Расчет параметров пластовых нефтей

 

Типовая задача

 

Свойства нефти в пластовых условиях будут существенно изменяться за счет растворения в ней нефтяного газа (Г): П_пл.н = f (Г), Г = f (t_пл, Р_пл, Р_нас), количество которого зависит от пластовых температур (t_пл) и давления (Р_пл).

По результатам пробной эксплуатации скважины нового нефтяного месторождения получены следующие данные:

1. Пластовое давление Р_пл = 180 атм;

2. Пластовая температура t_пл = 60°С;

3. Плотность нефти при н.у. r_н = 850 кг/м³ = 0, 85 т/м³;

4. Относительная плотность газа (по воздуху) для н.у. r_о.г = 0, 9;

5. Газовый фактор Г = 128 м³/м³, весь газ растворен в нефти.

Определить свойства нефти в пластовых условиях.

 

Решение:

1. Определение давления насыщения (Р_нас)

Для оценки Р_нас используют номограммы М. Стендинга ( рис. 7.1 ). Для этого из точки, соотвествующей газовому фактору, ( Г = 128 м³/м³), в левой части номограммы, проводим горизонталь вправо до пересечения с наклонной прямой относительной плотности газа (относительного удельного веса газа, r_ог = 0, 9). Затем проектируем эту точку вниз до пересечения с прямой плотности нефти (удельного веса, r_н = 0, 85 т/м³), проводим горизонталь вправо до пересечения с линией пластовой температуры ( t_пл = 60°С) и, опускаясь по вертикали вниз, находим на пересечении с осью давлений величину давления насыщения нефти газом:

Р_нас = 175 атм.

Т.е. при пластовом давлении, равном 180 атм, нефть в пласте будет находиться в недонасыщенном состоянии.

2. Определение объемного коэффициента нефти ( b )

Воспользуемся номограммой М. Стендинга ( рис. 7.2 ). В левой части номограммы находим значение газового фактора ( Г = 128 м³/м³), проводим горизонталь вправо до пересечения с линией относительной плотности газа (относительного удельного веса газа, r_о.г = 0, 9) и проектируем эту точку вниз до линии плотности нефти (удельного веса нефти, r_н = 0, 85т/м³). Затем проводим горизонталь вправо до линии пластовой температуры ( t_пл = 60°С), опускаем вертикаль до пересечения с линией пластового давления ( Р_пл = 180атм) и по горизонтали вправо находим значение объемного коэффициента нефти:

b = 1, 23.

Т.о., 1 м³ нефти при н.у. в пластовых условиях будет занимать 1, 23 м³.

3. Определение плотности нефти в пластовых условиях(r_{пл. н})

3.1. Находим вес газа, растворенного в 1 м³ нефти ( G_пл.г ):

, (7.5)

где r_н – плотность нефти при н.у., равная 0, 85 т/м³;

G_o – весовой газовый фактор ;

G_в – вес 1 м³ воздуха при н.у., равный 1, 22 кг;

r_ог – относительная плотность газа по воздуху, равная 0, 9.

 

 

 

Рис. 7.1. Номограмма М. Стендинга для определения давления насыщения

 

 

Рис. 7.2. Номограмма для определения объемного коэффициента нефти

в пластовых условиях

, (7.6)

G_о = 128 / 0, 85 = 150, 6 м³/т,

G_пл.г = 0, 85 •150, 6 • 1, 22 • 0, 9 = 141 кг.

3.2. Общий вес насыщенной нефти газом при н.у. (G_нг) равен:

, (7.7)

,

G_нг = 850 + 141 = 991 кг.

3.3. Зная объемный коэффициент нефти, рассчитаем плотность нефти в пластовых условиях (r_{пл. н}) :

, (7.8)

r_{пл. н} = 991 / 1, 23 = 806 кг/м³.

4. Определение усадки нефти(U)

Усадка нефти происходит за счет выделения из нее растворенного газа (дегазации):

, (7.9)

U = (1, 23 – 1) / 1, 23 = 0, 187 или 18, 7 %.

5. Определение вязкости нефти в пластовых условиях(m_{н. газ})

5.1. Для нашей задачи нефть в пластовых условиях находится в недонасыщенном состоянии. Тогда, пользуясь рис. 7.3, определяем вязкость дегазированной нефти ( m_{н. дег} ):

m_{н. дег} = 2, 7 спз.

Вязкость насыщенной газом нефти (при давлении насыщения Р_нас. = 175атм и газовом факторе Г = 128 м³/м³) определяем по рис.7.4:

m_{н. газ} = 0, 7 спз.

5.2. Для перенасыщенных газом нефтей существуют более сложные методики определения вязкости пластовых нефтей.

 

 

 

 

 

Рис. 7.3. Зависимость между вязкостью и удельным весом нефти

при различной температуре

 

 

 

Рис. 7.4. Кривые вязкости насыщенной газом нефти

7.1.2. Задания для самостоятельной работы

Определить давление насыщения ( Р_нас ), объемный коэфффициент нефти в пластовых условиях ( b ), плотность нефти в пластовых условиях ( r_пл.н ), коэффициент усадки нефти ( U ), вязкость пластовой нефти ( m_н.газ ) для условий таблицы 7.1.

Условные обозначения:

Р_пл – пластовое давление, атм;

t_пл – пластовая температура, °С;

r_н – плотность нефти при н.у., кг/м³;

r_ог – относительная плотность газа (по воздуху) для н.у., доли ед.;

Г – газовый фактор, м³/м³.

Таблица 7.1

 

В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 7	0, 8	0, 85	0, 9	0, 8	0, 8	0, 9	0, 7	0, 75	0, 8
Г
В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 9	0, 85	0, 8	0, 7	0, 9	0, 85	0, 7	0, 8	0, 9	0, 8
Г
В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 7	0, 65	0, 7	0, 8	0, 9	0, 8	0, 85	0, 9	0, 7	0, 8
Г
В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 9	0, 7	0, 8	0, 7	0, 9	0, 75	0, 8	0, 9	0, 6	0, 7
Г
В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 8	0, 9	0, 7	0, 8	0, 9	0, 7	0, 8	0, 7	0, 9	0, 75
Г
В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 8	0, 9	0, 6	0, 7	0, 8	0, 9	0, 7	0, 8	0, 85	0, 9
Г

Продолжение табл. 7.1

 

В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 8	0, 8	0, 9	0, 7	0, 75	0, 8	0, 9	0, 85	0, 8	0, 7
Г
В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 9	0, 85	0, 7	0, 8	0, 9	0, 8	0, 7	0, 85	0, 7	0, 8
Г
В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 9	0, 8	0, 7	0, 65	0, 7	0, 9	0, 8	0, 8	0, 9	0, 7
Г
В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 75	0, 8	0, 9	0, 85	0, 8	0, 9	0, 9	0, 8	0, 7	0, 65
Г
В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 7	0, 8	0, 9	0, 8	0, 85	0, 9	0, 7	0, 8	0, 7	0, 9
Г
В
Рпл
tпл
rн
rо г	0, 9	0, 8	0, 7	0, 6	0, 9	0, 8	0, 75	0, 9	0, 7	0, 8
Г

Сжимаемость нефтей

 

Типоваяе задача

Найти коэффициент изменения объема насыщенной газом нефти в пластовых условиях, если плотность нефти при н.у. r_н = 850 кг/м³, относительная плотность газа (по воздуху) r_г = 0, 9, газовый фактор Г = 120м³/т, давление пластовое Р _пл = 150 атм, пластовая температура t_пл = 50°С.

 

Решение:

 

1. Определение кажущейся плотности растворенного газа ( r_г.к )

Пользуясь рис. 7.5, находим кажущуюся плотность газа ( r_г.к ) для относительной плотности газа r_ог = 0, 9, плотности нефти r_н = 850 кг/м³.

Кажущая плотность растворенного газа равна r_г.к = 440 кг/м³ (0, 44 кг/л).

Рис. 7.5. Изменение кажущейся плотности газа в жидкой фазе

для нефтей с различными плотностями

2. Определение веса газа ( G_г )

Вес газа ( G_г ), растворенного в 1 м³ нефти, оценивается по уравнению:

, (7.10)

где Г – газовый фактор, равный 120 м³/т;

r_н – плотность нефти, равная 0, 85 т/м³;

r_ог – относительная плотность газа, равная 0, 9;

G_в – вес 1 м³ воздуха при н.у., равный 1, 22 кг.

G_г = 120 • 0, 85 • 0, 9 • 1, 22 = 112 кг.

3. Определение объема газа в жидкой фазе (V_г)

Объем газа в жидкой фазе составляет:

, (7.11)

V_г = 112 / 440 = 0, 255 м³.

4. Определение общего объема насыщенной газом нефти (V_нг)

Общий объем насыщенной газом нефти при атмосферном давлении оценивается по формуле (7.12):

, (7.12)

V_нг = 1 + 0, 255 = 1, 255 м³.

5. Определение веса насыщенной газом нефти(G_нг)

Вес насыщенной газом нефти определяется по формуле (7.13):

, (7.13)

G_нг = 850 + 112 = 962 кг.

6. Определение плотности насыщенной газом нефти(r_нг)

Плотность насыщенной газом нефти расчитывается следующим образом:

, (7.14)

r_нг = 962 / 1, 255 = 767 кг/м³.

7. Опреление плотности нефти в пластовых условиях (r'_нг)

Плотность нефти в пластовых условиях (r'_нг) определяется по формуле:

. (7.15)

Плотность нефти в пластовых условиях имеет еще две поправки:

1) на изменение плотности за счет расширения под влиянием температуры (∆ r_t);

2) на изменение плотности за счет сжатия под давлением (∆ r_р).

∆ r_t - поправка на расширение нефти за счет увеличения температуры, ее определяем по рис.7.6:

∆ r_t = 850 – 840 = 10 кг/м³.

∆ r_р - поправка на сжимаемость нефти, ее определяем по рис.7.7, для Р _пл = 150 атм, ∆ r_р = 8 кг/м³.

Таким образом, используя формулу (7.15), рассчитываем плотность нефти в пластовых условиях:

r'_нг = 767 - 10 + 8 = 765 кг/м³.

8. Определение коэффициента изменения объема нефти ( b )

Коэффициент изменения объема нефти b, насыщенной газом, для пластовых условий, будет равен:

, (7.16)

, (7.17)

,

b = 850 / 765 = 1, 11.

Т.е. каждый м³ нефти (н.у.) занимает в пластовых условиях объем 1, 11 м³.

9. Определение усадки нефти ( U )

Усадка нефти составляет:

, (7.18)

U = ( 1, 11 – 1 ) / 1, 11 = 0, 099 или 9, 9%.

 

Рис. 7.6. Изменение плотности нефти в зависимости от температуры ( ∆ ρ _t )

 

 

Рис. 7.7.Изменение плотности нефти в зависимости от пластового

давления ( ∆ ρ _Р ), ( 1МПа = 10 атм )

 

7.2.2. Задания для самостоятельной работы

 

Найти коэффициент изменения объема насыщенной газом нефти в пластовых условиях ( b ) и процент усадки нефти ( U ), если даны: плотность нефти при н.у. ( r_н, кг/м³), относительная плотность газа по воздуху ( r_ог ), газовый фактор ( Г, м³/т), пластовое давление ( Р_пл, атм), температура ( t_пл, °С).

 

Таблица 7.2

 

В
rн
rо г	0, 7	0, 75	0, 8	0, 95	0, 85	1, 2	1, 1	0, 7	0, 85	0, 95
Г
Рпл
tпл

Продолжение табл. 7.2

 

В
rн
rо г	0, 9	0, 85	0, 75	0, 65	0, 8	0, 9		1, 2	1, 15	1, 1
Г
Рпл
tпл
В
rн
rо г	0, 9	0, 85	0, 9	0, 75	0, 8	0, 85	0, 75	0, 9	0, 7	0, 65
Г
Рпл
tпл
В
rн
rо г	1, 1	1, 15	1, 3	1, 05	0, 75	0, 8	0, 75	0, 6	0, 85	0, 95
Г
Рпл
tпл
В
rн
rо г	0, 8	0, 7	0, 8	0, 9	1, 05	1, 2	1, 15	1, 1	0, 9	0, 85
Г
Рпл
tпл
В
rн
rо г	0, 9	0, 75	0, 8	0, 85	0, 75	0, 9	0, 7	0, 75	0, 8	0, 95
Г
Рпл
tпл
В
rн
rо г	0, 85	1, 05	1, 1	0, 7	0, 85	0, 95	0, 9	0, 85	0, 75	0, 65
Г
Рпл
tпл

Продолжение табл. 7.2

 

В
rн
rо г	0, 7	0, 65	1, 1	1, 15	1, 3	1, 05	0, 75	1, 2	1, 15	1, 1
Г
Рпл
tпл
В
rн
rо г	0, 9		0, 9	0, 75	0, 8	0, 75	0, 78	0, 95	0, 85	1, 05
Г
Рпл
tпл
В
rн
rо г	1, 1	0, 7	0, 85	0, 95	0, 9	0, 85	0, 75	1, 05	1, 2	1, 15
Г
Рпл
tпл
В
rн
rо г	1, 1	0, 9	0, 85	0, 9	0, 75	0, 8	0, 85	0, 75	1, 15	1, 1
Г
Рпл
tпл
В
rн
rо г	0, 8	0, 75	0, 7	0, 9	0, 75	0, 85	0, 8	0, 75	0, 9	0, 8
Г
Рпл
tпл

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Амикс Д., Басс Д., Уайтинг Р. Физика нефтяного пласта. – М.: Гостоптехиздат, 1962. – 569 с.

2. Котяхов Ф.И. Основы физики нефтяного пласта. – М.: Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы, 1956. – 363 с.

3. Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта. – М.: Недра, 1982. – 311 с.

4. Сваровская Н.А. Физика пласта: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – 155 с.

5. Ермилов О.М., Ремизов В.В., Ширковский Л.И., Чугунов Л.С. Физика пласта, добыча и подземное хранение газа. – М.: Наука, 1996. – 541 с.

6. Мищенко Н.Н. Расчеты в добыче нефти. – М.: Недра, 1989.– 245 с.

7. Мирзаджанзаде А.Х. и др. Физика нефтяного и газового пласта. – М.: Недра, 1992. – 269 с.

8. Требин Г.Ф., Чарыгин Н.В., Обухова Т.М. Нефти месторождений Советского Союза. – М.: Недра, 1980. – 583 с.

9. Гафаров Ш.А. и др. Физика нефтяного пласта: Учебное пособие. – Уфа: УГТНУ, 1999. – 86 с.

 

 

Учебное издание

 

⇐ Предыдущая123456789

Поделиться:

Популярное:

1. ВЗАИМОСВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ДРЕВЕСИНЫ
2. Влияние паразитных параметров на выходной импульс
3. Второй этап. Определение системы параметров.
4. Выбор закона регулирования и параметров настройки регулятора
5. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕРТЛЮГА.
6. Выявление основных параметров и ограничений
7. Глава 3. Расчет параметров сетевых графиков
8. Доверительные интервалы для параметров нормального распределения
9. И регулирования технологических параметров процесса
10. Изучить классификацию воротников различных форм, зависимость формы воротника от его конструктивных параметров.
11. Инструментальные переменные как метод оценивания параметров модели авторегрессии
12. Кафедра разработки пластовых месторождений