Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ ПЛАСТА

Стр 1 из 3Следующая ⇒


СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ ПЛАСТА

 

 

Практикум для студентов направления «Прикладная геология»

и направления «Нефтегазовое дело» заочной формы обучения

 

 

Составители А.Т. Росляк, Т.Г. Бжицких, Н.Э. Пулькина

 

 

Издательство

Томского политехнического университета


УДК 622.276.031: 53(076)

ББК 33.361: 22я73

С23

 

С23 Сборник задач по физике пласта: практикум по дисциплине «Физика пласта» для студентов направления «Прикладная геология» и направления «Нефтегазовое дело» заочной формы обучения / сост. А.Т. Росляк, Т.Г. Бжицких, Н.Э. Пулькина – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 94 с.

 

УДК 622.276.031: 53(076)

ББК 33.361: 22я73

 

Практикум рассмотрен и рекомендован

к изданию методическим семинаром кафедры

ГРНМ ИГНД 02 октября 2008 г., протокол №12.

 

Зав. кафедрой ГРНМ

канд. физ.-мат. наук

доцент ____________ Б.Б. Квеско

 

Зам. начальника учебного отдела

по заочному обучению ИГНД ____________ О.В. Маргулис

 

Председатель

учебно-методической комиссии ____________Л.В. Шишмина

 

Рецензент

Кандидат технических наук,

доцент кафедры ТХНГ ИГНД ТПУ

В.Г. Крец

 

© ГОУ ВПО «Томский политехнический

университет», 2009

© Росляк А.Т., Бжицких Т.Г.,

Пулькина Н.Э., 2009

© Оформление. Издательство Томского

политехнического университета, 2009


СОДЕРЖАНИЕ

   
Введение…………………………………………………………………
1. Определение пористости пород коллекторов……….…………...
1.1. Типовая задача………………………………………….……..
1.2. Задания для самостоятельной работы……………………….
2. Расчет проницаемости неоднородного пласта……………………
2.1. Расчет средней проницаемости пласта при горизонтально- линейной фильтрации для изолированных зон……….…….  
2.1.1. Типовая задача………………………………………….
2.1.2. Задания для самостоятельной работы………………..
2.2. Расчет средней проницаемости пласта при линейной фильтрации для изолированных зон…………………………  
2.2.1. Типовая задача………………………………………….
2.2.2. Задания для самостоятельной работы…………………
2.3. Расчет средней проницаемости пласта при радиальной фильтрации для изолированных зон…………………………  
2.3.1. Типовая задача………………………………………….
2.3.2. Задания для самостоятельной работы…………………
3. Расчет дебита фильтрующейся жидкости для различных видов пористости ……………………………………………………….…  
3.1. Оценка дебита жидкости при линейном режиме равномерной фильтрации…………………………………….  
3.1.1. Типовая задача………………………………………….
3.2. Оценка дебита жидкости при неравномерно-проницаемой фильтрации…………………………………………………..….  
3.2.1. Типовая задача………………………………………….
3.3. Оценка дебита жидкости при наличии трещиноватой фильтрации……………………………………………………..  
3.3.1. Типовая задача………………………………………….
3.4. Задания для самостоятельной работы………………………..
4. Состояние нефтяных газов в пластовых условиях………………
4.1. Типовая задача……………………………………………….…
4.2. Задания для самостоятельной работы……………………….
5. Растворимость углеводородных газов……………………………
5.1. Типовая задача………………………………….………………
5.2. Задания для самостоятельной работы……………………….
6. Фазовое состояние углеводородных систем………….….………
6.1. Расчет состояния равновесной газовой фазы……….………..
6.1.1. Типовая задача………………………………….……….
6.1.2. Задания для самостоятельной работы……..…………..
6.2. Расчет состояния равновесной жидкой фазы………………….
6.2.1. Типовая задача…………………………………………….
6.2.2. Задания для самостоятельной работы…………………...
6.3. Расчет равновесных смесей c использованием констант фазовых равновесий……………………………………………..  
6.3.1. Типовая задача…………………………………………….
6.3.2. Задания для самостоятельной работы…………………
7. Свойства нефти в пластовых условиях……………………………..
7.1. Расчет параметров пластовых нефтей………………………….
7.1.1. Типовая задача…………………………………………….
7.1.2. Задания для самостоятельной работы…………………...
7.2. Сжимаемость нефтей……………………………………………
7.2.1. Типовая задача…………………………………………….
7.2.2. Задания для самостоятельной работы…………………...
Список литературы…………………………………………………..

 


ВВЕДЕНИЕ

Эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных залежей связана с фильтрацией огромных масс жидкостей и газов в пористой среде к забоям скважин. От свойств пористых сред, пластовых жидкостей и газов зависят закономерности фильтрации нефти, газа и воды, дебиты скважин, продуктивность коллектора.

По мере эксплуатации залежей условия залегания нефти, воды и газа в пласте изменяются. Это сопровождается значительными изменениями свойств пород, пластовых жидкостей, газов и газоконденсатных смесей. Поэтому эти свойства рассматриваются в динамике – в зависимости от изменения пластового давления, температуры и других условий в залежах.

Современный инженер-нефтяник, занимающийся рациональной разработкой нефтяных и газовых месторождений, должен хорошо знать геологическое строение залежи, ее физические характеристики (пористость, проницаемость, насыщенность и др.), физико-химические свойства нефти, газа и воды, насыщающих породы, уметь правильно обработать и оценить данные, которые получены при вскрытии пласта и при его последующей эксплуатации. Эти данные позволят определить начальные запасы углеводородов в залежи. Они необходимы для объективного представления о процессах, происходящих в пласте при его разработке и на различных стадиях эксплуатации.

Основной целью практикума является изучение основных физических свойств коллекторов нефти и газа, свойств нефти и газа в пластовых условиях, фазовых состояний углеводородных систем, обучение студентов методам расчета основных свойств коллекторов и насыщающих их флюидов.

Практикум предназначен для студентов, обучающихся по направлению «Прикладная геология» и направлению «Нефтегазовое дело» заочной формы обучения.

 

 


Типовая задача

Определить коэффициент открытой пористости образца породы по данным, приведенным в таблице 1.1 (данные измерений открытой пористости получены весовым методом).

Дано:

Таблица 1.1

Наименование Значение
1. Вес сухого образца на воздухе Рс, г 26, 8
2. Вес на воздухе образца, насыщенного керосином Рк, г 28, 1
3. Вес в керосине образца, насыщенного керосином Рк.к, г 20, 7
4. Плотность керосинаrк, кг/м3

Найти: mo

Решение:

1) Определить объем открытых взаимосвязанных пор:

, (1.2)

.

2)Определить объем образца исследуемой породы:

, (1.3)

.

3) Определить коэффициент открытой пористости:

, (1.4)

или 17, 6%.

1.2. Задания для самостоятельной работы

 

Определить коэффициент открытой пористости образца породы по данным, приведенным в таблице 1.2 (данные измерений открытой пористости получены весовым методом).

Условные обозначения:

Рс – вес сухого образца на воздухе, г;

Рк – вес на воздухе образца, насыщенного керосином, г;

Рк.к – вес в керосине образца, насыщенного керосином, г;

rк – плотность керосина, кг/м3.

1, ..., 120 – номер варианта.

Таблица 1.2

 

В
Рс 27, 4 19, 3 25, 3 23, 3 19, 5 18, 7 20, 1 21, 6 23, 5
Рк 29, 2 20, 7 27, 7 25, 3 22, 4 22, 1 21, 2 23, 4 21, 9 23, 7 26, 1
Рк.к 20, 7 13, 2 15, 4 15, 8 12, 3 10, 8 11, 6 12, 2 13, 5 16, 2
rк
В
Рс 19, 5 20, 4 25, 5 27, 2 19, 5 25, 3 22, 3 20, 5 19, 7 19, 7 20, 1
Рк 21, 2 23, 2 28, 1 29, 5 20, 7 28, 7 24, 3 22, 4 22, 1 22, 2 22, 4
Рк.к 14, 5 14, 5 17, 2 21, 2 13, 2 15, 4 15, 8 12, 3 10, 8 12, 1 11, 6
rк
В
Рс 19, 5 21, 6 23, 5 19, 8 20, 4 25, 5 26, 2 27, 4 27, 2 19, 1 25, 1
Рк 21, 9 23, 7 26, 1 22, 2 22, 2 27, 1 27, 5 29, 7 29, 5
Рк.к 12, 2 13, 5 16, 2 14, 5 14, 5 17, 2 21, 2 20, 7 21, 1 13, 6 15, 8
rк
В
Рс 23, 1 19, 8 19, 3 18, 5 19, 9 18, 8 21, 4 23, 3 19, 3 20, 2 25, 3
Рк 25, 6 22, 7 22, 4 21, 5 22, 7 21, 2 25, 8 22, 1 28, 4
Рк.к 16, 2 12, 7 11, 2 11, 4 12, 6 13, 9 16, 6 14, 9 14, 9 17, 6
rк

Теория к разделу

Слои и участки с различной проницаемостью расположены параллельно-последовательно, вид фильтрации горизонтально- линейный:

Средняя проницаемость пласта оценивается следующим выражением:

, (2.3)

где – средняя проницаемость пласта;

ki – проницаемость пропластков;

Li – длина i-го пропластка;

Lобщ – общая длина пласта;

Lобщ = å Li, (для данного случая n = 4).

 

Типовая задача

Рассчитать среднюю проницаемость пласта для условий:

 

Дано:

№ участка Li, м ki, мД

Найти:

 

Решение:

,

 

.

2.1.2. Задания для самостоятельной работы

Рассчитать среднюю проницаемость неоднородного пласта, имеющего i - пропластков, длиной Li, с проницаемостью ki для случая горизонтальной фильтрации:

Li – длина i-го пропластка, м;

ki – проницаемость i -го пропластка, мД;

Ni – номер пропластков;

1, ..., 120 – номер варианта.

Исходные данные представлены в таблице 2.1.


 

Таблица 2.1

 

В  
Ni Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki  
 
 
 
 
В  
Ni Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki  
 
 
 
 
В  
Ni Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki  
 
 
 
 
В
Ni Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki
В
Ni Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki
В
Ni Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki Li ki
                                                   

 

 

Теория к разделу

Слои и участки расположены параллельно. Допустим, длина и ширина у них одинаковые, а мощности пропластков (высоты) различны, вид фильтрации линейный:

Средняя проницаемость пласта оценивается выражением:

, (2.4)

где – средняя проницаемость пласта;

ki – проницаемость i-го пропластка;

hi – мощность (высота) i-го пропластка.

Типовая задача

 

Рассчитать среднюю проницаемость пласта для условий:

Дано:

№ участка hi, м ki, мД
6, 0
4, 5
3, 0
1, 5

 

Найти:

 

Решение:

,

.

 

2.2.2. Задания для самостоятельной работы

 

Рассчитать среднюю проницаемость неоднородного пласта, имеющего i- изолированных пропластков, мощностью (высотой) hi, с проницаемостью ki для горизонтально-линейной фильтрации:

hi - мощность i-го пропластка, м;

ki - проницаемость i-го пропластка, мД;

Ni - число пропластков;

1, ..., 120 - номер варианта.

Исходные данные представлены в таблице 2.2.


Таблица 2.2

 

В
Ni hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki
1, 0 2, 0 3, 0 1, 2 3, 8 6, 0 5, 0
6, 0 3, 3 4, 5 1, 8 3, 6 5, 0 1, 2
3, 0 2, 8 1, 5 1, 4 4, 0 0, 8 1, 6
1, 2 1, 2 6, 0 6, 0 1, 2 1, 4 3, 8
В
Ni hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki
1, 8 1, 3 1, 5 8, 2 5, 0 8, 0 1, 3
1, 6 4, 2 4, 2 1, 2 4, 5 6, 0 2, 4
3, 2 6, 0 6, 2 1, 4 1, 2 1, 2 3, 2
4, 8 1, 8 1, 4 6, 0 1, 5 1, 4 3, 8
В
Ni hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki
4, 2 1, 4 1, 2 6, 0 1, 5 1, 2 1, 0
4, 8 1, 6 0, 8 5, 0 4, 2 3, 8 3, 3
2, 6 3, 6 1, 4 1, 8 1, 6 6, 0 4, 5
5, 3 5, 0 3, 8 1, 3 4, 8 3, 6 6, 0
В
Ni hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki
2, 0 5, 0 8, 0 4, 8 8, 0 1, 2 1, 4
1, 2 1, 2 2, 0 2, 4 0, 5 2, 2 6, 0
1, 8 1, 4 1, 2 1, 2 0, 9 1, 4 1, 8
6, 0 3, 8 0, 9 1, 4 2, 7 3, 8 1, 4
В
Ni hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki
1, 5 1, 2 1, 2 1, 4 2, 0 4, 2 4, 8
4, 0 1, 6 1, 4 6, 8 5, 0 5, 0 2, 4
4, 2 6, 0 6, 0 3, 2 1, 8 1, 4 1, 2
1, 6 3, 6 4, 5 4, 1 1, 2 2, 9 1, 4
В
Ni hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki hi ki
8, 0 4, 2 2, 8 1, 5 1, 8 1, 6 4, 6
0, 5 4, 8 3, 6 1, 6 1, 9 1, 7 1, 7
0, 9 1, 6 1, 5 1, 4 3, 6 1, 8 2, 9
1, 1 1, 7 1, 6 1, 7 3, 4 2, 9 4, 2

 

 


Теория к разделу

Слои и участки представляют собой цилиндрические дренируемые зоны, изолированные между собой. Если радиус скважины обозначить – rс, а радиус контура питания – rк, средняя проницаемость пласта оценивается выражением:

, (2.5)

где – средняя проницаемость пласта, мД;

ki – проницаемость зон, мД;

ri – радиус i-той зоны, м;

rс – радиус скважины, см;

rк – радиус контура питания, м.

Типовая задача

Рассчитать среднюю проницаемость пласта для условий:

 

Дано:

№ участка ri, м ki, мД  
rc = 15 см = 0, 15 м
rk= 600 м

Найти:

Решение:

,

 

.

 

2.3.2. Задания для самостоятельной работы

Рассчитать среднюю проницаемость неоднородного пласта, состоящего из i – цилиндрических дренируемых, изолированных между собой зон, если радиус скважины – rс, радиус контура питания – rк; радиусы дренируемых зон – ri; с проницаемостью ki, мД:

ri – радиусы дренируемых зон, м;

ki – проницаемость дренируемых зон, мД;

rс – радиус скважины, см;

rк – радиус контура питания, м;

1, ..., 120 – номер варианта.

Исходные данные представлены в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3

 

В
Ni ri ki   ri ki   ri ki   ri ki  
rc= rc= rc= rc=
rk= rk= rk= rk=
В
Ni ri ki   ri ki   ri ki   ri ki  
rc= rc= rc= rc=
rk= rk= rk= rk=
В
Ni ri ki   ri ki   ri ki   ri ki  
rc= rc= rc= rc=
rk= rk= rk= rk=

Продолжение табл. 2.3

 

В
Ni ri ki   ri ki   ri ki   ri ki  
rc= rc= rc= rc=
rk= rk= rk= rk=
В
Ni ri ki   ri ki   ri ki   ri ki  
rc= rc= rc= rc=
rk= rk= rk= rk=
В
Ni ri ki   ri ki   ri ki   ri ki  
rc= rc= rc= rc=
rk= rk= rk= rk=
В
Ni ri ki   ri ki   ri ki   ri ki  
rc= rc= rc= rc=
rk= rk= rk= rk=
В
Ni ri ki   ri ki   ri ki   ri ki  
rc= rc= rc= rc=
rk= rk= rk= rk=
В
Ni ri ki   ri ki   ri ki   ri ki  
rc= rc= rc= rc=
rk= rk= rk= rk=

Теория к разделу

Рассмотрим случай субкапиллярной фильтрации, т.е. фильтрация равномерная и проходит через всю площадь образца, имеющего субкапиллярную пористость.

Дебит жидкости при линейном режиме оценивается уравнением Дарси:

, (3.1)

где kпр – проницаемость, Д;

F – площадь фильтрации, см2;

∆ P – перепад давления, атм;

m – вязкость, спз;

L – длина, см.

 

Типовая задача

Дан кубик породы размером 10х10х10 см, имеющий проницаемость 10 мД, через который фильтруется жидкость вязкостью 1 спз при градиенте давления ( ∆ P/L ), равном 0, 25 атм/м. Определить дебит жидкости.

 

Дано:

kпр = 10 мД = 0, 01 Д;

F = 100 см2;

∆ P/L = 0, 25 атм/м = 0, 0025 атм/см;

m = 1 спз.

 

Найти: Q1

 

Решение:

,

.

 


Теория к разделу

Проницаемость жидкости при фильтрации через капилляр оцениваем из соотношения уравнений Дарси:

(3.2)

и Пуазейля:

, ( 3.3)

откуда:

, (3.4)

где kпр.кап – проницаемость при фильтрации жидкости через капилляр, Д;

F – площадь фильтрации, см2;

∆ P – перепад давления, атм;

m – вязкость, спз;

L – длина, см.

После преобразования коэффициента проницаемости и радиуса капилляра к одной размерности получим эмпирическое уравнение для оценки коэффициента проницаемости при фильтрации жидкости через капилляр:

. (3.5)

Типовая задача

Дан кубик породы размером 10х10х10 см, имеющий проницаемость 10 мДарси, через который фильтруется жидкость вязкостью 1 спз при градиенте давления ( ∆ P/L ), равном 0, 25 атм/м. В этом кубике существует один капилляр диаметром 0, 2 мм. На сколько увеличится суммарный дебит при прочих равных параметрах m и ∆ P/L?

 

Дано:

Dк = 0, 2 мм = 0, 02 см;

∆ P/L = 0, 25 атм/м = 0, 0025 атм/см;

m = 1 спз;

Nк =1.

 

Найти: Q2 - дебит при фильтрации через капилляр;

Q3 - суммарный дебит за счёт субкапиллярной и капиллярной фильтрации.

 

Решение:

,

,

.

Рассчитаем дебит через этот капилляр:

,


123Следующая ⇒
Поделиться:



Популярное:

  1. I I. Цели, задачи, результаты выполнения индивидуального проекта
  2. I. Автоматизации функциональных задач в государственном и региональном управлении.
  3. II. Основные задачи управления персоналом.
  4. II. Решить следующие ниже финансовые задачи на листе “Задачи”.
  5. II. Цели, задачи и предмет деятельности
  6. III. Задачи, решаемые организацией с помощью ИСУ и ИТУ.
  7. III. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И ПРИНЦИПЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАЙОННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОФСОЮЗА
  8. III. Экономико-управленческие задачи производственной практики
  9. IV. Решить следующую задачу.
  10. А. П. Петрова. «Сценическая речь» - Пути воплощения сверхзадачи
  11. АДМИРАЛ РЕШАЕТ ТРУДНУЮ ЗАДАЧУ
  12. Алгоритм решения ситуационных задач

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-09; Просмотров: 1640; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.158 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь