Основы нефегазопромыслового дела


The Presentation inside:

Slide 0

Основы нефегазопромыслового дела Содержание работы по дисциплине: изучение теоретического материала, написание реферата+ИДЗ Преподаватель: Семёнов Николай Михайлович, [email protected]


Slide 1

Основные разделы дисциплины Состав и физико-химические свойства нефти, газа, углеводородного конденсата и пластовой воды Основные сведения о строении земной коры, нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях Подготовка к эксплуатации и освоение нефтяных и газовых скважин Разработка нефтяных и газовых месторождений Техника и технология добычи нефти и газа Методы увеличения продуктивности и ремонт скважин Сбор и подготовка нефти и газа на промысле Дальний транспорт нефти, газа, газового конденсата и продуктов их переработки Хранение нефти, газа, газового конденсата и продуктов их переработки


Slide 2

Тема 1. Основные сведения о нефти, газе и их месторождениях. Эту тему мы будем рассматривать на ближайших двух-трёх вебинарах. Сегодня мы познакомимся с физико-химическими свойствами нефти, газа, пластовой воды. Нефть - горючая, маслянистая жидкость, преимущественно темного цвета, представляет собой смесь различных углеводородов. В ней обычно преобладают углеводороды метанового ряда, химическая формула СnН2n+2. Метан (СН4) – один из самых лёгких углеводородных газов. В нормальных условиях углеводороды с числом атомов углерода в молекуле до четырёх (С4Н10) представляют собой газы, от пяти до шестнадцати (С16Н34) – жидкости, а выше –твёрдые вещества. В молекулах углеводородных соединений, из которых состоит нефть, может быть до 80 атомов углерода и более. В среднем в нефти содержится около 85 % углерода и 13 % водорода.


Slide 3

Нефть В пластовых условиях все углеводороды находятся обычно в жидком состоянии. Со снижением давления и температуры из нефти выделяются газы и тяжёлые углеводородные соединения, в частности, парафин. Парафин в нормальных условиях представляет собой твёрдое кристаллическое вещество. В большинстве случаев парафинистая нефть содержит от 2 до 30 % парафина, а также значительное количество асфальтосмолистых веществ.


Slide 4

Нефть По мере подъёма нефти на поверхность парафин и асфальтосмолистые вещества начинают выделяться, отлагаясь на стенках подъёмных труб, арматуры и в призабойной зоне. В качестве примесей в нефти находятся соединения, содержащие кислород, серу и азот и в небольших количествах другие элементы (хлор, йод, фосфор, калий и т.д.).


Slide 5

Состав нефти Во многих нефтяных и газовых месторождениях присутствуют сероводород (H2S) и углекислый газ (СО2).


Slide 6

Плотность нефти В зависимости от состава нефти плотность её изменяется от 760 до 960 кг/м3 при температуре 20?С. На этот параметр существенное влияние оказывают давление и температура в пластовых условиях. В связи с изменением объёма нефти под действием растворённого газа и температуры плотность её в пласте обычно ниже плотности сепарированной нефти. Известна нефть, плотность которой в пластовых условиях меньше 500 кг/м3 при плотности сепарированной нефти 800 кг/м3.


Slide 7

Плотность нефти В соответствии с существующими стандартами плотность нефти и нефтепродуктов принято определять при температуре 20?С, пользуясь понятием относительной плотности. Относительная плотность – это безразмерная величина, равная отношению плотности нефти (нефтепродукта) к плотности дистиллированной воды при температуре 4?С. Эту плотность обозначают Так как плотность дистиллированной воды при 4?С равна 1 г/см3, то относительная плотность какого-либо вещества и плотность, выраженная в г/см3, численно равны. Относительная плотность нефти, добываемой в России, находится в пределах 0,76 – 0,96.


Slide 8

Динамическая вязкость Вязкость – свойство жидкости или газа оказывать сопротивление перемещению одних её частиц относительно других. Для характеристики этих сил используется коэффициент внутреннего трения, который называется коэффициентом динамической вязкости ?. За единицу динамической вязкости принят паскаль-секунда (Па•с), т.е. вязкость такой жидкости, в которой на 1м2 поверхности слоя действует сила, равная 1 Н, если скорость между слоями на расстоянии 1 см изменяется на 1 см/с. Жидкость с вязкостью 1 Па•с относится к числу высоковязких.


