Методические разработки по выполнению практической работы

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИВЕДЕННОГО ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ, ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕНИЯ НЕФТИ ГАЗОМ, ОБЪЕМНОГО КОЭФИЦИЕНТА СЖИМАЕМОСТИ И РАСТВОРИМОСТИ

ГАЗА

Студент должен

              знать:

·      состояние жидкостей и газов в пластовых условиях, молекулярно-поверхностные свойства системы «нефть-газ-вода-порода»

уметь:

·      определять приведенное пластовое давление насыщения нефти, объемный коэффициент сжимаемости газа, растворяемость газа

 Исходные данные

По результатам пробной эксплуатации скважины получены следующие данные:

Таблица 1

№ вар.	Pпл МПа пластовое давление	Тпл К пластовая температура	pн кг/м3 плотность нефти	pг  кг/м3 плотность газа	G0  т/м3 газовый фактор	pг отн  кг/м3 относительная плотность газа	Н   м расстояние до середины пласта	Нвнк  м расстояние до ВНК
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	18,6	338	838	0,9	150	0,87	1800	1850
2	18,7		839
3	18,8		840
4	18,9		841
5	19,0		842
6	19,1		843
7	19,2		844
8	19,3		845
9	19,4		846
10	19,5		847
11	19,6		848
12	19,7		849
13	19,8		850
14	19,9		851

Продолжение таблицы 1            

1	2	3	4	5	6	7	8	9
15	20,0	338	852	0,9	150	0,87	1800	1850
16	20,1		853
17	20,2		854
18	20,3		855
19	20,4		856
20	20,5		857
21	20,6		858
22	20,7		859
23	20,8		860
24	20,9		861
25	21,0		862
26	21,1		863
27	21,2		864
28	21,3		865
29	21,4		866
30	21,5		867

ЗАДАЧА 1

Определить давление насыщения нефти газом, объемный коэффициент, плотность нефти в пластовых условиях и усадку нефти

Решение:

1 Давление насыщения нефти газом находится по номограмме  (см. приложение 1.1). Предварительно нужно перевести газовый фактор, данный в м³/т, в м³/м³ по формуле:

G₀ = G₀ (м³/т) · p_н (т/м³); м³/м³

2 Объемный коэффициент нефти В_н определяется по другой номограмме см И. Стендинга (см. приложение 1.2)

3 Для нахождения плотности нефти в пластовых условиях (с учетом растворенного газа) сначала определяем количество растворенного  газа в 1 м³ нефти по формуле:

G_r = G₀ (м³/м³) · p_r (кг/м³); кг/м³

плотность нефти в пластовых условиях определяем по формуле:

ρ_{н. пл.} =  ρ_н + G_г / В_н, кг/м³

4 Усадка нефти определяется по формуле:

β_ус = ( В_н – 1 / В_н) ·100, %

ЗАДАЧА 2

 Нефтяные газы подчиняются основным физическим законам состояния идеальных газов, но с некоторыми отклонениями от них. Для оценки степени этих отклонений используется коэффициент сжимаемости газа Ζ, который показывает отношение объемов реального  и идеального газов при одних и тех же давлениях и температурах. Численное значение этого коэффициента для разных условий определяется экспериментальным путем.

Для смеси углеводородных газов  величина Ζ зависит от приведенных среднекритических давлений и температуры:

Р_пр = Р_раб / Р_ср.кр.                  Т_пр = Т_раб / Т_ср.кр.

где   Р_ср.кр. = Σ ( у · Р_кр );               

        Т_ср.кр. = Σ ( у · Т_кр )

где  у – объемное содержание в газе данного углеводорода в долях единицы;

       Р_кр и Т_кр – критическое давление и температура в Па и К

   При отсутствии данных о составе газа, можно использовать расчетные формулы А.З. Истомина. Определить коэффициент сжимаемости газа в пластовых условиях, если известно, что абсолютное пластовое давление Р_пл; пластовая температура Т_пл; относительная плотность газа по воздуху ρ_г.отн состав газа приведен в таблице:

Компоненты	Объемное содержание, доли единицы	Ркр, Мпа	у Ркр, МПа	Ткр, К	у Ткр, К
СН4	0,75	4,73		190
С2Н6	0,08	4,98		305
С3Н8	0,09	4,34		370
С4Н10	0,04	3,87		425
С5Н12+В	0,04	3,40		470
Σ	1	-		-

Решение:

1. Приведенные давление и температура будут:

Р_пр = Р_пл / Σ ( у · Р_кр );

Т_пр = Т_пл / Σ ( у · Т_кр )

2. Для этих значений Р_пр  и Т_пр  по кривым Брауна найдем Ζ ( см. приложение 1.3)

3. Одновременно для сравнения определим коэффициент сжимаемости газа по формулам А.З. Истомина

Р_пр = ( 4,937 – 0,464 · ρ_{г. отн} ) · 10⁶, МПа

Т_пр  = 178,5 · ρ_{г. отн} + 97

Р_пр=Р_пл/Р_кр            Т_пр=Т_пл/Т_кр

Ζ = 1 – 10^-2 ( 0,76 · Т_пр³ – 9,36 · Т_пр + 13 ) · ( 8 – Р_пр ) · Р_пр

Результаты, полученные по обоим методам, должны совпадать.

ЗАДАЧА 3

Определить коэффициент растворимости газа α, если в объеме нефти V_н при абсолютном давлении Р растворенный газ имеет V_г, приведенный к нормальным условиям.

Решение:

Коэффициент растворимости газа находится из закона Генри V_г

V_г = α·РV_ж

где V_г – объем растворенного газа

       α – коэффициент растворимости

      Р – давление

      V_ж – объем жидкости, в которой растворяется газ

α = V_г / Р · V_н, 1/МПа

принимаем V_г = G₀ (м³/м³); V_ж = 1м³; Р = Р_пл

ЗАДАЧА 4

Величина пластового давления, его распределение по площади, динамика изменения во времени несут ценную информацию о режиме работы пласта, условиях разработки отдельных участков залежи. Но измеренное в различных частях залежи пластовое давление будет отличаться за счет разной глубины залегания пласта в сводовой и крыльевых зонах.

Для того, чтобы исключить влияние глубины залегания пласта, измеренное в скважинах давление приводят к одной плоскости, за которую обычно принимают начальное положение водонефтяного контакта (ВНК). Пластовое давление, приведенное к одной плоскости, называют приведенным пластовым давлением.

Исходные данные приведены в таблице 2

Решение:

Если пластовое давление, измеренное в трех скважинах (рис.1) Р₁, Р₂ и Р₃, то приведенное пластовое давление вычисляют по формулам:

Р_1пр = Р₁ + p_нqh₁;

Р_2пр = Р₂ + p_нqh₂;

Р_3пр = Р₃  – p_вqh₃,

где h₁, h₂,  h₃ – расстояния от середины пласта в скважинах до ВНК;

       p_н  – плотность нефти;

       p_в  – плотность воды.

Рисунок 1 -  Схема определения приведенного пластового давления

   Таблица 2

№  варианта	Рпл1, Мпа	Рпл2, Мпа	Рпл3, Мпа	h1, м	h2, м	h3, м	pн, кг/м3	PВ кг/м3
1	20	18	15	150	250	200	900	1080
2	29	26	20	30	100	40	820	1100
3	21	17	14	200	300	250	830	1070
4	23	19	16	120	210	130	840	1060
5	25	22	17	140	240	190	810	1050
6	27	24	20	50	120	60	825	1010
7	26	23	18	190	290	240	860	1090
8	28	25	19	130	220	140	855	1110
9	22	20	17	160	260	210	870	1020
10	24	22	16	20	90	30	825	1080
11	27	21	17	210	310	260	880	1100
12	30	28	26	110	200	120	800	1070
13	35	30	28	170	270	220	890	1020
14	31	26	24	40	110	50	850	1060
15	32	30	27	180	280	230	865	1020
16	36	31	29	150	240	160	910	1040
17	33	27	25	170	270	220	835	1030
18	34	29	27	60	130	70	845	1050
19	37	32	30	230	330	280	815	1060
20	38	33	31	90	180	100	900	1070

Продолжение таблицы2

21	20	18	15	150	250	200	900	1080
22	29	26	20	30	100	40	820	1100
23	21	17	14	200	300	250	830	1070
24	23	19	16	120	210	130	840	1060
25	25	22	17	140	240	190	810	1050
26	27	24	20	50	120	60	825	1010
27	26	23	18	190	290	240	860	1090
28	28	25	19	130	220	140	855	1110
29	22	20	17	160	260	210	870	1020
30	24	22	16	20	90	30	825	1080

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.    Охарактеризуйте элементарный, групповой и фракционный составы нефти.

2.    Как определяют плотность нефти? В каких пределах изменяется плотность нефтей?

3.    Что такое вязкость нефти? В каких пределах изменяется вязкость нефтей?

4.    Какие компоненты входят в состав природных газов?

5.    Какое давление называют давлением насыщения пластовой нефти?

6.    Классификация вод нефтяных и газовых месторождений.

7.    Как определяют пластовое давление и температуру?

8.    Какая необходимость пересчета пластового давления на определенный уровень?

9.    Какие специальные показатели введены для характеристики свойств нефти в пластовых условиях?

10. Какими поверхностными явлениями сопровождается движение жидкости и газов в пористых средах?

11. Охарактеризуйте виды гидродинамического несовершенства скважин.