Урок по выполнению практической работы

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 6

 РАСЧЕТ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОЦЕССА ВНУТРИПЛАСТОВОГО ГОРЕНИЯ

Студент должен

              знать:

·      существующие методы увеличения нефтеотдачи и газоотдачи пластов, их

                              технологии;

·      основные критерии применимости методов увеличения нефтеотдачи

                           и газоотдачи пластов для условий разработки месторождений.

      уметь:

·      производить расчет промышленного процесса внутрипластового горения

·      производить  расчет промышленного процесса тепловой обработки пласта.

       Внутрипластовое горение – это способ повышения коэффициента  нефтеотдачи залежей нефтей высокой вязкости, более 30 мПа·с. При его использовании на поверхности каналов вмещающей породы должен образовываться твердый коксообразный осадок. В результате сжигания кокса в потоке нагнетаемого воздуха создается необходимая температура. Эффективность внутрипластового горения зависит от ряда параметров, связанных как с физико-химическими свойствами самой нефти, так и с коллекторскими свойствами пласта, глубиной его залегания.

Наиболее часто используется для осуществления внутрипластового горения пятиточечная схема расположения скважин с центральной нагнетательной скважиной.

Прежде чем приступить к расчетам, необходимо изучить тему 7 « Поддержание пластового давления и методы увеличения нефтеотдачи пластов».

Исходные данные приведены в таблице 12

Теплота сгорания:  - нефти Q_н  = 10000 ккал/кг;

                                 -  газообразных продуктов Q_г = 300 ккал/м³

                                 - пористость пласта по модели  m' = 40%

1  Определяем удельное количество коксового остатка.

,  кг/м³,

 где  - расход топлива (коксового остатка на 1 м³),  кг;

        m – пористость в природных условиях,  %;

        - пористость пласта по модели, %,  = 40%;

Таблица 12

Номера вариантов	Наименование исходных данных
	Эффективная  мощность пласта h, м	Пластовая температура t, оС	Плотность пластовой нефти  pн, кг/м3	Плотность воды  pв, кг/м3	Расстояние от нагнет. до добыв.,  lн, м	Давление на забое в добыв. скв., Рд кг/м3	Радиус нагнет. скв. rс, мм	Количество коксового остатка  qко, кг/м3	Расход воздуха (окислителя) Vокс, м3/кг	Пористость породы  m, %	Нефтенасыщеность породы Sн, %	Водонасыщенность породы Sв, %	Проницаемость для окислителя Кэ, мД	Количество реакционной воды q'в, кг/м3	Вязкость окислителя  µок, спз
1	7	22	940	1010	150	8	73	20	12	30	72	23	150	25	0,016
2	7,5	22	945	1015	200	8,5	73	19	12,5	20	68	23	145	26	0,017
3	8	23	950	1020	250	9	84	21	13	25	74	32	155	22	0,018
4	6,5	23	955	1005	255	9,5	73	28	13,5	22	74	26	160	21	0,015
5	8,5	24	930	1015	260	10	84	19	14	23	73	23	165	23	0,016
6	6,6	24	935	1020	265	8,6	73	20	14,4	24	75	26	170	27	0,017
7	6,7	25	920	1015	270	8,7	84	21	12	21	72	24	151	24	0,018
8	6,8	25	925	1005	275	8,8	84	20	12,5	21	73	26	152	25	0,015
9	6,9	26	930	1010	280	8,9	73	19	13	19	74	25	153	26	0,016
10	7,2	26	935	1015	285	9,1	73	19	13,5	19	75	21	156	22	0,018
11	7,6	27	940	1005	290	9,2	84	18	14	18	76	23	159	21	0,017
12	7,8	27	945	1010	295	9,3	73	18	14,5	18	77	21	162	25	0,016
13	8,2	27	950	1015	300	8	84	17	15	17	70	22	164	23	0,018
14	8,4	27	955	1020	305	8,1	73	17	11,5	17	75	29	166	22	0,019
15	8,6	28	960	1005	310	8,2	84	20	12	20	73	24	168	24	0,022
16	8,8	26	920	1015	320	8,3	73	20	12,5	21	72	26	170	26	0,020
17	7,2	25	930	1020	330	8,4	84	21	13	22	71	15	165	25	0,022
18	6,5	25	955	1005	340	8,5	84	21	13,5	23	78	23	169	23	0,021
19	8,7	26	910	1005	350	8,6	73	23	11,5	24	77	27	161	24	0,022
20	7,5	28	915	1010	360	8,8	73	24	12,5	25	75	25	163	28	0,023
21	8,5	24	930	1015	260	10	84	19	14	23	73	23	165	23	0,016
22	6,6	24	935	1020	265	8,6	73	20	14,4	24	75	26	170	27	0,017
23	6,7	25	920	1015	270	8,7	84	21	12	21	72	24	151	24	0,018
24	6,8	25	925	1005	275	8,8	84	20	12,5	21	73	26	152	25	0,015
25	6,9	26	930	1010	280	8,9	73	19	13	19	74	25	153	26	0,016
26	7,2	26	935	1015	285	9,1	73	19	13,5	19	75	21	156	22	0,018
27	7,6	27	940	1005	290	9,2	84	18	14	18	76	23	159	21	0,017
28	7,8	27	945	1010	295	9,3	73	18	14,5	18	77	21	162	25	0,016
29	8,2	27	950	1015	300	8	84	17	15	17	70	22	164	23	0,018
30	8,4	27	955	1020	305	8,1	73	17	11,5	17	75	29	166	22	0,019

Решение:

2  Определяем объем окислителя (воздуха) требующегося для выработки (выжигания).

V_ок = q_ко· V_окс, м³/м³.

где V_ост – удельный расход окислителя на 1 кг,  м³;

3  Определяем минимальная плотность потока окислителя.

, м³/м²·сут.

где  - минимальная скорость перемещения очага горения  = 0,0375 м/сут.

4  Определяем суммарный объем требующего окислителя для выработки одного пяти точечного элемента пласта.

U = 2· V_окс·l²·h·A_v , м³

где l – расстояние между нагнетательными и эксплуатационными скважинами,  м;

      h – мощность пласта,  м;

     A_v – объемный коэффициент охвата пласта очагом горения в определенной

             зависимости с безмерным параметром формы фронта горения и определяется

             по   таблице.

Таблица  – Значение коэффициентов i_q и A_v.

Iq	3,39	4,77	6,06
Av	0,50	0,55	0,575	0,626

Так как форма фронта горения бесконечна, тогда принимаем объемный коэффициент равный 0,626.

5 Определяем предельный максимальный расход окислителя. Так как для обеспечения коэффициента охвата 0,626 требуется теоретически бесконечно большой расход окислителя, мы принимаем значение i_q = 6,06,  которому соответствует коэффициент охвата пласта по объему A_v = 0,575.

,  м³/сут

6  Определяем продолжительность первого периода разработки, при котором объем окислителя достигает значение предельного максимального значения.

 , сут

где - максимальная скорость перемещения фронта горения. Принимается = 0,15 м/сут.

7  Определяем количество окислителя израсходованного за этот период.

,  м³

8  Определяем количество окислителя израсходованного в основной (период)

u₂ = u – 2·u₁, м³

9  Определяем продолжительность основного периода разработки участка.

 , сут

10  Определяем общую продолжительность разработки всего участка.

T = 2·t₁ + t₂,  сут

Расчет давления на устье нагнетательной скважины.

1  Определить абсолютное давление на устье нагнетательной скважины.

 МПа

где Р_а – абсолютное давление на забое эксплуатационной скважины,  кг/см²;

      - вязкость окислителя при пластовой температуре, спз;

      к_э – эффективная проницаемость для окислителя (воздуха),  мД;

       r_c – радиус эксплуатационных и нагнетательных скважин, мм.

2  Определяем количество извлекаемой нефти. Определяем коэффициент нефтеотдачи для этого необходимо знать количество коксового остатка S_о и углеводородного газа S_tx в долях порового объема.

где  - плотность нефти в пластовых условиях,  кг/м³.

где Q_г – теплота сгорания газообразных продуктов,  ккал/кг;

      Q_н – теплота сгорания нефти,  ккал/кг.

3  Определяем коэффициент нефтеотдачи.

где S_н – нефтенасыщеность пласта, уд.ед

        η^´_н – коэффициент нефтеотдачи из участков, не охваченных фронтом горения. Принимаем η´_н = 0,4

4  Определяем количество извлекаемой нефти.

V_н = S·h·m·S_н·, м³

где S – площадь участка

S = 2·l²,  м²

5  Определяем удельное количество образующейся реакционной воды.

,  кг/м³

где  - количество образующейся реакционной воды на 1 м³ ,  кг/м³.

6  Определяем суммарное количество получаемой воды.

, м³

где S_в – водонасыщенность, уд.ед.

7  Определяем    дебит нефти во втором периоде разработки.

 ,  м³/сут.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1  Какие  существуют тепловые методы повышения нефтеотдачи пластов?

2  Какие образуются зоны при вытеснении нефти паром?

3  Сущность процесса внутрипластового горения.

4  В чем заключается технология процесса внутрипластового горения?

5  Принципиальная схема внутрипластового горения.

6  Сущность процесса влажного внутрипластового горения.