Методические указания к практическим занятиям для студентов всех форм обучения бакалавров направления 131000. 62 Нефтегазовое дело Краснодар
 Скачать 1.18 Mb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
| Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет» Институт нефти, газа, энергетики и безопасности Кафедра нефтегазового промыслаОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОГО ДЕЛА. ЧАСТЬ 1 Методические указания к практическим занятиям для студентов всех форм обучения бакалавров направления 131000.62 «Нефтегазовое дело» Краснодар 2012 Составители: докт. техн. наук, проф. Д.Г. Антониади; канд. техн. наук, доц. Е.Н. Даценко ассистент Н.А. Шостак УДК 622.244. Основы нефтегазопромыслового дела. Часть 1: методические указания к практическим занятиям для студентов всех форм обучения бакалавров направления 131000.62 «Нефтегазовое дело» / Сост.: Д.Г. Антониади, Е.Н. Даценко, Н.А. Шостак; Кубан. гос. технол. ун-т. Кафедра нефтегазового промысла. – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2012. – 25 с. Представлены расчеты по определению основных физических свойств нефти и газа, пластового давления, пористости и проницаемости нефтенасыщенного пласта. Приведена методика построения геологических разрезов скважин, геологических профилей и элементарных структурных карт. Ил. 6. Табл. 8. Библиогр.: 5 назв. Печатается по решению методического совета Кубанского государственного технологического университета. Рецензенты: д-р. техн. наук, проф. кафедры НГП КубГТУ Е.П. Запорожец к-т. техн. наук, главный инженер проектов ООО «Роснефть-НТЦ» О.Н. Данильченко ©  Куб ГТУ, 2012Содержание
Введение Дисциплина «Основы нефтегазопромыслового дела» способствует формированию необходимой начальной базы знаний по объектам будущей профессиональной деятельности бакалавра: бурение скважин, разработка нефтяных и газовых месторождений, добыча нефти, сбор и подготовка продукции на промыслах. Полученные при изучении дисциплины знания способствуют более глубокому освоению дисциплин нефтяного профиля на последующих курсах: «Физика пласта», «Геология и литология», «Геология нефти и газа», «Основы геофизики», «Разработка нефтяных и газовых месторождений», «Технология бурения нефтяных и газовых скважин», «Системы сбора скважинной продукции» и др. В результате прохождения курса дисциплины «Основы нефтегазопромыслового дела» у бакалавров формируются основные представления о технологических процессах в нефтегазовом комплексе, развивается интерес к современным актуальным проблемам нефтегазового комплекса. Изучение дисциплины «Основы нефтегазопромыслового дела» формирует осознание социальной значимости и необходимости проведения природоохранных мероприятий в нефтегазовой отрасли. Таким образом, у бакалавров формируется комплекс знаний по всей технологической цепочке от поиска и разведки нефтегазовых месторождений до транспортировки и переработки углеводородного сырья. Дисциплина «Основы нефтегазопромыслового дела» изучается в течении двух семестров. Методические указания к практическим занятиям предназначены для закрепления знаний студентов очной и заочной форм обучения, полученных на лекциях. В каждом разделе приведены краткие теоретические сведения, необходимые для решения задач. В конце методических указаний приведены контрольные задачи, вариант которых выбирается по последней цифре номер зачетной книжки студента. 1 Основные физические свойства нефти и газа Нефть представляет собой маслянистую горючую жидкость, обычно темно-коричневого цвета, со специфическим запахом. По химическому составу нефть – сложное соединение в основном двух элементов – углерода (82÷87 %) и водорода (11÷14 %). Такие соединения называются углеводородами. Кроме углерода и водорода, в нефтях содержаться в небольших количествах кислород, азот и сера, в ничтожных количествах, в виде следов – хлор, фосфор, йод и другие химические соединения. Физические свойства нефтей, а также их качественная характеристика зависят от преобладания в них отдельных углеводородов или их различных групп. Один из основных показателей товарного качества нефти – ее плотность. В России плотность нефти определяют при температуре 20 ºС и атмосферном давлении (стандартные условия), а количество измеряют в тоннах. В мировой практике принято измерять добываемую и продаваемую нефть в баррелях, а плотность определяется в градусах Американского нефтяного института (АРI), расчет которых ведется при температуре 60 градусов по шкале Фаренгейта. Число баррелей в 1 тонне нефти при температурах 60 ºF и 20 ºС не одинаковы. Нефтяной баррель равен 158,987 литра (159 л), температура 60 ºF соответствует температуре 15,56 ºС (15,6 ºС). Тип нефти (согласно стандарту 2002 года) определяется по ее плотности, классификация представлена в таблице 1. Наиболее ценные нефти с плотностью до 880 кг/м3. Таблица 1 – Классификация нефти по плотности
Важнейшее физическое свойство нефти – вязкость, т.е. свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц при движении. Единица измерения вязкости в системе СИ – Па∙с (Паскаль-секунда). В промысловой практике пользуются меньшими единицами вязкости: пуаз 1 П = 0,1 Па∙с сантипуаз 1 сП = 0,001 Па∙с Динамическая вязкость воды при +20 ºС равна 1 сП, нефти от 1 до 100 и даже 200 ºС. Для технических целей часто пользуются понятием кинематической вязкости, равной отношению динамической вязкости нефти к ее плотности:  . (1.1)Единицей кинематической вязкости в системе СИ служит 1 м2/с, на практике пользуются единицей стокс: 1 Ст=10-4 м2/с. С повышение температуры вязкость любой жидкости, как правило, резко уменьшается. Поэтому при перекачке вязких нефтей и мазутов их обычно подогревают. На нефтяных месторождениях обычно наблюдается увеличение температуры с глубиной, т.е. вязкость нефти в нефтяных пластах всегда меньше, чем на поверхности. С точки зрения добычи нефти, это благоприятный фактор, так как чем меньше ее вязкость, тем с меньшим расходом энергии связана добыча каждой тонны нефти. Нефтяные месторождения всегда содержат углеводородные газы в растворенном или свободном состоянии. Количество газа, растворенного в одной тонне нефти, называется газовым фактором. Горючие газы нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений по химической природе сходны с нефтью. В природных газах чисто газовых месторождений преобладает метан, содержание которого в смеси углеводородов доходит до 95÷98 %. Газ, извлекаемый вместе с нефтью, называют нефтяным. Нефтяной газ, по сравнению с природным, содержит меньшее количество метана (30÷70 %) и имеет большее количество тяжелых углеводородов. В состав газов входят также азот, углекислый газ, сероводород, редкие газы (гелий, аргон), пары ртути. Основная физическая характеристика газа – его плотность. Плотностью называется масса газа, заключенная в 1 м3 при температуре 0ºС и атмосферном давлении. На практике используют «относительную плотность», являющуюся отношением массы определенного объема газа к массе того же объема воздуха при одинаковом давлении и температуре. Теплота сгорания – количество тепла, выделяющегося при полном сгорании 1м3 газа, выражается в кДж/м3 или ккал/м3. Чем тяжелее компонент, те выше его теплота сгорания. 1.1 Примеры решения задач Задача 1. Плотность нефти при температуре 20 ºС  . Определить плотность нефти в градусах АРI и количество баррелей в одной тонне нефти (Q = 1 тонна) при температуре 20 ºС и 60 ºF.Решение. Для определения количества баррелей нефти в одной тонне необходимо массовую единицу измерения выразить в объемной и разделить на баррель в единицах объема (0, 159 м3). Определим объем нефти:  .Количество баррелей nbbl в 1 тонне:  Определим плотность в градусах API. 1. В температурной шкале Фаренгейта за ноль градусов принимается температура смеси снега и нашатыря, а за 100 градусов – нормальная температура человеческого тела. 0 ºС = 32 ºF 100 ºС = 212 ºF n ºF = (n-32)∙(5/9) ºС = (n-32)∙0,555 ºС m ºС = (9/5m + 32) ºF = (1,8 +32) ºF Определяем соотношение температур по шкале Фаренгейта и Цельсия: n ºF = (n-32)∙0,555 ºС 60 ºF = (60-32)∙0,555 ºС 60 ºF = 28∙0,555 ºС = 15,56 ºС Это значит, что температура 60 ºF при которой рассчитаны градусы API соответствует температуре 15,56 ºС (15,6 ºС). 2. Определяем плотность нефти при температуре 15,6 ºС:  , где – плотность нефти соответственно при температуре 15,6 ºС и 20 ºС; – температурная поправка ( .Вычисляем:   3. Плотность в градусах API рассчитываем по формуле:  .Плотность для данной формулы необходимо выразить в т/м3.  .Определим число баррелей в 1 тонне при температуре 60 ºF (15,6 ºС): Объем 1 тонны нефти плотностью 803,419  : .Число баррелей:  Таким образом, число баррелей в 1 тонне нефти: при t = 20 ºС, число баррелей – 7,86 единица API при t = 60 ºF (15,6 ºС) – 44,6, а число баррелей – 7,83. Задача 2. Динамическая вязкость нефти равна 30 сП. Определить коэффициент кинематической вязкости, если плотность нефти 760 .Решение. Кинематическая и динамическая вязкость связаны следующим соотношением:  .2 Поиск и разведка месторождений Поисково-разведочные работы ведутся в целях открытия нефтяного или газового месторождения, определения его запасов и составления проекта разработки. При этом поисковые работы делятся на несколько этапов: 1) общая геологическая съемка; 2) детальная геологическая съемка; 3) глубокое бурение поисковых скважин. На первом этапе,который называется общей геологической съемкой, составляется геологическая карта местности. Горных выработок на этом этапе не делают, проводят лишь работы по расчистке местности для обнажения коренных пород. Общая геологическая съемка позволяет получить некоторое представление о геологическом строении современных отложений на изучаемой площади. Характер залегания пород, покрытых современными отложениями, остается неизученным. На втором этапе, называемом детальной структурно-геологической съемкой, бурят картировочные и структурные скважины для изучения геологического строения площади. Картировочные скважины бурят глубиной от 20 до 300 м для определения мощности наносов и современных отложений, а также для установления формы залегания слоев, сложенных коренными породами. По результатам общей геологической съемки и картировочного бурения строят геологическую карту, на которой условными обозначениями изображается распространение пород различного возраста. Для более полного представления об изучаемой площади геологическая съемка дополняется сводным стратиграфическим разрезом отложений и геологическими профилями. Для планомерного ведения разведочных работ на нефть и газ, оптимального проектирования бурения скважин и разработки нефтегазовых месторождений необходимы подробные обобщенные геологические данные о характере залегания и чередовании горных пород, подлежащих проходке скважинами. Такие данные представляют в виде многочисленных геологических и промысловых построений. Первостепенными среди них являются: геологический разрез скважины, геологический профиль в направлении конкретного азимута, структурная карта конкретной площади. Геологический разрез скважины – это графическое представление чередования горных пород с глубиной с их литологической и стратиграфической характеристикой с указанием конструктивных элементов скважины и рода насыщенности проницаемых пластов. Геологический профиль – это ориентированный разрез площади, составленный из разрезов скважин, спроектированных на одну вертикальную плоскость, направленную по конкретному азимуту. Структурная карта – это графическое изображение формы залегания конкретного пласта с помощью изогипс (следов от пересечения ряда воображаемых горизонтальных поверхностей с кровлей или подошвой рассматриваемого пласта), отметки которых ниже уровня моря получают знак минус, а выше уровня моря – знак плюс. Для литологической характеристики горных пород при построении разрезов используют специальные условные обозначения. Пример обозначения литологических характеристик приведен на рисунке 1.  Р  исунок 1 – Литологическая характеристика породПосле проведения комплекса геофизических и геохимических исследований приступают к третьему этапупоисковых работ – глубокому бурению поисковых скважин. Успешность поисковых работ на третьем этапе в значительной степени зависит от качества работ, проведенных на втором этапе. В случае получения из поисковой скважины нефти и газа заканчиваются поисковые работы и начинается детальная разведка открытого нефтяного или газового месторождения. На площади одновременно бурятся так называемые оконтуривающие, оценочные и контрольно-исследовательские глубокие скважины для установления размера (или контура) залежи и контроля за ходом разведки месторождения. После бурения необходимого числа глубоких скважин для разведки месторождения период поисково-разведочных работ заканчивается и начинается период бурения эксплуатационных скважин внутри контура нефтеносности (или газоносности), через которые будет осуществляться добыча нефти или газа из недр Земли.  перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |