculeze rezerva de iei i gaze a zcmntului

Studiul mediului fluid indic parametrii urmtori :

A - propietile sistemului de hidrocarburi fluide n condiii de zcmnt care sunt

redate in diagrama din fig 4.

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

Pe baza datelor de mai sus se cere :

determinarea capacitii energetice a zcmntului la momentul iniial al

exploatrii

stabilirea reelei sondelor de exploatare

executarea calcului de comportare n exploatare a rezervorului sub energia

natural a zcmntului proiectarea procesului de injecie a apei sau gazelor n zcmnt pentru mrirea

factorului final de recuperare a ieiului


4/47

DE SCHIMBAT TABELELE

Tabel 1

Intervalul mef Sa.i.

m % mD mD %

656 1515-1515,4 22,3 578 688 23,2 nisip marmos656 1540-1540,2 21 450 726 20,8 gresie

605 1563-1563,2 23,1 438 670 24 nisip marmos

605 1574-1574,1 21,8 629 780 22 gresie

605 1585-1585,9 25,1 675 980 20 nisip

676 1514-1514,8 24,8 798 1050 20,3 nisip

676 1536-1536,8 22,4 580 695 21,1 gresie

641 1565-1565,2 22 389 570 22,8 gresie

641 1579-1579,3 21,8 676 818 20,1 nisip marmos

641 1589-1589,6 24,2 346 868 19,8 nisip

641 1597-1597,3 13,1 28,9 87,1 25,2 nisip marmos649 1493-1493,2 23,6 385 700 20,2 gresie

649 1515-1515,4 24,9 420 790 20 nisip

649 1537-1537,3 23,1 275 430 23,4 nisip

PermeabilitateaSonda Nr. Descriere litologica

Tabel 2

Intervalul

m Na++K

+Ca

2+Mg

2+Cl

- SO42-

HCO3-

mg/l 32067,98 2584,36 428,90 54572,92 455,83 610,00

mg.ecv/l 1394,26 128,96 35,27 1539,00 9,49 10,00

% 44,73 4,14 1,13 49,38 0,30 0,32

mg/l 50462,69 4510,12 1465,46 89971,88 30,85 103,70

mg.ecv/l 2194,03 225,05 120,51 2537,25 0,64 1,70

% 43,20 4,43 2,37 49,95 0,016 0,03

mg/l 301171,17 2317,58 482,22 51389,91 319,25 683,20

mg.ecv/l 1311,79 115,64 39,64 1449,22 6,65 11,20

% 44,71 3,94 1,35 49,39 0,23 0,38

649 1580-1555

ComponentiSonda Nr.

641

676

1642-1615

1580-1560

Unitatea de

masura


5/47

Introducere

Petrolul, n pofida unor previziuni, a rmas principala surs de energie i cea maiimportant surs de materii prime pentru industria petrochimic i va mai rmne, probabil, operioad nsemnat de timp i de acum ncolo. Or, se tie, resursele de petrol ale Terrei nu suntinepuizabile. Descoperirea de noi zcminte petrolifere nu va putea compensa mult vremeritmul epuizrii resurselor cunoscute n prezent. De altfel, n Romnia, producia de hidrocarburifluide este, de civa ani buni, n declin.

Pe de alt parte, factorii de extracie realizai astzi n Romnia i chiar pe plan mondial,au valori destul de modeste, n special n cazul zcmintelor exploatate pe baza energiei proprii,dar i n cazul zcmintelor la care se aplic diverse tehnologii de complementare a energiei dezcmnt. Cauzele sunt att de natur obiectiv, legate de condiiile de zcmnt, ct mai ales denatur subiectiv asociate de variantele de exploatare i tehnologiile de lucru adoptate.

Se poate spera, totui, ntr-un reviriment al produciei de hidrocarburi nRomnia, darnumai n cazul implicrii mai active a ingineriei de zcmnt. Acesta nseamn ntocmirea unorproiecte de exploatare care s indice varianta optim de exploatare pentru fiecare zcmnt nparte.

n cazul zcmintelor noi nu trebuie nceput exploatarea industrial pn ce nu sedetermin exact capacitatea energetic a acestora, forma predominant a energiei de zcmnt,cea care va determina fixarea regimului de exploatare. Dac condiiile de zcmnt o impun, estepreferabil s se fac complementarea energiei de zcmnt nc din faza primar a exploatrii i

s se evite, pe ct posibil, intrarea n domeniul eterogen al curgerii hidrocarburilor n mediulporos.

n ce privete zcmintele aflate n fazele secundar sau teriar a exploatrii,zcminteepuizate din punct de vedere energetic, dar care mai conin un procent nsemnat de hidrocarburi,se ridic problema alegerii celor mai potrivite metode, convenionale sau neconvenionale, nvederea mririi factorului final de recuperare.

Eficiena exploatrii zcmintelor de hidrocarburi fluide este influenat, nu n micmsur, de modul de traversare a stratului productiv, de modul de construcie i amplasare a

sondelor de extracie i a celor de injecie. De aceea este necesar ca orice inginer de foraj-extracie s priveasc activitatea proprie prin prisma corelaiei acesteia cu celelalte activiticomplementare pe care le desfoar colegii si. Prezenta lucrare este elaborat n conformitatecu programa analitic de la Facultatea de Ingineria Petrolului i Gazelor din cadrul UniversitiiPETROL-GAZE din Ploieti.


6/47

CAPITOLUL 1

MODELUL GEOMETRTIC AL ZCMNTULUI

Zcmntul de hidrocarburi fluide este un sistem fizico-chimic alctuit dintr-un

mediu solid pros-permeabil i un mediufluid format din sistemele de hidrocarburi i

apele de zcmnt.

Un zcmnt de hidrocarburi fluide ocup un volum bine determinat n scoara

terestr . Eleste delimitat n acoperi i culcu de strate impermeabile , iar lateral de

accidente tectonice i/sau litologice .

n general , zcmintele de hidrocarburi fluide sunt alctuite din dou zone distincte : o

zon saturat cu hidrocarburi , numit zon productiv i o zon saturat 100% cu ap

acviferul adiacent , care poate lipsi n anumite cazuri .n vederea exploatrii , un zcmnt trebuie delimitat att n suprafa ( n plan

orizontal ) , ct i grosimea stratului . De asemenea , trebuie fcut o delimitare exact a

celor dou zone zona productivi acviferul adiacent .

Dup forma zcmntului i tipul capcanei , zcmintele pot fi : zcminte

stratiforme , masive , delimitate litologic , combinate i subtile .

Indiferent de tipul capcanei , n proiectarea exploatrii se opereaz cu dou forme

geometrice de baz :

zcminte n form de band liniar , care admit o simetrie liniar

zcminte de forma circular , care admit o simetrie radial

n natur , nu ntotdeauna zcmintele se ncadreaz perfect n una din cele dou

forme geometrice de baz menionate . n aceast situaie se va aproxima forma

real a zcmntului la una din cele dou forme geometrice de baz specificate mai

sus , obinndu-se astfel modelul de zcmnt .


7/47

1.1Harta structural ( cu izobate ) a zcmntului

Harta structural ( cu izobate ) , reprezintproiecia n plan orizontal a punctelor de

intersecie ntre diverse plane izobatice i un plan reper . Ca plan reper se va lua intrarea

n stratul productiv .

Harta structural poate fi construitpe baza seciunilor geologice sau prin metodatriadelor . 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 elevaia sondelor i se obin cotele izobatice .

Cotele determinate pe diagrafii nu coincid ntotdeauna perfect cu cele reale din

sonde , abaterea fiind n funcie de tipul dispozitivului utilizat , de grosimea statului

poros , de mrimea rezistivitii . Pentru fiecaresituaie n parte se utilizeaz relaii

analitice care permit efectuarea coreciilor necesare . n 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 2, 3 )

pentru fiecare sond n parte

se unesc punctele cte trei

se caut puncte de valori egale pentru aceste drepte ( interpolare )

Datele obinute se trec in tabelul 1.


8/47

Calculul adncimilor izobatice

Ha Hc Ht/a m m Ha* Hc* Ht/a*

753 2743 2818 2793 420 75 2323 2398 2373

743 3054 3123 - 670 69 2384 2453 -

750 3045 3105 - 662 60 2383 2443 -

3520 2770 2821 2850 478 89 2292 2343 2372

Tabel 3

Adncimi izobate

mm h

Sonda

Adncimi realeE

Sonda 753

Sonda 743

Sonda 750

Sonda 3520

Unde :

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


9/47

- cotele limit iei/ap absolute msurate pe diagrafii - cotele limit iei/ap izobatice - elevaiile sondelor respective

Dup determinarea acestor valoris-au fcut interpolrile din care a rezultat harta cu

izobate a zcmntului ( anexa nr. 5 )

1.2 Fixarea limitei a contactului iei/ap

Limita hidrocarburi/ap se determin tot din diagrafii , pe baza curbelor de rezistivitate .

n realitate nu exist un plan orizontal de separaie ntre fluidele respective ci mai degrab o

zon de tranziie hidrocarburi/ap , a crei grosime este n funcie de strtuctura spaiului

poros i diferena de mas specific dintre cele dou fluide din zcmnt . Totui, pentru

simplificare se admite existena planurilor orizontale de separare a fluidelor existente nzcmnt .

Aceast limit hidrocarburi/ap prezint dou contacte cu stratul productiv : un

contact pe acoperi i un contact pe culcu . Proiecia acestor dou contacte pe harta cu

izobate prezint , la randul ei dou contururi : un contur interior ( pe culcu ) i unul exterior

( pe acoperi ) . ntre cele dou contururi se gsete aa numita zon de contact n

problemele de evaluare a resurselor i 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 iei/ap la adncimea = ... m

1.3ntocmirea seciunilor geologice


10/47

Seciunile geologice sunt reprezentri n plan vertical a stratelor geologice . Cele mai

adecvate sunt seciunile transversale , deoarece ofer o imagine mult mai realist asupra

nclinrii stratului dect seciunile longitudinale . n plu aceasta evideniaz limitele

hidrocarburi/ap i/sau iei/gaze . n cazul de fa s-au ntocmit pe baza hrii structurale (

anexele nr. 6,7 ) .

1.4 Determinarea grosimii de strat efectiv saturat cu fluide

Complexul productiv include i intercalaii de strate impermeabile , care trebuiesc

puse n eviden i nlturate de la grosimea total a stratului .

Pentru acest lucru se ia fiecare diagrafie n parte i se analizeaz . Se identific i se

noteaz stratele care compun obiectivul . Grosimea se msoar att dup curba de

potenial strandards ( PS ) ct i dup cea de rezistivitate ( ) , apoi se face media .

PS PS

a 5 14 9.5 a 14 - 14

b 7 6 6.5 b 19 - 19

c 24 18 21 c 19 - 19

hef = 37 hef = 52

PS PS

a - - - a 16 - 16

b - 4 4 b 21 18 19.5

c 20 13 16.5 c 7 - 7

hef = 20.5 hef = 42.5

hef.med

Strat hef hef.med Strat

hef

Strat hef hef.med Strat

hef

Pentru sonda 753 Pentru sonda 743

Pentru sonda 750 Pentru sonda 3520

hef.med

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

1.5 Calculul ariei zonei productive

Aria zonei productive se determin msurnd pe harta cu izobate ( anexa 5 ) aria

trapezului cuprinds ntre faliile F1 , F2 i F3 i limita iei ap de calcul .


11/47

Pentru determinarea ariilor s-au mprit zonele respective n triunghiuri , iar ariile s-au

calculat cu urmtoarea formul :

,unde :

= semiperimetrul triunghiurilor

a , b , claturile triunghiurilor , citite pe hart

innd cont de scara hrii cu izobate ( anexa 5 ) rezult aria zonei prductive

SONDA 753

SONDA 3520

Aria zonei productive:


12/47

1.6 Calculul volumului brut al colectorului - Metoda volumetrica

Volumul brut reprezint volumul total al zcmntului de hidrocarburi , delimitat n culcu i

acoperi de strate impermeabile , iar lateral de faliile F1 i F3 ( anexa nr. 1 ) . Pentru

determinarea acestui volum se folosete relaia :

= Unde :

- volumul brut al zcmntului - aria productive

- grosimea medie efectiv a stratului n zona productive , ce se poate calcula cu relaia := =

=

= = 81.15 m

= = 40252000


13/47

CAPITOLUL 2

PROPIETILE MEDIULUI POROS

2.1 Calculul mrimilor medii ale parametrilor fizici

Caracteristicile colectorului

Pentru determinarea mrimilor medii a parametrilor fizici ai colectorului ( porozitate ,

permeabilitate , saturaie n ap ireductibil , coefficient de compresibilitate al rocii ) , se vor

folosi datele din carote din tabelul 1. Pe baza diagrafiilor geofizice ( anexele 2 , 3 ) se

poziioneaz carotele pe seciunile geologice ( anexele 6 , 7 ) . Se calculeaz o mrime medie

ponderat cu grosimea pachetului ( , , ) . Dac ntr-un pachet avem mai multe carote ,se face media aritmetica a valorilor parametrului fizic respectiv .

Valoarea medie pe zcmnt se calculeaz ca medie aritmetic.Modelul de lucru este

valabil att pentru determinarea porozitii ct i a permeabilitii i a saturaiei n ap

ireductibil .

2.1.1 Porozitatea - m

Porozitatea este propietatea rocii de a prezenta spaii libere numite pori sau fisuri . Acest

parametru msoar capacitatea rocii de a nmagazina fluide . n problemele de proiectare se

opereaz cu dou tipuri de poroziti :

o porozitate efectiv ( m ) , definit ca raportul dintre volumul de pori ( zitate efectiv ( m

) , definit ca raportuldintre volumul de pori ( ) i volumul brut al sistemului roc-pori () o porozitate dinamic ( ) utilizat n problemele de dislocuire a ieiului de ctre alt

fluid . Aceasta se poate defini ca produsul dintre porozitatea efectiva ( m ) i un

coeficient al utilizrii spaiului de pori , care ia n consideraie faptul c , n condiii reale

de zcmnt , agentul de dislocuire nu spalcomplet ieiul din spaiul poros .

Cunoaterea porozitii efective este necesar n calculele de evaluare a resurselor de

hidrocarburi , la stabilirea capacitii energetice a zcmntului, la alegereametodei de

intensificare sau mbuntire a recuperrii . Porozitatea se poatedetermina prin metodefizice ( msurtori pe carote ) i prin metode geofizice ( din curbele de rezistivitate ) .


14/47

Sonda Sonda

753 k1 k2 743 k1 k2

a 0.12 583 658 26.7 a 20.3 278 350 100

b 20.6 467 672 24.7 b 20.8 303 690 100

c 22.4 265 315 23.9 c 20.9 571 690 100

Sonda Sonda

750 k1 k2 3520 k1 k2

a - - - - a 20.6 467 672 24.7

b 19.7 397 420 100 b 20.7 265 713 26.4

c 20.7 597 679 100 c 21.1 373 417 22.8

Sai

mef.Permeabilitatea

Sai mef.Permeabilitatea

Sai

mef.Permeabilitatea

Sai mef.Permeabilitatea

Porozitatea medie pe sond

Unde :

- prozitatea medie msurat din carote - grosimea pachetului de roc ( a , b , c , etc )

Sonda 753

= = 22 %

Sonda 743

= = 20.7 %

Sonda 750

=

= 20.5 %

Sonda 3520

= = 20.7 %

Porozitatea medie pe zcmnt


15/47

Unde :

- porozitatea medie pe sond

aria suprafeei din jurul sondei

= = 21.43 %

2.1.2 Permeabilitatea - K

Permeabilitatea poate fi definitn general , ca propietatea unui mediu de a permite

curgerea fluidelor prin el . n proiectarea exploatrii se opereaz cu toate cele trei categorii de

permeabilitate cunoscute : absolut , efectiv i relativ .

Permeabilitatea absolut a unui collector reprezint permeabilitatea msurat fa de o

faz , cnd porii rocii sunt saturai numai cu fluidul respective .

Permeabilitatea efectiv este permeabilitatea msurat fa de o anumit faz , cnd n

porii rocii sunt prezente dou faze . Din acest motiv I se mai spune i permeabilitate de faz .Permeabilitatea relative se exprim ca raport ntre permeabilitatea efectiv i cea

absolut , pentru acelai zcmnt . Se poate vorbii , de asemenea , de o permeabilitate relativ

fa de ap i o permeabilitate relativ fa de gaze .

n acest capitol ne intereseaz determinarea permeabilitatea absolute pe zcmnt . n

general rocile prezint anizotropie n ce privete permeabilitatea , adic permeabilitatea prezint

valori diferite pe diverse direcii n zcmnt . Astfel , se va define o permeabilitate paralel cu

direcia de sedimentare ( stratificare ) , numita adesea permeabilitate orizontal i o

permeabilitate perpendicular pe direcia de stratificare , numit si permeabilitate vertical . n

cele mai multe cazuri , valorile celor dou permeabiliti difer sensibil . Cum curgerea fluidelor

n zcmnt este spaial , n ecuaiile de micare se va utiliza o valoare medie pe zcmnt ,

ntre cele dou permeabiliti .

Ca i n cazul porozitii determinarea se va face n cazul de fa pe baza determinrilor

din carote .


16/47

Permeabilitatea medie paralel pe sond

=

Unde :

- permeabilitatea medie paralel pe sond- grosimea pachetului de roc ( a , b , c , etc )

Sonda 753

= = 313.73 mD

Sonda 743

= = 598.4 mD

Sonda 750

= = 546.5 mD

Sonda 3520

= = 648.8 mD

Permeabilitatea paralelmedie pe zcmnt

=

Unde :


17/47

- permeabilitatea medie paralelpe zcmnt =

= 461 mD

Permeabilitatea medie perpendicular pe sond

=

Unde :

- permeabilitatea medie perpendicular pe sond- grosimea pachetului de roc ( a , b , c , etc )

Sonda 753

=

= 370 mD

Sonda 743

=

= 108.3 mD

Sonda 750

=

=102.5 mD

Sonda 3520


18/47

=

= 386.3 mD

Permeabilitatea mediepe zcmnt

=

Unde :

- permeabilitatea medie perpendicularpe zcmnt

=

= 377.16 mD

2.1.3 Saturaia n ap ireductibil -

n porii rocii colectoare pot fi prezente urmtoarele fluide : ap , iei i gaze . Prin urmare

, se poate vorbi de o saturaie n ap , o saturaie n iei i o saturaie n gaze , numeric ,

saturaia se exprim ca raport ntre volumul de fluid din pori i volumul respectiv de pori i poate

lua valori ntre 0 i 1, respectiv ntre 0% i 100% . ntr-un anumit volum de pori pot coexista

toate cele trei faze .

Saturaia n ap ireductibil , pentru un anumit zcmnt , rmne invariabil n procesul

de exploatare .

Cunoaterea saturaiilor n fluide este foarte important la evaluareae resurselor i a

rezervelor de hidrocarburi i la prevederea comportrii zcmintelor n exploatare .

Determinarea se poate face cu ajutorul metodelor fizice ( determinri n laborator , carote


19/47

mecanice ) , prin metode geofizice ( din curbele de rezistivitate ) sau prin calcule ( pe baza

ecuaiilor de bilan , folosindu-se datele de producie )

Saturaia n ap ireductibil ia valori cuprinse ntr-un domeniu foarte larg , n funcie de

compoziia chimico-mineralogic a rocilor colectoare , de structura porilor , de capacitatea de

udare a rocilor . Pentru calculul acestei saturaii se apeleaz la nite relaii similare cu cele

folosite la determinarea porozitii .

Saturaia n ap ireductibil medie pe sond

=

Unde :

- saturaia n ap ireductibil medie , pe pachetul cu grosimea medie - grosimea medie a pachetului ( a , b , c , etc )

Sonda 753

=

= 28.16 %

Sonda 743

= = 100 %

Sonda 750

= = 100 %

Sonda 3520

= = 25.16 %


20/47

Saturaia n apireductibil medie pe zcmnt

=

Unde :

- saturaia n ap ireductibil medie pe sond- aria suprafeei din jurul sondei

= = 26.84 %

2.1.4 Coeficientul de compresibilitate al rocii -

Coeficientul de compresibilitate este parametrul prin intermediul cruia se exprim

elasticitatea rocilor colectoare , elasticitate ce are o pondere important n cadrul forelor care

determin deplasarea fluidelor prin mediul poros . Coeficientul de compresibilitate este definit

ca raport al variaiei volumului cu presiunea i volumul inui i anume :

= , la T = ct.

Se opereaza, in mod uzual, cu un coeficient de compresibilitate al rocii si cu un coeficient

de compresibilitate al porilor. Intre cei doi exista o legatura:

=

Valoarea coeficientului de compresibilitate se poate lua , n lipsa unor determinri pe

carote , ntre 1/Pa , n cazul rocilor plastice ( nisipuri ) sau se poateutiliza diagrama din fig. 2 n cazul rocilor elasto-plastice ( gresii , calcare ) .


21/47

Diagrama pentru estimarea coeficientului de compresibilitate al porilor pentru gresii i calcare

Pentru cazul de fa , cnd avem numai roci plastice , coeficientul de compresibilitate va fi:

p = 1.510-10

1/Pa

r= 21.43% 1.510-10

=0,3210-10

1/Pa

2.1.5 Calculul volumului brut al rezervorului

= Unde :

- volumul brut al zonei productive

- grosimea medie a zcmntului= 496000 = 40252000

2.1.1 CALCULUL VOLUMULUI DE PORI AL REZERVORULUI


22/47

Roca colectoare are proprietatea de a prezenta pori i fisuri. Determinarea volumului de pori alrocii, 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.

1. PROPRIETATILE MEDIULUI SOLID

2.1.PROPRIETATILE TITEIURILOR

3.1.1 SOLUBILITATEA GAZELOR IN TITEI-RATIA DE SOLUTIE - rs

Raia de soluie se definete ca fiind cantitatea de gaze, n , dizolvata intr-un metru cub deiei, n condiii de zcmnt.

Se citete din anexa 4.

3.1.2

FACTORUL DE VOLUM AL TITEIULUI - bt

Factorul de volum monofazic al ieiului - btse definete ca fiind raportul dintre volumul ocupat deo anumita cantitate de iei n condiii de zcmnt (deci, cu gaze n soluie) i volumul ocupat de aceeaicantitate de iei n condiii standard (fr gaze n soluie).

Factorul de volum al ieiului este adimensional, supraunitar, valoarea lui depinznd de mrimearaiei de soluie, n sensul ca un iei cu raia de soluie mare va avea i un factor de volum mare.

Din anexa 4 se citesc valorile diagramei din anexa 4 pentru:

btsfactorii de volum ai ieiului la presiunea de saturaieps;bt0- factorii de volum la presiune iniialp0.

3.1.3

VASCOZITATEA DINAMICA A TITEIULUI - t

Vscozitatea dinamica a ieiului scade cu creterea temperaturii. Intre p0 i ps, vscozitateaieiului se reduce la scderea presiunii ca pentru orice lichid. Sub presiunea de saturaie, vscozitateacreste cu reducerea presiunii, fenomen datorat ieirii gazelor din soluie.

Se citete din diagrama din anexa 4.

Aceti parametrii se citesc din diagrama din anexa 4 n funcie de temperaturile de zcmnt.


23/47

TEMPERATURA DE ZACAMANT

( )

unde:

- limita iei-apa;- elevaia medie;gradT = 0.03C/m- gradientul de temperatur;= 10C- temperatura mediului ambient.

p bt rs tbar

p0=140 1,081 10,05 30,05

psat=94 1,090 10,05 27,9

pab=22bar 1,043 9,75 28,01

3.1.4 COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL TITEILUI

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

n diagrama de variaie avem doua domenii n care factorul de volum al ieiului, raia de soluie i

vscozitatea variaz dup legi diferite i anume:a) Intre presiunea iniial i cea de saturaie;b) Intre presiunea de saturaie i cea de abandonare.

pab= 22bar

p0=140 bar


24/47

psat= 94bar

Pentru determinarea legii de variaie se folosesc condiiile unei drepte ce trece prin doua puncte.

CAZUL 1

p= psatp0 rs= constanta) Pentru determinarea legii de variaie a factorului de volum brut:bt,0=1,081

bt,sat=1,090

1,1084-0,00019p

b) Pentru determinarea legii de variaie a vscozitii:t,0=30,05

t,sat=27,9

0,0467p+23,5065

CAZUL 2

p= pabpsata) Pentru determinarea legii de variaie a factorului de volum brut:

bt,ab=1,043

bt,sat=1,090

0,00065p+1,0286b) Pentru determinarea legii de variaie a vscozitii:

t,ab=28,1

t,sat=27,9

28,1611-0,0028pc) Pentru determinarea legii de variaie a raiei de soluie:

rs,ab= 9,75 rs,sat=10,05


25/47

rs=0,0042p+9,6583

3.2PROPRIETATILE APELOR DE ZACAMANT

3.2.1

SOLUBILITATEA GAZELOR IN APA DE ZACAMANT G

Solubilitatea gazelor n apa de zcmnt este mult mai redusa dect n iei, dar nu este de neglijat.

Solubilitatea gazelor n apa mineralizata de zcmnt se calculeaz cu relaia:

unde:

G - este solubilitatea gazelor (raia de iei) n apa distilata, n , pentru a careideterminare se poate utiliza diagrama din figura 3.1;

X - mineralizaia (salinitatea) apei, n meq/l, determinate prin analize de laborator;

Y - corecia salinitii cu temperatur, pentru care se poate folosi diagrama din figura 3.2.

G= 2,25 XS,641= 90719,99 mgech/l

XS,676= 146544,7 mgech/l

XS,649= 356363,33 mgech/l

Xmed= 197876,01 mgech/l

Y= 0,0555

; ; ; ;


26/47

Figura 3.1. solubilitatea gazelor n funcie de temperatura i presiune

Figura 3.2. Corecia salinitii cu temperatura.

3.2.2

VASCOZITATEA DINAMICA A APEI DE ZACAMANT - a


27/47

Vscozitatea dinamica a apei de zcmnt este un parametru sensibil n special, la variaiastructurii. Ea scade cu creterea temperaturii i creste cu creterea concentraiei n sruri.

Pentru determinarea vscozitii dinamice a apei de zcmnt vom determina:

SALINITATEA APEI- SSONDA 641

SS641= 90719,99 mg/l= 90,72 mg/ml= 9,07 %

SONDA 676

SS676= 146544,7 mg/l= 146,545 mg/ml=14.65 %

SONDA 649

SS649= 256363,33 mg/l= 256,363 mg/ml=25.63 %

Se citete din diagrama din figura 3.3. valoarea vscozitii dinamice a apei de zcmnt:

s641= 0,6x10-3

Ns/m2

s676= 0,7x10-3

Ns/m2

s649= 0,97x10-3

Ns/m2


28/47

Figura 3.3. Variaia vscozitii dinamice a apei cu temperatura i salinitatea

3.2.3

COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL APEI MINERALIZATE- Compresibilitatea apei este influenata de presiune, de temperatur, de concentraia n electrolii

(mineralizaie) i de prezenta gazelor n soluie.

Coeficientul de compresibilitate al apei mineralizate de zcmnt cu gaze n soluie se poatecalcula cu relaia:

unde:

- coeficientul de compresibilitate al apei distillate fara gaze n soluie;- se citete din diagrafia din figura 3.4;- este solubilitatea gazelor (ratia de solutie) n apa mineralizata de zcmnt


29/47

Figura 3.4. Coeficientul compresibilitate al apei distilate

La temperatura i presiunea de 100 bar, coeficientul de compresibilitate al apeidistilate este (citit de pe grafic). La aceeai presiune , dar la presiunea de150 bar, coeficientul de compresibilitate este (citit de pe grafic).

Interpolnd cele dou perechi de valori obinem, pentru presiuneap0=140 bar, valoareacoeficientului de compresibilitate al apei distilate pentru aceast presiune:

,astfel, tiind c

, rezult:

CAPITOLUL IV.

4 STABILIREA IAMPLASAREA REELEI SONDELOR DE EXPLOATARE


30/47

Amplasarea raional a sondelor este acea amplasare care asigur producia maxim de iei, cucheltuieli minime. n acest sens, n practica exploatrii apar dou situaii:

se d cumulativul pe zcmnt i se cere s se amplaseze sondele de extracie n aa fel nct savem cheltuieli minime;

se dau resursele materiale i se cere s se amplaseze sondele n aa fel nct s se obin valoareamaxim a produciei de iei cu aceste resurse.

Amplasarea sondelor de iei se face n funcie de modul de manifestare a energiei de zcmnt, deregimul tehnologic de exploatare adoptat, de configuraia geometric a zcmntului.

4.1 AMPLASAREA SONDELOR PE ZCMINTE DE TITEI TIP BAND LINIAR CUACVIFER ACTIV

Amplasarea sondelor pe zcminte de iei tip band liniar cu acvifer activ (fig. 3.1) se face niruri (rnduri) paralele, n raport de conturul interior (limita iei/ap pe culcu), aceasta deoarece sondele

se inund mai nti pe culcu. Numerotarea irurilor ncepe dinspre conturul petrolifer (limita iei/ap)ctre conturul de nchidere (C.I).

Amplasarea ncepe cu fixarea

ultimului ir de sonde (irulk); acestase fixeaz paralel cu conturul denchidere al zcmntului la o distande circa 80 -100 m.

O apropiere prea mare a irului

k de C. I. conduce la accentuareafenomenului de interferen a iruluicu falia respectiv. O ndeprtare preamare a irului kde respectivul conturar face ca n volumul situat ntre irulk i C.I. s rmn o cantitatesubstanial de iei ne drenat desonde.

Dup fixarea ultimului ir se

msoar distana d, dintre ultimul ir iconturul iei/ap pe culcu.

Se determin distana ntre iruri, a:

Sa msurat i calculat distana

Fig. 4.1. Amplasarea sondelor de extracie pe unzcmnt de tip band liniar, cu acvifer activ


31/47

Unde:

d- distana de la (t/a) culcupn la ultimul ir de sonde;

k- este numrul total de iruri (k-2);

a1- distana de la (t/a) culcu pn la primul ir de sonde;

a2- distana de la primul ir la al doilea ir de sonde;

S- lungimea irului.

Se recomand o distan optim ntre iruri de 150 - 200 m. Numrul de iruri va fi n funcie delungimea zonei respectiveLp.Distana dintre irurile intermediare (2, 3k - 1)este aceiai - egal cu a-i rezult din relaia de mai sus. Distana de la conturul iei/ap pe culcu la primul ir (a1)se alege maimare dect a,avnd n vedere c primul ir este inundat mai repede dect celelalte. Rezulta c distanadintre penultimul ir (k-1)i ultimul ir (k)va fi ak,mai mic dect a.

S-a constatat din practica exploatrii, c exploatarea cu mai mult de dou iruri simultan nu esteeficient din punct de vedere al consumului energetic i deci se recomand ca n exploatare s fientotdeauna cel mult dou iruri, celelalte urmnd a fi activate succesiv.

Se va proiecta n continuare numai modelul zcmntului pe care funcioneaz dou irurisimultan, indiferent de numrul de iruri proiectate n vederea exploatrii acestuia.

Astfel, distana de la conturul iei/ap pe culcu la primul ir de sonde de extracie este:

iar distana dintre penultimul ir i ultimul ir va fi:

Numrul de sonde de pe irurile intermediare se calculeaz cu relaia:

unde:

S- este limea zonei productive (fig. 4.1), respectiv lungimea irului de sonde;

- distana dintre dou sonde vecine de pe irurile intermediare.


32/47

Pe irurile intermediare (2,3,..., k-1) numrul de sonde este acelai. Pe primul ir se va amplasa unnumr mai mic de sonde dect pe celelalte, avnd n vedere c irul 1va fi inundat primul i deci, sondelerespective vor lucra o perioad mai scurt de timp. Notnd cu numrul de sonde de peprimul ir,avem:

Pe ultimul ir se va amplasa un numr mai mare de sonde dect pe celelalte iruri, deoarece se va

inunda ultimul i n faza final a exploatrii va trebui s dreneze ct mai complet zona productiv. Senoteaz cu numrul de sonde de pe ultimul ir i avem:

Distana dintre dou sonde vecine de pe irurile intermediare se determin cu ajutorul diagramei

din figura 4.2. De

menionat c, ndiagram, rs aresemnificaia de razredus a sondei. Secalculeaz expresia i, dinpunctul corespunztoracestei valori de pe

abscis se duce overtical pn la

intersecia cusemidreapta nr. 2. De

aici se duce o paralella abscis i se citetepe ordonat valoarearaportului .Cunoscnd raza redusa sondei, rezult semidistana dintre dousonde. Sondele laterale

se vor amplasa la o

distan fa defaliile F1 respectiv F2

(fig. 4.1) i la ntreele.


33/47

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

extracie.

diametrul coloanei de exploatare;

diametrul sapei;

Raza sondei:

l 4 4 4 4 4 4

d 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,2

n 20 25 30 35 40 45

r rs 0,039 0,157 0,371 0,656 0,975 1,166

Valori pentru determinarea razei reduse a sondelor

Tabel 4.1

l 4,7 4,7 4,7 4,7 4,7

d 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

n 46 42 38 32 26

r rs 0,118 0,187 0,241 0,229 0,181

Tabel 4.2Valori pentru determinarea razei reduse a sondelor

Calculul razei reduse a sondei se face pe baza datelor din tabelul de mai jos i cu ajutorulrelaiei propuse de Sciurov.

Relaia de calcul a razei reduse:

unde:

-raza sondei dup sap, n cm


34/47

-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 combinaia optim.

Pentru determinarea numrului de sonde pe fiecare ir se citete din aceeai diagram

(4.2) valoarea expresiei:

Se citete din diagrama (4.2) valoarea raportului:

Se calculeaz distana dintre sonde:

; la scara hrii (distana dintre sonde)

Numrul de sonde dup irurile intermediare se calculeaz cu relaia:

Lungimea irului de sonde: Numrul de sonde pe irul 1:

Lungimea irului de sonde: Numrul de sonde pe irul 2:


35/47

Numrul de sonde pe primul ir se calculeaz cu relaia:

Numrul de sonde de pe ultimul ir se calculeaz cu relaia:

Se calculeaz semi distana ntre sonde pe irul 1:

(mm pe hart).

Se calculeaz semi distana ntre sonde pe irul 2:

(mm pe hart).

a a 1 a 2 n s n s1 2 1 n s2 22 2

m m m - - m m - m m

300 157,5 142,5 5 220 110 7 139,4 69,7

Tabel 4.2.


36/47

CAPITOLUL V.

5 CALCULUL DEBITELOR POTENTIALE

Debitul unei sonde perfecte din punct de vedere hidrodinamic, adic perfect dup modul sigradul 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 753


37/47

Sonda 743


38/47

Sonda 3520


39/47

Sonda 750


40/47


41/47

Datele calculate mai sus sunt centralizate n tabelul urmtor:

Sondakt ht RC p qt

D Cm cm bar cm3/s m3/zi

3520 8.5 1 366.8 31.69

1,5 550 47.53

2 733.6 63.38

2,5 917 79

753 7.4 1 378 32.66

1,5 566.9 49

2 755.89 65

2,5 944.8 81.6

743 10.4 1 355 30.65

1,5 532 46

2 709,6 61.3

2,5 887 76.6

750 4.1 1 134 11.55

1,5 200.6 17.33

2 267.8 23

2,5 334.8 28.9

5.1CALCULUL CUMULATIVULUI DE TITEI SI AL FACTORULUI DE

RECUPERARE

Rezervele se exprim n conditii standard. Se raporteaz rezervele calculate n conditii dezcmnt la factorul de volum al titeiului, considerat la presiunea initial p0bt0. Estimarea ctmai 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:


42/47

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 esteconsiderat ca avnd valori cuprinse ntre 2 si 3%. Acest factor se va calcula cu urmtoareaformul:

p Qt Nan an

bar m3/zi m3 %

1 106.6 38909 1.88

1,5 159.79 58323.35 2.83

2 213.13 77792.45 3.77

2,5 266.42 97243.3 4.72

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


43/47

CAPITOLUL VI

REGIMUL 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 stare

In 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.

pz

ps


44/47

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 Qa

Daca 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:

p0 p1a

kahef

La

S

1

n

j

Qaj Qaj 1

F tn tj 1

- este o functie de timp adimensional ( o cadere de presiune adimensionala), functie care sepoate determina cu ajutorul diagramei:

Timpul adimensional pentru miscarea liniara se va calcula cu expresia:

unde

ttimpul adimensional

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

liniara.


45/47

- piezoconductibilitatea acviferului- lungimea acviferului

= 2.73

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:


46/47

= 9.28bar 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;=0.85

Se impune debitul macrosondei constant pe etapa:

Se calculeaza caderea de presiune la peretele sondei comasate cu relatia:

= 45.2bar

Se calculeaza cumulativul de apa ce patrunde in zona productiva

Cumulativul de titei pe etapa va fi:


47/47

( ) ( )

Debitul cumulativ de titei pe etapa va fi:

Numarul de sonde necesar va fi:

sonde

Date post:	02-Jun-2018
Category:	Documents
Upload:	alexandra-smoleanu
View:	294 times
Download:	1 times

Proiectare Anghel

Documents