Шпаргалка по "Физике пласта"

 

+скважинная гидродинамика;  а также общетеоретические: +физика, +химия, +физическая химия. Исследования этих дисциплин в чем-то дополняют друг друга, но между ними имеются принципиальные отличия.

 

 Основные отличительные особенности физики пласта в том, что в данной дисциплине: 1Исследуются непосредственно образцы пород и флюидов, для чего используются прямые лабораторные методы. 2Исследования физики пласта ведут как в поверхностных условиях, так и моделируя пластовые. 3Определяется широкий комплекс разнообразных параметров, включая не только замеры наиболее интересующих емкостных и фильтрационных свойств пород, а и определение их электрических, акустических, диффузионно-адсорбционных, радиоактивных и других параметров.

 

 Общетеоретические дисциплины (физика, химия и другие) также, как физика пласта, проводят исследования на образцах пород и флюидов. Однако в отличие от физики пласта, они изучают лишь отдельные из необходимых нам параметров без взаимосвязи друг с другом, без учета конкретной геологической ситуации, в том числе без учета влияния пластовых условий.

 

 Что касается специальных  дисциплин, то данные дисциплины  производят косвенную оценку  емкостных и фильтрационных свойств пласта. В частности, промыслово-геофизические исследования в скважинах оценивают емкостные и фильтрационные свойства пород на основании интерпретации сделанных в скважинах замеров электрических, акустических, радиоактивных и других параметров. При такой интерпретации используют получаемые физикой пласта зависимости между емкостно-фильтрационными свойствами пород и теми их физическими параметрами, которые замеряет промысловая геофизика в скважине. Кроме промысловой геофизики и скважинной гидродинамики, физика пласта связана с другими дисциплинами:

 

+нефтегазопромысловой геологией  (особенности при подсчете запасов  нефти и газа),+разработкой и  эксплуатацией месторождений (особенно  при выборе оптимальных режимов  разработки, а также эффективных  методов воздействия на пласт),+бурением  скважин (особенно при выборе  оптимальных режимов бурения,  конструкции скважин).

 

 Таким образом, физика  пласта занимается комплексным  изучением нефтегазосодержащих  пород и насыщающих их флюидов  на образцах вещества. Базируется  она на общетеоретических дисциплинах  и тесно связана практически  со всеми дисциплинами нефтегазового  дела, обеспечивая их необходимыми  теоретическими и экспериментальными  данными.

 

 Результаты физики  пласта являются эталонными по  отношению к результатам определений  косвенными методами. Отсюда видно,  что ошибки физики пласта могут иметь очень большие последствия.

 

 

50. Природные углеводородные  газы представляют собой мно­гокомпонентные смеси предельных углеводородов и не углеводородных соединений: азота, углекислоты, сероводорода, инертных газов, паров ртути и меркаптанов.

 

Химический состав. Среди  природных газов осадочной толщи, образующих промышленные скопления, следует  выделять сухие газы, попутные нефтяные газы, газы газоконденсатных месторождений, газы каменноугольных месторождений.

 

К сухим углеводородным газам  относится главным образом смесь  метана (97-98 %) с тяжелыми гомологами - этаном, пропаном, бутаном (2-3 %).

 

Попутные нефтяные газы представляют собой смесь угле­водородов, в  которой кроме метана содержатся значительные количества тяжелых углеводородов - этана, пропана, бутана, а также пары более тяжелых жидких углеводородов - пентана, гексана и др. Суммарное содержание тяжелых угле­водородов в попутном газе составляет 10-50 %. В различных количествах в нем присутствуют углекислый газ, азот, редкие газы (гелий, аргон), сероводород, водород.

 

Большое количество тяжелых  углеводородов содержится в газах  газоконденсатных месторождений. Наличие  тяжелых газообразных углеводородов  является от­личительной особенностью газов нефтяных и газоконденсат-месторождений.

 

Газы угольных месторождений  обычно содержат много метана и в  различной степени обогащены  двуокисью углерода и азотом. Содержание последних двух компонентов в  смеси газов обусловлено газообменом  с атмосферой и увеличивается  по мере приближения к поверхности  земли. В газах угольных месторождений  тяжелые углеводороды, как правило, отсут­ствуют.

 

Природные горючие газы либо находятся в виде самостоятельных  залежей в угольных и чисто  газовых месторождениях, либо образуют газовую шапку над нефтяной залежью, либо содержатся в растворенном состоянии  в нефти (попутные газы).

 

Основной характеристикой  углеводородного состава газов  является количественное соотношение  метана и более тяже­лых углеводородов — показатель "сухости" газа либо обратная величина, характеризующая жирность газа.

 

Углеводороды предельного  ряда весьма инертны к химическим реакциям. Они не реагируют со щелочами и слабыми кислотами, но хорошо растворяются в органических растворителях (нефтях) и водных растворах электролитов.

 

63. Конденсатом называют  углеводородную смесь (пентан, гексан  и выше), находящуюся в газоконденсатной  залежи в газообразном состоянии и выпадающую в виде жидкости при снижении пластового давления до давления начала конденсации и ниже его в процессе разработки залежи.

 

 Давление начала конденсации  — пластовое давление, при котором  конденсат залежи начинает переходить  из парообразного состояния в  жидкое, что приводит к превращению  однофазной системы в двухфазную.

 

 Степень насыщенности газоконденсатной залежи конденсатом определяется конденсатностью, или выходом конденсата, под которой понимается содержание жидких УВ в газе в пластовых условиях. Количественное соотношение фаз в продукции газоконденсатных месторождений оценивается газоконденсатным фактором — величиной, обратной конденсатности, показывающей отношение количества добытого газа (в нормальных атмосферных условиях) к количеству полученного конденсата, улавливаемого в сепараторах.

 

 Под сырым конденсатом подразумевают жидкие при стандартных условиях УВ (пентан и выше) с растворенными в них газообразными компонентами (метаном, этаном, бутаном, пропаном, сероводородом и др.). Конденсат, состоящий при стандартных условиях только из жидких углеводородов, называют стабильным. Последний получают на специальных промышленных установках (стабилизаторах) или в лабораториях. Стабильный конденсат представляет собой результат дегазации сырого.

 

 Содержание стабильного  конденсата в газоконденсатных  залежах колеблется в широких  пределах – от нескольких граммов  до 1300 г/м3. По этому принципу месторождения  можно разделить на группы  с содержанием конденсата, г/м3:

 

1 – до 50,

 

2 – от 50 до 200,

 

3 – более 200.

 

 По физическим свойствам  конденсаты характеризуются большим  разнообразием. Плотность стабильного  конденсата меняется от 0,6 до 0,82 г/см3 (в среднем около 0,71), молекулярная  масса 90—160 (в среднем 100-120), содержание  серы—от нуля до 1,2%. Температура  выкипания основных компонентов  находится в пределах 40—200 °С, но есть конденсаты, конец кипения которых лежит в пределах 350—500 °С.Коэффициент термического расширения конденсата обычно изменяется от 0,75 до 0,85 1/°С, коэффициент сжимаемости конденсатасоставляет примерно 2 1/ГПа.

 

 

10. В породах-коллекторах  нефти и газа всегда присутствует  некоторое, иногда весьма значительное  количество воды, которая при  разработке месторождений остается  в пластах в неподвижном состоянии,  и не извлекается вместе с  нефтью и газом. Такую воду  называют остаточной, погребенной,  связанной, иногда реликтовой. Остаточная  вода бывает: 1. капиллярной - связанной  в узких капиллярных каналах,  где интенсивно проявляются капиллярные силы. Капиллярная остаточная вода накапливается в зонах, которые не могут вовлекаться в процесс фильтрации флюидов в пласте. Содержание этой формы остаточной воды зависит от извилистости пор – чем больше извилистость пор, тем больше в поровом пространстве зон, значение капиллярных сил в которых весьма значительно и не позволяет воде покинуть эти зоны (зоны углов пор, тупиковые поры, мениски).

 

2. адсорбированной - удерживаемой  молекулярными силами у поверхности  порового пространства горной  породы. Адсорбированная остаточная  вода тонким слоем покрывает  поверхность пор, и удерживается  на ней физическими и химическими  силами, которые по своей природе  являются электрическими. Появление  этих сил обусловлено тем, что  молекулы воды электрически не  нейтральны, и образуют диполи. Поверхность  порового пространства также  имеет электрический отрицательный  заряд. При внедрении воды в  такую поровую систему электрическое  поле поверхности пор ориентирует и притягивает к себе молекулы воды, которые в свою очередь теряют подвижность и адсорбируются на поверхности породы. Связанная вода обладает аномальными физическими свойствами – повышенной плотностью (2 г/куб.см. в первом адсорбционном слое). Силы притяжения остаточной воды к твердой поверхности настолько значительны, что перепады давлений, создаваемые в пласте при разработке месторождения, неспособны вовлечь эту воду в процессы фильтрации. Содержание адсорбированной воды в пласте-коллекторе зависит от: 1размеров пор 2 удельной поверхности пустотного пространства – чем больше удельная поверхность пустотного пространства, тем больше воды может адсорбироваться 2 от минерального состава горной породы, определяющего характер смачивания – если порода гидрофильная, то вода будет адсорбироваться на ней, если же поверхность породы гидрофобная , то вода на ней адсорбироваться не будет, и будет вовлекаться в фильтрацию 3 минерализации остаточной воды – чем больше концентрация растворенных в воде солей, тем большее десольватирующий эффект они оказывают на поверхности вода-порода, и тем самым способствуют гидрофобизации твердой фазы 4 содержания органических и глинистых смесей в пласте, обладающих высокой сорбционной способностью, их наличие приводит к повышенному содержанию остаточной воды в пласте – коллекторе.

 

 Содержание остаточной  воды в пласте-коллекторе характеризуется  величиной остаточной водонасыщенности, которая определяется как отношение  объема остаточной воды в породе  к объему открытых пор, и  влияет на

 

1. Величину нефте - и  газонасыщенности пород – чем  больше величина остаточной водонасыщенности, тем значения нефте- и газонасыщенности меньше, и наоборот.

 

2. Величину фазовой и  относительной проницаемости –  чем больше содержание остаточной воды в коллекторе, тем больший объём пор она может заполнить, и тем труднее будет проходить фильтрация нефти или газа через такой коллектор. Поэтому с увеличением остаточной водонасыщенности фазовая и относительная проницаемости уменьшаются. 3. Величину эффективной пористости – чем больше остаточная водонасыщенность, тем меньше величина эффективной пористости.

 

 Таким образом, содержание  остаточной воды в породах-коллекторах  нефти и газа зависит от  структуры и состава породы, физико-химических  свойств породы и воды, поверхносто-молекулярных  свойств системы пласт-вода, и  влияет на важнейшие емкостно-фильтрационные  характеристики, определяющие нефтеотдающие  свойства пласта.

 

 

Природн

 

3. Физика пласта – наука,  которая занимается изучением физических свойств пород и насыщающих их флюидов: нефти, газа и воды в различных естественных и искусственных условиях, в том числе при извлечении этих флюидов из пласта.

 

 Процессы разработки  и эксплуатации нефтяных, газовых  и газоконденсатных месторождений  тесно связаны с закономерностями  фильтрации углеводородов и воды  в горных породах, слагающих  продуктивные пласты. Поэтому свойства  горных пород и пластовых жидкостей  предопределяют рациональную технологию  разработки залежей нефти и  газа и экономические по­казатели их извлечения из недр. Материалы физики пласта служат основой, на которой строятся все последующие специальные дисциплины, определяющие специализацию горного инженера, работающего в области разработки, эксплуатации газовых, га­зоконденсатных и нефтяных месторождений.

 

 Основные задачи, которые  решает физика пласта:

 

1 Изучение строения нефтегазосодержащих  пластов и физических свойств  пород, которые их образуют, в  том числе пород, которые вмещают  нефть и газ разделяют, экранируют  или подстилают.

 

2 Изучение свойств нефтей, газов и вод в пластовых  и поверхностных условиях.

 

3 Изучение взаимодействия  пластовых флюидов с породами.

 

4 Изучение капиллярных  и поверхностных явлений, которые  проявляются в пористой среде  при движении пластовых флюидов,  оказывающих влияние на нефтеотдачу.

 

5 Изучение взаимосвязей  между физическими свойствами  пород и создание так называемой  «петрофизической базы» для интерпретации  промысловой геофизики, гидродинамических  исследований скважин, подсчета  запасов месторождений нефти  и газа и других целей.

 

 Кроме промысловой  геофизики и скважинной гидродинамики  физика пласта связана с другими  дисциплинами нефтегазового дела, такими как:

 

+ нефтегазопромысловая геология (особенно при подсчете запасов  нефти и газа);

 

+ разработка и эксплуатация  месторождений (особенно при выборе  оптимальных режимов разработки, эффективных методов воздействия  на пласт);