Пластовое давление и его роль на фильтрацию нефти

Федеральное государственное  автономное образовательное

учреждение  высшего профессионального  образования

«Казанский (Приволжский) федеральный  университет»

Институт  геологии и нефтегазовых технологий

Кафедра геологии нефти и газа 

Реферат на тему «Пластовое давление и его  роль на фильтрацию нефти» 
 
 
 

                           Выполнил  студент группы 381  

                                          Шакирова А. Ф.

                                                                Проверил

                                           Ас. Вафин Р. Ф. 
 
 
 
 

     Содержание

1. Введение ….….….….….….….….….….….….….….….….….….….….…...3
2. Пластовые давления….….….….….….….….….….….….….….….….….…4
3. Пластовое давление и его расчет….….….….….….….….….….….….……6
4. Начальное пластовое давление и его значение….….….….….….….….…10
5. Роль начального пластового давления ….….….….….….….…….….……12
6. Заключение ….….….….….….….….….….….….….….….…….….…….....13
7. Список литературы ….….….….….….….….….….….….….….….….…….14

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Все залежи углеводородов обладают большим  или меньшим запасом различных  видов энергии для перемещения  нефти и газа к забоям скважин. Потенциальные возможности залежей  в этом плане зависят от разновидностей природных режимов залежей. В проявлении режимов большое место занимают значение начального пластового давления и поведение давления в процессе разработки.

     Пластовое давление — важнейший параметр, характеризующий энергию нефтегазоносных  и водоносных пластов. В формировании пластового давления участвуют гидростатическое давление, избыточное давление залежей нефти или газа (архимедова сила), давление, возникающее в результате изменения объёма резервуара (порового или трещинного пространства), а также за счёт расширения (или сжатия) флюидов и изменения их массы. Различают начальное (до вскрытия подземного резервуара или не нарушенное техногенными процессами) и текущее (динамическое) пластовое давление. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пластовые давления

     Для правильного понимания всех технологических  процессов и явлений, связанных  с эксплуатацией нефтяных месторождений  и скважин, необходимо уяснить ряд  терминов для давлений, которые определяют или влияют на эти технологические  процессы.

     Гидростатическое  давление

     Давление  в пласте-коллекторе, возникающее  под действием гидростатической нагрузки воды, перемещающейся по этому  пласту в сторону его регионального  погружения.

     Статическое давление на забое  скважины

     Статическое давление - это давление на забое  скважины, устанавливающееся после  достаточно длительной ее остановки. Оно  равно гидростатическому давлению столба жидкости в скважине высотой (по вертикали), равной расстоянию от уровня жидкости до глубины, на которой производится измерение. Обычно за такую глубину  принимается середина интервала  вскрытой толщины пласта. С другой стороны, это давление равно давлению внутри пласта, вскрытого скважинами, и поэтому оно называется пластовым  давлением.

     Статический уровень

     Уровень столба жидкости, установившийся в  скважине после ее остановки при  условии, что на него действует атмосферное  давление, называется статическим уровнем.

     Если  устье скважины герметизировано, то обычно в верхней части скважины скапливается газ, создающий некоторое  давление на уровень жидкости. В  этом случае уровень жидкости не называется статическим, хотя соответствует статическим  условиям скважины, и давление на забое  скважины равно сумме гидростатического  давления столба жидкости и давления газа.

     Динамическое  давление на забое  скважины

     Это давление устанавливается на забое  во время отбора жидкости или газа из скважины или во время закачки  жидкости или газа в скважину. Динамическое давление на забое очень часто  называют забойным давлением в отличие  от статического, которое называют пластовым давлением. Однако и статическое, и динамическое давления в то же время являются забойными.

     Динамический  уровень жидкости

     Уровень жидкости, который устанавливается  в работающей скважине при условии, что на него действует атмосферное  давление (межтрубное пространство открыто), называется динамическим уровнем.

     При герметизированном затрубном пространстве динамическое давление будет равно сумме гидростатического давления столба жидкости от уровня до забоя и давления газа, действующего на уровень. Высота столба жидкости измеряется по вертикали. Поэтому в наклонных скважинах при вычислении гидростатических давлений должна делаться соответствующая поправка на кривизну скважины. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пластовое давление и его расчет

     Пластовое давление - один из важнейших факторов, определяющих энергетические возможности  продуктивного пласта, производительность скважин и залежи в целом. Под  пластовым понимают давление, при котором в продуктивном пласте нефть, газ, вода, а в водоносном – вода, находятся в пустотах пластов-коллекторов.

     Различают статическое (или начальное) и динамическое (или текущее) пластовое давление. Статическое пластовое давление — естественное давление, не нарушенное извлечением из пласта или закачкой в него флюида. Оно изменяется под влиянием геологических процессов, зависит от глубины залегания пласта и обычно в платформенных условиях близко к гидростатическому давлению. В случаях отличия статического пластового давления. от гидростатического более чем на +/- 10—30 % (по разным авторам) различают аномально высокое  и аномально низкое пластовое давление. Динамическое пластовое давление может быть пониженным по сравнению со статическим — при откачке жидкости из скважины и повышенным — при нагнетании в скважину.

     При сравнении пластового давления в разных точках пласта различают измеренное и приведенное. приведенное отличается от измеренного на расчетную поправку, учитывающую разность глубин измерения давления в разных скважинах и изменение плотности пластовых флюидов. Непосредственные измерения осуществляются в скважинах глубинными манометрами разных конструкций.

     Если  вскрыть скважиной водоносный пласт-коллектор  и снизить в её стволе уровень  промывочной жидкости, то под действием  пластового давления в эту скважину из пласта начнет поступать вода. Её приток прекращается после того, как  столб воды уравновесит пластовое  давление.

     Аналогичный процесс – поступление в скважину нефти, газа – протекает при вскрытии нефтегазонасыщенного пласта. Следовательно, пластовое давление может быть определено по высоте столба пластовой жидкости в скважине при установлении статического равновесия в системе пласт – скважина:

     ,

     где h – высота столба жидкости, уравновешивающего , (м); ρ – плотность жидкости в скважине, (кг/); g – ускорение свободного падения, (м/). При практических расчетах давление определяют в Мпа и формулу используют в следующем виде:

      ,

     В этой формуле значение принимают за г/.

     Устанавливающийся в скважине уровень жидкости, соответствующий  – называется пьезометрическим уровнем. Его положение фиксируется расстоянием от устья скважины или значением его абсолютной отметки.

     Поверхность, проходящая через пьезометрические уровни в различных точках водонапорной системы (в скважинах), называют пьезометрической поверхностью.

     Высоту  столба жидкости h, в зависимости от решаемой задачи, определяют по всем скважинам или как расстояние от пьезометрического уровня до середины пласта-коллектора – такой столб жидкости h называют пьезометрической высотой, или как расстояние от пьезометрического уровня до условно принятой для всех скважин горизонтальной плоскости – этот столб жидкости , где z – расстояние между серединой пласта и условной плоскостью, называют пьезометрическим напором. (Рис.1)

Рис.1

     Давление, соответствующее пьезометрической высоте, называют абсолютным пластовым  давлением  , давление соответствующее пьезометрическому напору – приведенным пластовым давлением

     Зная  расстояние z и плотность жидкости в скважине , при необходимости всегда можно перейти от абсолютного пластового давления к приведенному (и наоборот): 

     В связи со сложностью рельефа земной поверхности, устья скважин, пробуренных  в разных точках на водоносный пласт, обладающий давлением, могут быть выше, ниже и на уровне пьезометрической поверхности. Это можно видеть на примере водонапорной системы, показанной на Рис.2.

     В скважинах с устьями выше пьезометрической поверхности (скв.1) можно определить по формуле

      ,

     Где – глубина скважины до середины пласта, – глубина пьезометрического уровня от устья скважины, – плотность воды (>1, т.к. пластовые воды минерализованы).

     В скважинах с устьями, совпадающими с пьезометрической поверхностью (скв.2) можно определить по формуле:

      .

     Скважины с устьями, ниже пьезометрической поверхности (скв.3) будут фонтанировать. в таких скважинах можно определить, замерив манометром давление на их герметизированных устьях:

      ,

     Где , – превышение пьезометрического уровня над устьем скважины.

Рис.2

     Для характеристики изменения  с глубиной используют градиент :

     grad = .

     Из  Рис.2 видно, что на величину grad в различных скважинах заметное влияние оказывает разность абсолютных отметок пьезометрической поверхности и устьев скважин.

     В скважинах, устья которых находятся  выше пьезометрической поверхности, значение grad меньше, а в скважинах, устья которых находятся ниже этой поверхности – значения grad больше, по сравнению с его значениями в скважинах, устья которых совпадают с пьезометрической поверхностью.

     Градиент  пластового давления имеет значения от 0,008 до 0,0025 Мпа/м и иногда более. Его величина зависит от характера водонапорной системы, взаимного расположения поверхности земли и пьезометрической поверхности.

     Среднее пластовое давление

     По  среднему пластовому давлению оценивают  общее состояние пласта и его  энергетическую характеристику, обусловливающую  способы и возможности эксплуатации скважин. Статические давления в  скважинах, расположенных в различных  частях залежи и характеризующие  локальные пластовые давления, могут  быть неодинаковыми вследствие разной степени выработанности участков пласта, его неоднородности, прерывистости и ряда других причин. Поэтому используют понятие среднего пластового давления. Среднее пластовое давление Рср вычисляют по замерам статических давлений Рi в отдельных скважинах.