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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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.
8/10/2019 Proiectare Anghel
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 .
8/10/2019 Proiectare Anghel
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.
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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 .
8/10/2019 Proiectare Anghel
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:
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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 ) .
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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 .
8/10/2019 Proiectare Anghel
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 :
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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 %
8/10/2019 Proiectare Anghel
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 ) .
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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.
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
; ; ; ;
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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.
8/10/2019 Proiectare Anghel
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.
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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:
8/10/2019 Proiectare Anghel
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.
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
37/47
Sonda 743
8/10/2019 Proiectare Anghel
38/47
Sonda 3520
8/10/2019 Proiectare Anghel
39/47
Sonda 750
8/10/2019 Proiectare Anghel
40/47
8/10/2019 Proiectare Anghel
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:
8/10/2019 Proiectare Anghel
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%.
8/10/2019 Proiectare Anghel
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
8/10/2019 Proiectare Anghel
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.
8/10/2019 Proiectare Anghel
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:
8/10/2019 Proiectare Anghel
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:
8/10/2019 Proiectare Anghel
47/47
( ) ( )
Debitul cumulativ de titei pe etapa va fi:
Numarul de sonde necesar va fi:
sonde
Top Related