Slide 9

Вязкость В нефтяном деле для удобства принято пользоваться единицей вязкости в 1000 раз меньше – миллипаскаль-секунда (мПа•с). Так, пресная вода при температуре 20?С имеет вязкость 1 мПа•с, а нефть – от 1 до 10 мПа•с. Встречается нефть с вязкостью менее 1 и несколько тысяч мПа•с.


Slide 10

Кинематическая вязкость Вязкость жидкости характеризуется также коэффициентом кинематической вязкости, т.е. отношением динамической вязкости к плотности жидкости. За единицу в этом случае принят квадратный метр в секунду (м2/с).


Slide 11

Коэффициент сжимаемости Способность нефти изменять свой объём при изменении внешнего давления количественно характеризуется коэффициентом сжимаемости, или коэффициентом объёмного упругого расширения. Этот коэффициент равен отношению изменения объёма нефти к её первоначальному объёму при изменении давления на 1 Па или 1 МПа: где – изменение внешнего давления. Для нефти, добываемой в России, коэффициент сжимаемости изменяется от 0,7•10-3 до 14•10-3 МПа-1.


Slide 12

Объёмный коэффициент нефти При обработке данных исследования скважин, а также подсчётах запасов нефти бывает необходимо знать, во сколько раз изменяется объём нефти при извлечении её на поверхность. Для этого обычно пользуются объёмным коэффициентом нефти b, характеризующим отношение объёма нефти в пластовых условиях Vпл к объёму, который она занимает на поверхности Vпов после дегазации (сепарации): b = Vпл/Vпов.


Slide 13

Факторы, влияющие на объём На изменение объёма нефти при извлечении её на поверхность влияют следующие факторы: – изменение давления, – изменение температуры, – выделение из нефти газа, который в пластовых условиях был в ней растворён. Для нефти, добываемой в России, объёмный коэффициент изменяется в пределах от 1,0 до 2,0.


Slide 14

Газовый фактор Важной характеристикой нефти в пластовых условиях является газовый фактор – количество газа, приведённое к атмосферному давлению, содержащееся в 1 м3 или 1 т нефти. Для нефтяных месторождений нашей страны газовый фактор изменяется от 20 до 1000 м3/т (в среднем он составляет 100 м3/т). Этот параметр обычно определяется по пробам пластовой нефти путём её дегазации при нормальной температуре.


Slide 15

Давление насыщения С повышением давления газ растворяется в нефти. Согласно закону Генри, растворимость газа в жидкости при данной температуре прямо пропорциональна давлению. Давление, при котором газ находится в термодинамическом равновесии с нефтью, называется давлением насыщения. Если давление ниже давления насыщения, из нефти начинает выделяться растворённый в ней газ.


Slide 16

Свойства пластовой воды В пластовых водах, как правило, растворено значительное количество различных веществ. Среди них чаще всего встречаются растворимые соли соляной, серной, угольной, сероводородной, азотной и борной кислоты. Некоторые воды содержат значительное количество йода и брома и используются как сырьё для получения этих ценных элементов.


Slide 17

Плотность пластовой воды Плотность пластовых вод всегда больше единицы и в ряде случаев достигает 1,3 г/см3 и более и прямо связана с их минерализацией. Коэффициент сжимаемости пластовых вод изменяется в зависимости от температуры, давления и содержания в них растворённого газа. Для дегазированных пластовых вод на основных месторождениях России коэффициент сжимаемости изменяется от 3•10-4 до 5 10-4 МПа-1. Сжимаемость пластовой воды возрастает с увеличением в ней содержания растворённого газа.


Slide 18

Свойства воды Пластовая вода, как и нефть, при извлечении на поверхность изменяет свой объём. Объёмный коэффициент пластовой воды колеблется в пределах от 1 до 1,05. Вязкость пластовой воды существенно зависит от температуры (с повышением температуры она уменьшается) и её минерализации (чем выше минерализация, тем больше вязкость).


Slide 19

Свойства углеводородных газов. Газ, добываемый из газовых месторождений или попутно с нефтью, состоит из смеси лёгких углеводородов (главным образом метана), паров бензина, примесей азота, углекислоты, окиси углерода, сероводорода.


Slide 20

Плотность газа Плотность газов существенно зависит от давления и температуры. Она может измеряться в абсолютных (например, г/см3, кг/м3) и относительных единицах. При давлении около 0,1 МПа и температуре 0?С плотность газов от 0,0007 до 0,0015 г/см3 (в зависимости от содержания в газе лёгких и тяжёлых углеводородов).


Slide 21

Относительная плотность газа Относительной плотностью газа называют отношение плотности газа при атмосферном давлении (0,1 МПа) и стандартной температуре (обычно 0?С) к плотности воздуха при тех же значениях давления и температуры. Для углеводородных газов относительная плотность по воздуху изменяется в пределах 0,6 – 1,1.


Slide 22

Растворимость реальных газов Растворимость реальных газов (в том числе и нефтяных) в жидкости при неизменной температуре определяют по формуле s = ?•pb, где s – объём газа, растворённого в единице объёма жидкости, приведённый к стандартным условиям; ? – коэффициент растворимости газа в жидкости, характеризующий объём газа (приведенный к стандартным условиям), растворяемый в единице объёма жидкости при увеличении давления на 1 МПа; p – давление газа над жидкостью; b – показатель, характеризующий степень отклонения растворимости реального газа от идеального.


Slide 23

Растворимость реальных газов Значения ? и b зависят от состава газа и жидкости. Например, для некоторых условий показатель b изменяется в пределах 0,80 – 0,95. Коэффициент растворимости ? для нефти и газов основных месторождений России изменяется в пределах 5 –11 м3/м3 на 1 МПа.


Slide 24

Вязкость нефтяного газа На многих месторождениях природный газ первоначально существует в растворённом состоянии (в нефти) и выделяется только при снижении давления. Вязкость нефтяного газа при давлении 0,1 МПа и температуре 0?С обычно не превышает 0,01 мПа•с. С повышением давления и температуры она значительно увеличивается. Однако при давлении 3 МПа увеличение температуры вызывает понижение вязкости газа, причём газы, содержащие более тяжёлые углеводороды, имеют, как правило, большую вязкость.


Slide 25

Основные законы газового состояния Состояние газа характеризуется давлением, температурой и объёмом. Для идеальных газов соотношение между этими параметрами определяется основными законами газового состояния.


Slide 26

Закон Бойля-Мариотта для данной массы газа при изотермическом сжатии (постоянной температуре) произведение объёма на давление остаётся неизменным: pV = p0V0, где p, V – соответственно давление и объём газа при данном состоянии; p0, V0 – соответственно давление и объём газа при начальном состоянии (до сжатия).


Slide 27

Закон Гей-Люссака При постоянном давлении изменение объёма данной массы газа прямо пропорционально изменению его температуры: ?V=?V V0(t-t0), где ?V – температурный коэффициент расширения газа; V0, t0 – соответственно объём и температура газа при начальном состоянии (до нагрева). Объём газа Vt при изменении температуры от t0 до t можно определить по формуле Vt = [1+?V (t-t0)] V0.


Slide 28

Закон Шарля отражает зависимость давления данной массы газа от температуры: ?p=?Pp0(t-t0), где ?p – изменение давления газа в замкнутом объёме (V=const), вызванное изменением температуры на t-t0; ?P – термический коэффициент давления. Давление газа при изменении его температуры можно определить по формуле pt = p0[1+?P(t-t0)]. Для всех газов приближённо выполняется равенство ?V = ?P = 1/273.


Slide 29

Закон Клапейрона Состояние идеальных газов описывается законом Клапейрона, обобщающим законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля: pV/T = p0V0/T0 = R?, где T, T0 – соответственно текущая и начальная абсолютная температура газа; R? – газовая постоянная для данной массы газа.


Slide 30

Коэффициент сверхсжимаемости газа При сравнительно невысоких давлениях реальные природные газы подчиняются основным законам. Однако при высоких давлениях происходят заметные отклонения от этих законов, которые в практических расчётах следует учитывать. Поэтому для реальных газов в формулу Клапейрона вводится поправочный коэффициент z, называемый коэффициентом сверхсжимаемости газа. Тогда формула имеет вид pV = zR?T


×

HTML:





Ссылка: