Catalin-Proiect

UNIVERSITATEA PETROL GAZE PLOIETI

PROIECTAREA ZCMINTELOR DE HIDROCARBURI FLUIDE

Student: Lipovanu Andrei-Catalin Grupa: 5 Anul: IV- 2015 -PloietiCuprins

INTRODUCERE: Tema proiectului.

CAP.1.:1.1.ntocmirea hrii structurale a zcmntului;1.2.Fixarea limitei iniiale a contactului ap-iei;1.3.Realizarea seciunilor geologice;1.4.Determinarea grosimii de strat efectiv saturat cu fluide1.5.Calculul volumului brut al colectorului.

CAP.2.:2.1.Calculul mrimilor medii ale parametrilor fizici ai colectorului; 2.2.Calculul volumului de pori al rezervorului;2.3.Proprietile mediului fluid;2.4.Proprietile apelor de zcmnt;2.5.Proprietile gazelor n condiii de zcmnt;2.6.Permeabilitatile relative i variaia lor cu saturaia.CAP.3.:Amplasarea sondelor

Anexe:Anexa nr.1 Harta cu forma i dimensiunile zcmntului, Scara 1:5000;Anexele nr.2, 3 Diagrafiile geofizice ale sondelor studiate; Anexea nr.4- Diagrama pVT.

Tema de proiect

Se consider un zcmnt de iei de forma i dimensiunile indicate n figura1. n perioada exploatrii de prob au fost spate sondele menionate n figura 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 fizic asupra carotelor extrase din roca colectoare indic parametrii menionai 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 iei i gaze a zcmntului.Studiul mediului fluid indic parametrii urmtori:A proprietile sistemului de hidrocarburi fluide n condiii de zcmnt care sunt redate n diagrama din figura 4;B proprietile 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.

INTRODUCERE

Petrolul,in pofida unor previziuni,a ramas principala sursa de energie si cea mai importanta sursa de materii prime pentru industria petrochimica si va ramane,probabil,o perioada insemnata de timp si de acum incolo.Or,se stie,resursele de petrol ale Terrei nu sunt inepuizabile.Descoperirea de noi zacaminte petrolifere nu va putea compensa multa vreme ritmul epuizarii resurselor cunoscute in prezent.De altfel,in Romania,Productia de hidrocarburi fluide este de cativa ani buni in declin.Pe de alta parte,factorii de extractie realizati astazi in Romania si chiar pe plan mondial,au valori destul de modeste in special in cazul zacamintelor exploatate pe baza energiei proprii,dar si in cazul zacamintelor la care se aplica diverse tehnologii de completare a energiei de zacamant.Cauzele sunt atat de natura obiectiva,legate de conditiile de zacamant,cat mai ales de natura subiectiva asociata de variantele de exploatare si tehnologiile de lucru adoptate.Se poate spera,totusi,intr-un reviriment al productiei de hidrocarburi in Romania,dar numai in cazul implicarii mai active a ingineriei de zacamant.Aceasta inseamna intocmirea unor proiecte de exploatare care sa indice varianta optima de exploatare pentru fiecare zacamant in parte.In cazul zacamintelor noi nu trebuie inceputa exploatarea industriala pana ce nu se determina fixarea regimului de exploatare.Daca conditiile de zacamant o impun,este preferabil sa se faca completarea energiei de zacamant inca din faza primara a exploatarii si sa se evite,pe cat posibil,intrarea in domeniul eterogen al curgerii hidrocarburilor in mediul poros.In ce priveste zacamintele aflate in fazele secundara sau tertiara a exploatarii,zacaminte epuizate din punct de vedere energetic,dar care mai contin un procent insemnat de hidrocarburi,se ridica problema alegerii celor mai potrivite metode,conventionale sau neconventionale,in vederea maririi factorului final de recuperare.Eficienta exploatarii zacamintelor de hidrocarburi fluide este influentata,nu in mica masura,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 sa priveasca activitatea proprie prin prisma corelatiei acestia cu celelalte activitati complementare pe care le desfasoara colegii sai.Prezenta lucrare este elaborata in conformitate cu programa analitica de la Facultatea de Ingineria Petrolului si a Gazelor din cadrul universitatii PETROL-GAZE din Ploiesti.

CAP.1. MODELUL GEOMETRIC AL ZACAMNTULUI

Zacamantul de hidrocarburi fluide este un sistem fizico-chimic alcatuit dintr-un mediu solid pros-permeabil si un mediu fluid format din sistemele de hidrocarburi si apele de zacamant. Un zacamant de hidrocarburi fluide ocupa un volum bine determinat in scoarta terestra. El este delimitat in acoperis si culcus de strate impermeabile, iar lateral de accidente tectonice si/sau litologice.In general, zacamintele de hidrocarburi fluide sunt alcatuite din doua zone distincte: o zona saturata cu hidrocarburi, numita zona productiva si o zona saturata 100% cu apaacviferul adiacent, care poate lipsi in anumite cazuri.In vederea exploatarii, un zacamant trebuie delimitat atat in suprafata (in plan orizontal), cat si grosimea stratului. De asemenea, trebuie facuta o delimitare exacta a celor doua zone zona productiva si acviferul adiacent. Dupa forma zacamantului si tipul capcanei, zacamintele pot fi: zacaminte stratiforme, masive, delimitate litologic, combinate si subtile.Indiferent de tipul capcanei, in proiectarea exploatarii se opereaza cu doua forme geometrice de baza: zacaminte in forma de banda liniara, care admit o simetrie liniara

zacaminte de forma circulara , care admit o simetrie radialaIn natura, nu intotdeauna zacamintele se incadreaza perfect in una din cele doua forme geometrice de baza mentionate. In aceasta situatie se va aproxima forma reala a zacamantului la una din cele doua forme geometrice de baza specificate mai sus, obtinandu-se astfel modelul de zacamant.

1.1.HARTA STRUCTURALA (CU IZOBATE) A ZACAMANTULUI

Harta structurala(cu izobate), reprezinta proiectia in plan orizontal a punctelor de intersectie intre diverse plane izobatice si un plan reper. Ca plan reper se va lua intrarea in stratul productiv.Harta structurala poate fi construita pe baza sectiunilor geologice sau prin metoda triadelor. In acest caz s-a adoptat metoda triadelor. Aceasta presupune alegerea stratului reper, intrarea in stratul productiv, intrari ce se determina pe baza diagrafiilor geofizice ale sondelor. Adancimile reperului, citite pe diagrafii, sunt in cote absolute care vor fi raportate la un reper unic, adica nivelul marii. Astfel,din aceste cote absolute se va scadea elevatia sondelor si se obtin cotele izobatice.Cotele determinate pe diagrafii nu coincid intotdeauna perfect cu cele reale din sonde, abaterea fiind in functie de tipul dispozitivului utilizat, de grosimea stratului poros, de marimea rezistivitatii. Pentru fiecare situatie in parte se utilizeaza relatii analitice care permit efectuarea corectiilor necesare. In acest caz se vor ignora aceste decalaje.Metoda de lucru: se alege ca reper, intrarea in stratul productiv; se trec pe harta cotele izobatice ale reperului, citite din diagrafii(anexele nr.2,3) pentru fiecare sonda in parte; se unesc punctele cate trei; se cauta punctele cu valori egale pentru aceste drepte (interpolare).Datele obtinute se trec in tabelul 1.

SONDANr.COTE REALE(m)ELEVAIA(m)COTE IZOBATE(m)

HaHcHt/ahHa*Hc*Ht/a*

60515471602-5533212151270-

641154416781606134300124413781306

65615071545-4230712001238-

67614961589154493232126413471312

Sonda 605

Sonda 641

Sonda 656

Sonda 676

Unde:Ha - cotele in acoperis absolute masurate pe diagrafii;Ha* - cotele in acoperis izobatice;Hc - cotele in culcus absolute masurate pe diagrafii;Hc* - cotele in culcus izobatice;Ht/a - cotele limita titei/apa absolute masurate pe diagrafii;Ht/a* - cotele limita titei/apa izobatice;E- elevatiile sondelor respective;Dupa determinarea acestor valori s-au facut interpolarile din care a rezultat harta cu izobate a zacamantului(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 structura 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 n zcmnt.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 = 1309 m

1.3 ntocmirea seciunilor geologice

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 plus aceasta evideniaz limitele hidrocarburi/ap i/sau iei/gaze. n cazul de fa sectiunile 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 trebuie 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 standard (PS) ct i dup cea de rezistivitate (), apoi se face media.

Pentru sonda 605:Strathefef(m)

P.S.

a1137

b544.5

c544.5

16


P.S.

a12-12

b18-18

c14.5-14.5

45


P.S.

a343.5

b5-5

c544.5

13


P.S.

a241821

b2025-25

46

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

1.5. Calculul ariei zonei productiveAria zonei productive se determina masurand pe harta cu izobate aria trapezului cuprins intre faliile F1, F2, F3 si limita titei/apa de calcul.Pentru determinarea ariilor s-au impartit zonele respective in triunghiuri, iar ariile s-au calculat cu urmatoarea formula:

A =

Unde:b - baza triunghiurilor;h - inaltimea triunghiurilor,citite pe harta.

Tinand cont de scara hartii cu izobate rezulta aria zonei productive.

Sonda 605A605= AI605+AII605 = 264 100 m2AI766 = =167 200 m2AII766==96 900 m2

Sonda 641A641 = AI641 + AII641 = 168 150 m2AI641 = =64 900 m2AII641 = =103 250 m2

Sonda 656A656 = AI656 + AII656 = 142 800 m2AI656 = =78 837.5 m2AII656 = =63 962.5 m2

Sonda 676A676 = AI676+AII676 = 260 400 m2AI676 == 117 600 m2AII676 == 142 800 m2

Aria zonei productive :Ap=A605+A641+A656+A676Ap=264100 + 168150 + 142800 + 260400 = 835 450 m2 = 83.545 ha

CAP.2. PROPRIETILE MEDIULUI POROS

2.1. CALCULUL MARIMILOR MEDII ALE PARAMETRILOR FIZICI CARACTERISTICI COLECTORULUI

Pentru determinarea mrimilor medii a parametrilor fizici ai colectorului (porozitate, permeabilitate, saturaie n ap ireductibil, coeficient de compresibilitate al rocii), se vor folosi datele din carote din Tabelul1. Pe baza diagrafiilor geofizice (anexele nr.2,3) se pozitioneaza carotele pe sectiunile geologice.Se calculeaza o marime medie ponderata cu grosimea pachetului.Daca intr-un pachet avem mai multe carote,se face media aritmetica a valorilor parametrului fizic respectiv.Valoarea medie pe zacamant se calculeaza ca medie aritmetica.Modelul de lucru este valabil atat pentru determinarea porozitatii cat si a permeabilitatii si a saturaiei n ap ireductibil.

Sonda 605StratPorozitatemPermeabilitatekSaturatieSai

paralelaperpendiculara

A22.45725533.523

B25.198067520

C25.198067520



A2384351119.95

B13.187.158.925.2

C13.187.128.925.2



A22.368857823.2

B22.368857823.2

C2172645020.8



A22.2872.5736.520.15

B22.2872.5736.520.15

2.1.1. POROZITATEA - mPorozitatea este proprietatea rocii de a prezenta spatii libere numite pori sau fisuri. Acest parametru masoara capacitatea rocii de a inmagazina fluide. In problemele de proiectare se opereaza cu doua tipuri de porozitati: porozitate efectiva(m), definita ca raportul dintre volumul de pori (Vp) si volumul brut al sistemului roca-pori (Vb); o porozitate dinamica(md), utilizata in problemele de dislocuire a titeiului de catre alt fluid. Aceasta se poate defini ca produsul dintre porozitatea efectiva si un coeficient al utilizarii spatiului de pori, care ia in considerare faptul ca in conditii reale de zacamant, agentul de dislocuire nu spala complet titeiul din spatiul poros.Cunoasterea porozitatii efective este necesara in calculele de evaluare a resurselor de hidrocarburi, la stabilirea capacitatii energetice a zacamantului, la alegerea metodei de intensificare sau imbunatatire a recuperarii. Porozitatea se poate determina prin metode fizice(masuratori pe carote) si prin metode geofizice(din curbele de rezistivitate).

Porozitatea medie pe sonda:

unde: porozitatea medie msurat din carote;hi grosimea pachetului de roc.

mmed605=0.2394=23.94%

mmed641==15.76%

mmed656==21.7%

mmed676==22.2%

Porozitatea medie pe zcmnt:

unde: porozitatea medie pe sonda;Ai aria suprafeei din jurul sondei.

2.1.2 PERMEABILITATEA K

Permeabilitatea poate fi definit, 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: absolut, efectiv i relativ. Permeabilitatea absoluta a unui colector reprezinta permeabilitatea masurata faa de o faz, cand porii rocii sunt saturai numai cu fluidul respectiv.Permeabilitatea efectiva este permeabilitatea msurat fa de o faz, cnd n porii rocii sunt prezente dou sau mai multe faze.Permeabilitatea relativa se exprima ca raport intre permeabilitatea efectiva si cea absoluta, pentru acelasi zacamant.Se poate vorbi,deasemenea,de o permeabilitate relativa fata de apa si o permeabilitate relativa fata de gaze.Ca i n cazul porozitii determinarea se va face n cazul de fa pe baza determinrilor din carote.

Permeabilitatea medie paralela pe sonda

unde:kIIs-permeabilitatea medie paralela pe sonda;hi-grosimea pachetului de roca.

= 290.9 mD

Permeabilitatea medie pe sond

Permeabilitatea perpendicular medie pe sond

kmed605=kmed641=

kmed656=

kmed676=

Permeabilitatea medie pe sond

kmed 605 =

kmed 641 =

kmed 656 =

kmed 676 =

Permeabilitatea medie pe zcmnt

kmed zc =

2.1.3. SATURAIA N AP IREDUCTIBIL sai

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 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 evaluarea resurselor i a rezervelor de hidrocarburi i la prevederea comportrii zcmintelor n exploatare. Determinarea se poate face cu ajutorul metodelor fizice, geofizice sau prin calcule.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 porozitaii.

Saturaia medie n ap ireductibil pe sond este:=unde (sai) saturaia medie n ap ireductibil, pe pachetul cu grosimea medie .

Sai med 605 = =21.3%

Sai med 641 = =23.4%

Sai med 656 = =22.1%

Sai med 676 = =20.15%

Saturaia medie pe zcmnt este:

=21.5%

2.1.4 COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL ROCII - r

Coeficientul de compresibilitatea 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 compresibiltate este definit ca raport al variaiei volumului cu presiunea i volumul nsui, i anume:

, Se opereaz, n mod uzual, cu un coeficient de compresibilitate al rocii i cu un coeficient de compresibilitate al porilor. ntre cei doi exist o legtur:

.

Pentru cazul de fa, cnd avem numai roci plastice coeficientul de compresibilitate va fi: , unde: se citete din diagram

2.1.5 CALCULUL VOLUMULUI BRUT AL REZERVORULUI

Volumul brut reprezinta volumul total al zacamantului de hidocarburi, delimitat in culcus si in acoperis de stratele impremeabile, iar lateral de faliile F1 F3(anexa1). Pentru determinarea acestui volum se foloseste relatia:

Vb= Aphmed

unde:Vb - volulul brut al zacamantului;Ap - aria productiva;hmed - grosimea medie efectiva a stratului in zona productiva, ce se poate calcula cu relatia:

hmed==

hmed= =30.67 =31 m

Vb= = 25 898 950 m3

2.1.6 CALCULUL VOLUMULUI DE PORI AL REZERVORULUI

Roca colectoare are proprietatea de a prezenta pori i fisuri. Determinarea volumului de pori al rocii rezervorului este absolut necesar pentru evaluarea, n continuare a resursei geologice de gaze. Pentru determinarea acestui volum:

unde Vp volumul brut al zonei productivmmed zc porozitatea medie in zona productiv m3

2.1.7 CALCULUL REZERVEI DE TITEI

N=Aphzmmedz(1-Sai) unde: Ap aria productivahz grosimea medie a zacamantuluimmedz porozitatea medie pe zacamantSai saturatia in apa ireductibila pe zacamantbt0 factorul de volum al titeiului la presiune initiala(se citeste din diagrama)

N=835450310.2136(1-0.34) N=3 656 143.58 m3

2.1.7 CALCULUL REZERVEI DE GAZE

M=Nr0 r0=86 Nm3/m3M=314 428 347.9 Nm3

CAP.3. PROPRIEILE MEDIULUI FLUID

3.1 PROPRIETILE IEIURILOR3.1.1 SOLUBILITATEA GAZELOR N IEI RAIA DE SOLUIE rs

Raia de soluie se definete ca fiind cantitatea de gaze in m3 N/m3, dizolvat ntru-un m3 de iei, n condiii de zcmnt.Se citete din diagrama din anexa 4.

3.1.2 FACTORUL DE VOLUM AL IEIULUI bt

Factorul de volum monofazic al ieiului bt se definete ca fiind raportul dintre volumul ocupat de o anumit cantitate de iei n condiii de zcmnt i volumul ocupat de aceeai cantitate de iei n condiii standard.Factorul de volum al ieiului este adimensional, supraunitar, valoarea lui depinznd de mrimea raiei de soluie, n sensul c un iei cu raia de soluie mare va avea i un factor de volum mare.Din diagrama din anexa 4 se citesc:bts- factorul de volum al ieiului la presiunea de saturaie psbto- factorul de volum la presiune iniial, p0

3.1.3 VSCOZITATEA DINAMIC A IEIULUI

Vscozitatea dinamica scade cu creterea temperaturii. ntre p0 i ps vascozitatea ieiului se reduce cu scderea presiunii ca pentru orice lichid. Sub presiunea de saturaie, vscozitatea crete cu reducerea presiuni, fenomen datorat ieirii gazelor din soluie.Se citete din diagrama din anexa 4.Aceti parametrii se citesc din diagrama din anexa 4 in funcie de temperatura de zcmnt.

TEMPERATURA DE ZCMNTTz=(Ht/a+Emed) gradT + Tma undeEmed- elevatia mediegradT=0,03/mTma= 10 temperatura mediului ambiant

Tz=(1309+292.75) 0,03 + 10 = 58.05

Tz=58.05

pbtrs

bar--cP

p0=254.191.196842,66

psat=218.71,20883.32,5

pab=20 1,05710.664,4

3.1.4 COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL TITEIULUI-t

Elasticitatea se exprima numeric prin intermediul coeficientului de compresibilitate al titeiului, t..Coeficientul de compresibilitate al titeiului se calculeaza cu realatia:

In diagrama de variatie avem doua domenii in care factorul de volum al titeiului, ratia de solutie si vascozitatea variaza dupa legi diferite si anume:a) intre presiunea initiala si cea de saturatieb) intre presiunea de saturatie si cea de abandonarePab=20 barp0=254.2 barpsat=218.7 bar

CAZUL 1 p=psatp0 rs=constant.a) Pentru determinarea legii de variatie a factorului de volum brut:bt.0=1.196 bt.sat=1.208

bt=1.281-3.38*10-4 p

b) Pentru determinarea legii de variatie a vscozitii:t.0=26.6 cPt.sat=25.3 cP

t=17.4+3.6*10-2 p

CAZUL 2 p=pabpsat

a) Pentru determinarea legii de variatie a factorului de volum brutbt.ab=1.057 bt.sat=1.208

bt=1.0562+7.59*10-4 p

b) Pentru determinarea legii de variatie a vascozitatii:t.ab=44 cPt.sat=25.33 cP

t=45.87-9.3*10-2 pc) Pentru determinarea legii de variatie a ratiei de solutie:rsab= 10.66 mN/mrssat=83.3 mN/m

rs= + 10.66rs=3.34+0.36p mN/m

3.2. PROPRIETILE APELOR DE ZCMNT3.2.1 SOLUBILITATEA GAZELOR N APA DE ZCMNT - G

Solubilitatea gazelor in apa de zcmnt este mult mai redusa decat in iei, dar nu este de neglijat. Solubilitatea gazelor in ap mineralizat de zcmnt se calculeaza cu relaia:

Unde:G- este solubilitatea gazelor (raia de soluie) in ap distilata, in mn/m, pentru a care determinare se poate utiliza diagrama din figura 3.1;X- mineralizaia (salinitatea) apei , in meq/l, determinate prin analize de laborator;Y- corecia salinitii cu temperatura, pentru care se poate folosi diagrama din figura 3.2G=2.91 mN/mXS.641=1394.26+128.96+35.27+1539+9.49+10 = 3116.98 mg.ech/lXS.676=2194.03+225.05+120.51+2537.25+0.64+1.7=5079.18 mg.ech/lX=4098.08 mg.ech/l Y=0.055

GSmed = = 2.84 m3N/m3Fig. 3.1 Solubilitatea gazelor n funcie de temperatur i presiune

Figura 3.2.Corecia salinitii cu temperatura.

3.2.2 VSCOZITATEA DINAMICA A APEI DE ZCMNT -aVscozitatea dinamica a apei de zcmnt este un parametru sensibil in special, la variaia structurii. Ea scade cu creterea temperaturii i crete cu creterea concentraiei in sruri.Pentru determinarea vscozitii dinamice a apei de zcmnt vom determina:

SALINITATEA PE SONDA

Y=yi (mg/l) cantitatea de saruri

Y641=32067.98+2584.36+428.9+54572.92+455.83+610=90719.99 mg/l

Y676=50462.69+4510.12+1465.46+89971.88+30.85+103.7= 146544.7 mg/l

Ymed=118632.34 mg/l

1 l apa.......1 010 000 mg ...... 118632.34 mg saruri/l apa

100 mg ...... Y %

=> Y%=11.74 %Pentru Y%=11.74%,Tz=58.05 C,ba=1Se determina dintr-o nomograma vascozitatea apei de zacamant in functie de temperatura de zacamant si procentul de saruri.Din nomograma va rezulta: a = 0.5894 *10-3 Ns/m2

Fig 3.3. Variaia vscozitii dinamice a apei cu temperatura i salinitatea3.2.3 COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL APEI MINERALIZATE-

Compresibilitatea apei este influenat de presiune, de temperatur, de concentraia n electrolii (mineralizaie) i de prezena gazelor in soluie.Coeficientul de compresibilitate al apei mineralizate de zcmnt cu gaze n soluie se poate calcula cu relaia:

Unde:a-coeficientul de compresibilitate al apei distilate fara gaze in solutie;a- se citeste din diagrama din figura 3.4G- este solubilitatea gazelor (ratia de solutie) in apa mineralizata de zacamant

Figura 3.4.

CAPITOLUL IV

STABILIREA I AMPLASAREA REELEI SONDELOR DE EXPLOATARE

Amplasarea raional a sondelor este acea amplasare care asigur prducia maxim de iei , cu cheltuieli 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 s avem cheltuieli minime se dau resursele material i se cere s se amplaseze sondele n aa fel nct s se obin valoarea maxima a produciei de iei cu aceste resurse

Amplasarea sondelor de iei se face nfuncie de modul de manifestare a energiei de zcmnt, de regimul tehnologic de exploatare adoptat, de configuraia geometric a zcmntului.

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

Amplasarea sondelor pe zcminte de iei tip band liniar cu acvifer activ (fig 3.1) se face n iruri (rnduri) paralele, n raport cu 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 (irul k) ; acesta se fixeaz paralel cu conturul de nchidere al zcmntului la o distan de circa 80-100 m.O apropiere prea mare a irului k de C.I. conduce la accentuarea fenomenului de interferen a irului cu falia respectiv. O ndeprtare prea mare a irului k de respectivul contur ar face ca n volumul situat ntre irul k i C.I. s rmn o cantitate substanial deiei nedrenat de sonde.Dup fixarea ultimului ir se msoar distana d , dintre ultimul ir i conturul iei/ap pe culcu.

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

Se determin distana ntre iruri a :

= 146.6 m

Unde:

d = distana de la ( /a ) culcu pana la ultimul ir de sonde k= este numrul total de iruri ( k = 3 ) = distana de la ( /a ) culcu pn la primul ir de sonde= distana de la primul ir la al doilea ir de sondeS= lungimea irului

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

S-a constatat din practica exploatrii, c exploatarea cu mai mult de dou iruri nu este eficient din punct de vedere al consumului energetic i deci se recomand ca n exploatare s fie ntotdeauna cel mult dou iruri, celelalte urmnd s fie activate succesiv .Se va proiecta n continuare numai modelul zcmntului pe care funcioneaz dou iruri simultan, 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:

= = = 154 m

iar distana dintre penultimul ir i ultimul ir va fi :

= = = 139.2 m

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 ;2 distana dintre dou sonde vecine de pe irurile intermediare

Pe irurile intermediare ( 2 , 3 , ... , k 1 ) numrul de sonde este acelai. Pe primul ir se va amplasa un numr mai mic de sonde dect pe celelalte, avnd n vedere c irul 1 va fi inundat primul i deci, sondele respective vor lucra o perioad mai scurt de timp. Notnd cu numrul de sonde de pe primul 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. Se noteaz 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, n diagram, are semnificaia de raz redus a sondei. Se calculeaz cu expresia : lg(a/rs) i, din punctul corespunztor acestei valori de pe abscis se duce o vertical pn la intersecia cu semidreapta nr. 2. De aici se duce o paralel la abscis i se citete pe ordonat valoarea raportului . Cunoscnd raza redus a sondei , rezult semidistana dintre dou sonde . Sondele laterale se vor amplasa la o distan fa de faliile , respectiv ( fig 4.1 ) si la ntre ele .

Fig. 4.2 Diagram pentru determinarea distanei dintre sondeCunoscnd diametrul coloanei de exploatare (), se poate determina raza sondei de extracie. diametrul sondei= in = 13.97 cm diametrul sapei= 7 in = 17.78 cmRaza sondei : = = 8.89 cm

Tabelul 4.1Valori pentru determinarea razei reduse a sondei

l4.74.74.74.74.7

d0.40.50.60.70.8

n4642383226

0.1170.1860.2410.2270.180

Calculul razei reduse a sondei se face pe baza datelor din tabelul de mai sus i cu ajutorul relaiei propuse de Sciurov. Relaia de calcul la razei reduse este:

=

Unde : raza sondei dup sap, n cm raza redus a sondeil lungimea canalului perforaturii realizate n strat , n cmn numrul de perforaturi pe metru liniar de coloand diametrul perforaturii , n cm

= = 2.18 [+0.6 ] = 2.18 4.32 = -2.14

= eln rrs1= e2.14 =0.117 cm

= =

= = eln rrs2= e-1.68 =0.186 cm

=

= eln rrs3= e-1.42 =0.241 cm

= = = eln rrs4= e-1.48 =0.227 cm

= =

= eln rrs5= e-1.71 =0.180 cm

Se alege valoarea cea mai mare pentru , respectiv combinaia optim .= 0.241 cm

Pentru determinarea numrului de sonde pe fiecare ir se citete din aceeai diagram(4.2) valoarea expresiei :

= = 4.78

Se citete din diagrama (4.2) valoarea raportului:

= = = 6827 cm = 68.27 m

Se calculeaz distana dintre sonde :

2 = 136.55 m ; la scara hrii2 = 2,71 cm ( distana dintre sonde ) ;

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

= = = 8.12 sonde s=222 mm s=222*5=1110 mm

Numrul de sonde pe primul ir se calculeaz cu relaia :

= = .12= 7.147 sonde pe irul 1

Numrul de sonde pe penultimul ir se calculeaz cu relaia :

= = =11.04 11 sonde pe irul 2

Numrul de sonde pe ultimul ir se calculeaz cu relaia :

= = =11.04 11 sonde pe irul 3

Se recalculeaz semidistana ntre sonde pe irul 1 :

= = = 79.28 m Se recalculeaz semidistana ntre sonde pe irul 2 :

= = = 50.22 m

Se recalculeaz semidistana ntre sonde pe irul 3 :

= = = 50 m

a

mmmm--mm-mm-mm

146.6154139.6139.687158.5679.2811100.4450.221110050

( Se face amplasarea sondelor la scar pe hrtie milimetric )

CAPITOLUL V

CALCULUL DEBITELOR POTENIALE

Debitul unei sonde perfecte din punct de vedere hidrodinamic, adic perfect dup modul i gradul de deschidere se poate calcula cu relaia:

unde: permeabilitatea efectiv fa de iei- pe zcmnt(mD) permeabilitatea absolut grosimea efectiv a stratului saturat cu iei pentru fiecare sond(cm) cderea de presiune stra-sond(bar) vscozitatea dinamic a ieiului(cP) raza redus a sondei (cm) factorul de volum al ieiului- raza de contur(raza de influen a sondei), semidistana dintre dou sonde situate pe aceiai falie () sau dac sonda este apropiat de falie se ia dublul distanei pna la falie(cm).Valorile i se citesc pe curbele de comportare din tema de proiect.

Sonda 605

= 137.38 cm3/s =11.87 m3/zi=206.07 cm3/s =17.8 m3/zi=27..76 cm3/s =23.74 m3/zi

=343.45 cm3/s =29.67 m3/zi

Sonda 641

=386.25 cm3/s =33.372 m3/zi=579.37 cm3/s =50.058 m3/zi=772.495 cm3/s =66.744 m3/zi

=965.18 cm3/s =83.43 m3/zi

Sonda 656


=279 cm3/s =24.11 m3/zi

Sonda 676


=1299.18 cm3/s =112.25 m3/zi

=1154.93 cm3/s =99.787 m3/zi=1732.257 cm3/s =149.668 m3/zi=2307.869 cm3/s =199.574 m3/zi=2887.25 cm3/s =249.46 m3/zi

Datele se centralizeaz n tabelul 5.1

Sonda nr.k

mDcmcmbarcm3/sm3/zi

605432.42160050001137.3811.87

1,5206.0717.8

2274.7623.74

2,5343.4529.67

641432.42450050221386.2533.372

1,5579.3750.058

2772.49566.744

2,5965.1883.43

656432.42130050001111.639.645

1,5167.3614.46

2223.2619.29

2,527924.11

676432.42460079281519.7144.9

1,5779.567.35

21039.3489.8

2,51299.18112.25

Tabelul 5.1

5.1. Calculul cumulativului de iei i al factorului de recuperare

Rezervele se exprim n condiii standard. Se raporteaz rezervele calculate n condiii de zcmnt la factorul de volum al ieiului, considerat la presiunea iniial . Estimarea ct mai exact a rezervelor este n funcie de cantitatea estimat a parametrilor indicai.Rezerva de iei se calculeaz cu urmtoarea relaie:

m3

Cumulativul de iei anual se calculeaz cu relaia:

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

Tabelul 5.2.

barm3/zim3%

199.78736422.250.99

1,5149.66854628.821.494

2199.57472844.511.99

2,5249.4691052.92.49

Se alege debitul de iei a crei valoare se ncadreaz pentru ntre 2 i 3 %.249.46m3/zi

CAPITOLUL 6EXPLOATAREA N REGIM ELASTIC

Conditia energetica principala pentru existenta regimului elastic este ca presiunea de zacamant sa fie mai mare decat cea de saturatie (pz > ps). 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 care talpile sondelor de extractie va fi determinata de destinderea elastica a acviferului (impingerea apei) si de destinderea elastica a zonei productive.Figura 6.1. Domeniul pentru regimul elastic pe diagrama de stare.

In cazul zacamintelor de titei in forma de banda liniara, curgerea apei in acvifer capata o geometrie liniara, liniile de curent fiind paralele intre ele. Acviferul poate fi de marime finita sau infinita. Presiunea de zacamant, este superioara celei de saturatie, coeficientii complecsi si de compresibilitate ai zonei productive si acvifrul adiacent au marimi insemnate.

Fig.6.2 Zacamintul 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 COMASATEAsimilind sonda productiva cu o macrosonda (sonda comasata) aceasta va exploata acviferul adiacent cu debitul Qa.

Se cunosc urmatoarele date iniiale :-Permeabilitatea absoluta : -Raza redusa a sondei : -Vascozitatea dinamica a titeiului la presiunea de zacamint : -Vascozitatea dinamica a titeiului la presiunea intiala : -Factorul de volum al titeiului : -Grosimea efectiva a stratului : -Coeficientul de compresibilitate a apei mineralizate : -Coeficientul de compresibilitate al titeiului : -Coeficientul de compresibilitate al porilor -Coeficientul de compresibilitate a rocilor : -Saturatia in apa interstitiala medie : -Vascozitatea apei -Latimea acviferului : -Lungimea acviferului : -Lungimea zonei productive : -Porozitatea medie pe zacamint : -Presiunea intiala : -Presiunea de saturatie:

ETAPA 1 Se pleaca de la t0=0 si se da pasul de timp , :

Se impune debitul macrosondei ,constat pe etapa:

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

Se calculeaza piezoconductibilitatea acviferului:

Se citesc din graficul functiei F(t), caderea de presiune adiminsionala :F(t1)=0,34Se calculeaza parametrul complex al acviferului

Se calculeaza caderea de presiune de la peretele sondei comasate:

Se calculeaza cumulativul de apa ce patrunde in zona productive:

Cumulativul de titei pe etapa :

Debitul cumulative de titei pentru aceasta etapa va fi:

Debitul mediu pentru o sonda la , este:

Numarul total de sonde necesar este:

Nr. de sonde = 5Rezerva de titei calculate in capitoul anterior este:N= m3Factorul de recuperare este

ETAPA 2Se da pasul de timp 2 ani:

Se impune debitul macrosondei ,constat pe etapa:

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

Se citesc din graficul finctiei F(t), caderea de presiune adiminsionala :F(t2)=0,895Se poate calcula caderea de presiune la peretele sondei comasate adiminsionale, cu relatia:

p2= Qa2F(t2) = 7.3 bar p2 - p2=254.19-7.3 = 246.89 bar

Se calculeaza cumulativul de apa ce patrunde in zona productive:

Cumulativul de titei pentru aceasta etapa se scoate din urmatoarea relatie:

Debitul cumulative de titei pentru aceasta etapa va fi:

Debitul mediu pentru o sonda la , este: Numarul total de sonde necesar este:

Se stabilesc

Factorul de recuperare este

6.2 Se da dinamica presiunii la peretele sondei comasate

Daca se impune o variatie in trepte a presiunii la peretele sondei comasate, atunci se poate determina cumulativul de apa ce va patrunde in zona productive la moemntul . Se considera o variatie liniara intre doua moemente de timp successive.Cumulativul de apa parcurs de sonda comasata este determinat de destinderea elastic a acviferului.

Algoritmul de lucru-Se da pasul de timp-Se impune caderea de presiune-Se calculeaza cumulativul de apa-Se calculeaza cumulativul de titei-Debitul de titei extras-Factorul de recuperare-Lungimea frontului de inundare-Toate sunt variabile pana cand p ajunge la p sat

Se pleaca de la t0=0 si se da pasul de timp , :t1=365 zileSe impune presiunea p1=218.7 barSe calculeaza caderea de presiunea cu relatia:

Se calculeaza piezoconductibilitatea acviferului:

Se calculeaza timpul adiminsional pentru miscarea liniara cu expresia:

Se citesc din graficul finctiei F(t), caderea de presiune adiminsionala :F(t1)=0,34Se calculeaza cumulativul de apa ce patrunde in zona productiva:

Cumulativul de titei pentru aceasta etapa se calculeaza cu urmatoarea relatie:

Debitul de titei pentru aceasta etapa va fi:

Debitul de apa pentru aceasta etapa va fi:

Debitul mediu pentru o sonda la = 1 bar, qt este: qt=25,24

Numarul total de sonde necesar este:

Se stabilesc

Rezerva de titei calculate in capitoul anterior este: N=Factorul de recuperare este

CAPITOLUL 7REGIMUL DE GAZE DIZOLVATE

n cazul unui zcmnt de iei lipsit de cupol de gaze i de un acvifer activ, destinderea gazelor ieite din soluie este singura for care provoac deplasarea ieiului prin mediul poros, ctre tlpile sondelor de extracie. Volumul de pori ai zonei productive rmne invariabil n timp de-a lungul ntregului proces de exploatare.Metoda de prevedere a comportrii n exploatare are la baz unele ipoteze simplificatoare fr de care modelele ar deveni de neutilizat. Ipoteze simplificatoare: Se considera colectorul ca fiind omogen i uniform; Presiunea are aceeai valoare n orice punct al zcmntului i orice variaie de presiune se trasnmite instantaneu n ntreg zcmntul; Saturaia n iei este aceeai n orice punct din zona productiv i variaia saturaiei se transmite instantaneu n toat zona productiv; Gazele ieite din soluie difuzeaz uniform n zona productiv i nu se strecoar ctre partea superioar a zcmntului.

Nr.crtpSnkrtkrgQttN

bar----m3/zianm3%

1218.70.860.9023.26510-39.36110-31500.065,41050.147

2208.70.8560.6435.11710-30.01200.23.058,91052.34

3198.70.7640.5475.53610-30.04168.54.011.021068.946

4188.70.7520.5370.0160.048148.26.211,1310613.562

5178.70.6880.3970.0180.068120.59.361,1310616.054

6168.70.6750.3770.0210.08498.610.681,1310618.309

7158.70.6110.3410.0230.22984.612.61,1310621.732

8148.70.5570.3190.0270.27676.515.81,1310624.165

9138.70.5480.2240.0510.67668.620.31,1310626.89

10128.70.530.2080.0570.80456.727.651,1310629.53

11118.70.5250.140.0951.13250.632.621,1310631.187

12108.70.5170.1290.1031.88341.834.981,1310634.696

1398.70.5030.1080.1222.75138.637.051,1310638.652

1488.70.4980.0550.1543.71232.242.041,1310643.892

1578.70.4820.0440.1625.23330.956.981,1310649.521

1668.70.460.0280.2046.22626.566.351,1310653.652

1758.70.420.0160.2318.3224.772.271,1310657.256

1848.70.380.0120.24610.59521.980.61,1310658.278

1938.70.360.00980.29314.9813.892.031,1310660.029

2028.70.240.0060.36122.3159.2113.81.6710664.643

CAPITOLUL 8INJECIA DE AP

Injectia extraconturala se aplica in cazul zacamintelor cu ape marginale. Proiectarea unui proces de injectie presupune rezolvarea urmatoarelor aspecte: amplasarea sondelor injectie; determinarea necesarului de apa; determinarea receptivitatii sondelor de injectie; determinarea presiuni de injectie; alegerea pompelor de injectie.In ceea ce priveste amplasarea sondelor de injectie se dispune pe un sir, paralele cu conturul apa/titei si dispus in afara contactului titei/apa exterior. Sondele de injectie trebuie plasa in acvifer pentru a se evita influenta permeabilitatilor de faza deci pentru a avea o cat mai buna receptivitate.In ceea ce priveste distanta de amplasare a sirurilor de injectie fata de conturul petrolifer, aceasta este conditionata de satisfacerea a doua cerinte: deplasarea cat mai uniforma a frontului de dislocuire; o cat mai buna comunicare intre sirul de injectie si zona productiva, o eficienta cat mai buna a injectie. Pentru prevederea comportarii in exploatare la injectia de apa se foloseste modelul Buckly-Leverett si Welge. Acesta este un model idealizat care considera colectorul omogen si izotrop. S-a introdus notiunea de curgere fractionala prin zacamant.Prevederea comportarii in exploatare la injectia de apa se rezolva pentru doua situatii:1. existenta unui sir de injectie si un sir de extractie;2. existenta unui sir de injectia si doua siruri de extractie.

Fig. 8.1 Dispunerea sirurilor de extractie

Prevederea comportarii in exploatare va fi urmarita in exploatare in doua etape:1. pana la patrunderea frontului in sondele de extractie;2. dupa ce frontul a patruns in sondele de extractie.

Catalin-Proiect

Documents

Transcript of Catalin-Proiect