 |
Физические свойства пластовой нефти.
|
|
|
|
ЛЕКЦИИ ПО СКВАЖИННОЙ ДОБЫЧЕ НЕФТИ
Авторы: АПАСОВ Т.К., АПАСОВ Г.Т.
ОСНОВЫ ПО НЕФТЕПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОЛОГИИ
Пласт -геологическое тело, имеющее две поверхности напластования (подошву и кровлю), отделяющие его от подстилающих и покрывающих пластов.
Ловушка - объем породы, могущий вместить нефть или газ вне зависимости от ее формы и условий возникновения, но при наличии способности к аккумуляции и консервации нефти и газа в ней.
Залежь - это единичное скопление нефти (возможно и газа в виде шапки), заполняющее ловушку какого-либо типа и имеющее ограничение или в виде контуров нефтеносности. Классифицируются залежи нефти, прежде всего по тектоническому и литологическому критериям.
Ловушки могут быть разных типов: литологические, стратиграфические и тектонические. Образование тектонических ловушек связано с результатом тектонических нарушений (сбросов, взбросов, надвигов и пр.). Образование стратиграфических - стратиграфическими факторами, когда экранами в ловушках служат поверхности древних стратиграфических несогласий.
Под месторождением нефти и газа понимается совокупность залежей, приуроченных территориально к одной площади и сведенных с благоприятной тектонической структурой. Если на одной площади имеется всего одна залежь, такое месторождение называется однопластовым. Месторождение, имеющее залежи в пластах (горизонтах) разной стратиграфической принадлежности, принято называть многопластовыми.
По начальному фазовому состоянию, и составу основных углеводородных залежи подразделяются на однофазные и двухфазные. К однофазным залежам относятся:
а) нефтяные залежи, приуроченные к пластам-коллекторам, содержащим нефть, насыщенную в различной степени газом;
|
|
|
б) газовые (состоящие более чем на 90% из метана) или газоконденсатные залежи, приуроченные к пластам-коллекторам, содержащим газ с углеводородным конденсатом.
К двухфазным залежам относятся залежи, приуроченные к пластам-коллекторам, содержащим нефть с растворенным газом и свободный газ над нефтью (нефтяная залежь с газовой шапкой или газовая залежь с нефтяной оторочкой).
простого строения, продуктивные пласты которых характеризуются выдержанностью толщин и
Состав - нефть представляет собой смесь углеводородов метанового, нафтенового и ароматических рядов (84-86%) и 11-14% водорода. В небольших количествах содержатся кислород, сера и азот.
Физические свойства пластовой нефти.
Нефть характеризуется следующими свойствами:
а) Плотность - отношение массы, к объему.
По плотности нефти:
0 – особо легкая (до 834.5 кг/м3)
1 – легкая (834.6 – 854.4 кг/м3)
2 – средняя (854.5 – 874.4 кг/м3)
3 – тяжелая (874.5 – 899.3 кг/м3)
4 – битуминозная (более 899.3 кг/м3)
По содержанию парафина нефти делятся на:
• - беспарафинистые – с содержанием парафина не более 1%;
• - слабопарафинистые – от 1 до 2%;
• - парафинистые – свыше 2%.
По содержанию серы или сероводорода нефти бывают:
• - малосернистые - до 0,5% серы;
• - сернистые – более 0,5%.
По содержанию смол:
• - малосмолистые (до 8%);
• - смолистые (8-28%)
• - сильносмолистые (свыше 28%).
б ) Важнейшее физическое свойство нефти – вязкость, т.е. свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц при движении. Различают динамическую: [μ]= Па*с, и кинематическую вязкости ν – отношение динамической вязкости к плотности, измеряют ее в м2/с.
в) Газонасыщенность – количество газа, растворенного в единице объема пластовой нефти.
г) Давление насыщения пластовой нефти газом Рнас – давление, при котором из нефти начинают выделяться первые пузырьки газа. Оно зависит от состава нефти и газа, соотношения их объемов и от температуры.
|
|
|
д) Коэффициент сжимаемости – характеризует изменение объема пластовой нефти на единицу давления.
е) Объемный коэффициент: где Vпл.усл – объем нефти в пластовых условиях; Vпов.усл – объем того же количества нефти в поверхностных условиях.
В промысловой практике пластовой водой принято называть только ту воду, которая залегает в одном и том же пласте с нефтью или газом.
Подвижная вода – залегает вместе с нефтью в нефтяной части залежи в уголках и тупичковых зонах порового пространства породы коллектора. Может двигаться по пласту вместе с нефтью.
Связанная вода содержится в нефтяной или газовой части всякого пласта, покрывает тонкой плёнкой стенки поровых каналов. Она является водой неподвижной.
Законтурная (краевая) вода – находится в пласте за контуром нефтеносности.
Подошвенная вода залегает в подошве залежи, то есть под ВНК.
Осадочные породы -образуются путем осаждения (главным образом в водной среде) и последующего уплотнения минеральных и органических веществ различного происхождения. Как правило, нефтяные месторождения приурочены к осадочным породам.
Коллекторы – это горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду и отдавать их при разработке. Коллекторами нефти и газа являются терригенные из обломочного материала (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы), карбонатные (известняки, мел, доломиты). Подавляющая часть нефтяных и газовых месторождений трех типов – гранулярным, трещинным и смешанного строения.
Пористость является емкостной характеристикой породы, то есть продукция, находящаяся в породе, целиком находится в пустотах породы.
Пористость горной породы характеризуется наличием в ней пустот (пор), являющихся вместилищем для жидкостей (воды, нефти) и газов, находящихся в недрах Земли. Различают пористость: общую, открытую, эффективную. Общая пористость характеризуется разностью между объемом образца и объемом составляющих его зерен. Открытая пористость, или пористостьнасыщения, характеризуется объемом тех пустот, в которые может проникать жидкость (газ) при перепадах давлений, наблюдающихся в естественных пластах. Эффективная пористость - учитывает лишь объем открытых пор, насыщенных нефтью (или газом), за вычетом содержания связанной воды в порах.
|
|
|
Но не все пустоты, содержащие нефть, газ или жидкость сообщаются между собой – такие поры называются закрытыми, продукция из них не может быть извлечена традиционными способами добычи. Сообщающиеся между собой поры называются открытыми, их объем важен для подсчета запасов нефти, газа и газового конденсата.
Проницаемость коллекторов -способность породы коллектора пропускать сквозь себя жидкости или газы при наличии перепада давления. Дарси — французский инженер-гидравлик, обосновавший закон Дарси (1856), связывающий скорость фильтрации жидкости в пористой среде с градиентом давления.
Абсолютная проницаемость - проницаемость пористой среды при движении в ней лишь одной какой-либо фазы (газа или однородной жидкости).
Эффективная (фазовая) - проницаемость породы для одной из жидкостей или газа при одновременной фильтрации различных жидкостей и газа.
Относительная - проницаемость пористой среды, характеризующаяся отношением фазовой проницаемости этой среды к абсолютной.
Единица коэффициента проницаемости называемая дарси, отвечает проницаемости такой горной породы, через поперечное сечение которой, равное 1см2, при перепаде давления в 1ат на протяжении 1 см в 1 сек проходит 1 см3 жидкости, вязкость которой 1 сп.
Проницаемость пород K, для нефти, обычно выражают в миллидарси или мкм2
1Д» 1.02××10-3мкм2 » 1.02×10-12м2»1000мД.
Поисковые скважины бурят с целью открытия новых промышленных залежей нефти и газа.
Разведочные скважины бурятся на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью для изучения размеров и строения залежи, получения необходимых исходных данных для подсчета запасов нефти и газа, а также проектирования ее разработки.
Эксплуатационные скважины закладываются в соответствии со схемой разработки залежи и служат для получения нефти и газа из земных недр.
|
|
|
Нагнетательные скважины используют при воздействии на эксплуатируемый пласт различных агентов (закачки воды, газа и т.д.).
Наблюдательные скважины бурят для контроля за разработкой залежей (изменением давления, положения водонефтяного и газонефтяного контактов и т.д.).
Пластовым давлением - Это давление жидкости внутри порового пространства.
Если речь идёт о породе коллекторе, то давление жидкости внутри порового пространства уравновешивается горным давлением. Давление, под воздействием которого находятся жидкости и газы в продуктивном пласте, называют пластовым, а до начала его разработки – начальным пластовым.
Гидростатическое давление – это давление столба жидкости. Ориентировочно пластовое давление:
Рпл = Н*р*g,
где Н – глубина залегания пласта,
р – плотность жидкости,
g – ускорение свободного падения (=9, 81 м/с2)
Пластовое давление соответствует гидростатическому при нормальных геологических условиях. Это означает, что пластовое давление увеличивается на одну атмосферу или 0,1 МПа на каждые 10 метров глубины. В процессе добычи нефти из скважин в зоне отбора пластовое давление снижается.
Извлечение нефти из пласта и любое воздействие на него осуществляются через скважины.
Энергия в скважине
Потенциальная энергия скважинной жидкости:
Зависит от начального пластового давления в залежи, напора краевых вод, наличия газовой шапки.
Потенциальная энергия растворенного в жидкости газа:
Зависит от количества газа, растворенного в жидкости начинает проявляться при снижении давления ниже давления насыщения.
Искусственно введенная в пласт энергия:
Обычно это энергия систем поддержания пластового давления за счет закачки воды или газа в залежь.
Искусственно введенная в скважину энергия:
В зависимости от способа эксплуатации скважины это может быть энергия введенного газа, либо механическая, гидравлическая или электрическая энергия, переданная с поверхности для привода в действие какого-либо насоса.
|
|
|
