|
ОСНОВЫ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОЛОГИИСтр 1 из 7Следующая ⇒ Глава I. ОСНОВЫ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОЛОГИИ Сулейманов А. Б., Карапетов К. А., Яшин А. С. Техника и технология ка-гитального ремонта скважин: Учебное пособие для учащихся профтехобразо-ьлния и рабочих на производстве. — М,, Недра, 1987. — 316 с., ил. Приведены сведения по нефтепромысловой геологии, технике и технологии добычи нефти и газа. Описаны наземное и внутрискважинное оборудование эксплуатационных скважин, агрегаты, оборудование и инструмент, используемые при капитальном ремонте. Изложены технология проведения ремонтных работ и работ по повышению нефтеотдачи пластов, организация труда бригад капитального ремонта и экономика ремонтных работ. Большое внимание уделено охране труда и окружающей среды. Для учащихся профессионально-технических училищ, а также подготовки и повышения квалификации бурильщиков и помощников бурильщиков капитального ремонта скважин, может быть использовано при профессиональном обучении рабочих на производстве. Табл. 22, ил. 115.
Б. Я. Зарецкий (Миннефтепром), Б. А. Лерман (ПО Издательство «Недра», 1987 НЕФТЯНАЯ (ГАЗОВАЯ) ЗАЛЕЖЬ И НЕФТЯНОЕ (ГАЗОВОЕ) МЕСТОРОЖДЕНИЕ Горные породы, составляющие земную толщу, подразделены на два основных вида — изверженные и осадочные. Изверженные породы образуются при застывании жидкой магмы в толще земной коры (гранит) или вулканических лав на поверхности земли (базальт). Осадочные породы образуются путем осаждения (главным образом в водной среде) и последующего уплотнения минеральных и органических веществ различного происхождения. Эти породы обычно залегают пластами. Все горные породы имеют поры — свободные пространства между зернами, т. е. обладают пористостью. Но промышленные скопления нефти (газа) содержатся главным образом в осадочных породах-—песках, песчаниках, известняках, являющихся хорошими коллекторами для жидкостей и газов. Эти породы обладают проницаемостью, т. е. способностью пропускать жидкости и газы через систему многочисленных каналов, связывающих пустоты в породе. Нефть и газ встречаются в природе в виде скоплений, залегающих на глубинах от нескольких десятков метров до нескольких километров от земной поверхности. Пласты пористой породы, поры и трещины которой заполнены нефтью, называются нефтяными (газовыми) пластами или горизонтами. Пласты, в которых имеются скопления нефти (газа), называют залежами нефти (газа). Обычно залежь нефти (газа) бывает приурочена к определенной тектонической структуре, под которой понимают форму залегания горных пород. Термин тектоническая структура или просто структура применяют очень широко. Он характеризует структуру земли в целом, ее областей, районов и небольших участков. Совокупность залежей нефти и газа, сконцентрированных в недрах на одной и той же территории и подчиненных в процессе образования единой тектонической структуре, называется нефтяным (газовым) месторождением. В частном случае, когда нефтяное или газовое месторождение состоит всего лишь из одной залежи нефти (газа), понятия о нефтяном (газовом) месторождении и нефтяной (газовой) залежи совпадают. НЕФТЬ И ЕЕ СВОЙСТВА Нефть и нефтяной газ — это сложная смесь углеводородов (соединений углерода с водородом). Известно множество соединений углерода и водорода, различающихся характером сцепления атомов углерода и водорода и их числом в молекуле. В зависимости от этого одни углеводороды при нормальных условиях (т. е. при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 0°С) находятся в газообразном состоянии (природный и нефтяной газы), другие — в жидком (нефть) и, наконец, имеются углеводороды, которые находятся в твердом состоянии (парафины, содержащиеся почти во всех нефтях). В среднем в нефти содержится 82—87% углерода (С), 11— 14% водорода (Н) и 0,4—1% примесей — соединений, содержащих кислород, азот и серу, асфальтовые и смолистые вещества. Товарные качества нефтей определяют в лабораторных условиях путем ее разгонки, которая основана на том, что каждый углеводород, входящий в состав нефти, имеет определенную температуру кипения. При подогреве нефть начинает кипеть, и при этом выкипают и испаряются в первую очередь легкие углеводороды, имеющие наиболее низкую температуру кипения. При дальнейшем нагревании начинают испаряться более тяжелые. Обычно в лабораторных условиях разгонку нефти проводят в интервалах температур до 100, 150, 200, 250, 300 и 350 °С. Пары нефти, подогретой до определенной температуры, собирают и охлаждают, затем они снова превращаются в жидкость, характеризующую группу углеводородов, выкипающих из нефти в данном интервале температур. Таким образом, при подогреве нефти в зависимости от температуры из нее вначале испаряются самые легкие — бензиновые фракции, затем более тяжелые — керосиновые, соляровые и т. д. Считают, что фракции нефти, кипящие в интервале 40— 200 °С, бензиновые, 150—300 °С —керосиновые, 300—400 °С-соляровые, при 400 °С и выше — масляные. По содержанию смолистых веществ нефти подразделяют на три группы: малосмолистые — содержание смол не более 18%; смолистые — содержание смол от 18 до 35%; в ы с о к о с м о-л и с т ы е — содержание смол более 35%. По содержанию парафина нефти делятся также на три группы: б ее п а р а ф и н исты е — содержание парафина до 1%; слабопарафинистые — содержание парафина от 1 до 2%; парафинистые — содержание парафина более 2%. Содержание в нефти большого количества смолистых и пара-финистых соединений делает ее вязкой и малоподвижной, что вызывает необходимость проведения особых мероприятий для извлечения ее на поверхность и последующей транспортировки. По содержанию серы нефти подразделяют на малосернистые — содержание серы до 0,5%; сернистые — содержание серы от 0,5 до 2,0%; в ы с о к о с е р н и с т ы е — содержание серы более 2,0%. Содержание в нефтях сернистых соединений ухудшает их качество, вызывает осложнения при добыче, перекачке и переработке нефти вследствие усиленной коррозии металлического оборудования. О качестве нефти в промысловой практике ориентировочно судят по ее плотности. Как известно, плотность характеризуется массой, приходящейся на единицу объема. Плотность нефти при нормальных условиях колеблется от 700 (газовый конденсат) до 980 и даже 1000 кг/м3. Легкие нефти с плотностью до 880 кг/м3 наиболее ценные, так как обычно в них содержится больше бензиновых и масляных фракций. Важнейшее физическое свойство любой жидкости, в том числе и нефти,— в яз кость, т. е. свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц при движении. Различают динамическую и кинематическую вязкости. За единицу динамической вязкости принимают вязкость такой жидкости, при движении к о т оро и в озни к ает сила внутреннего тренияв 1 Н (Ньютон) на площади 1 м2 междуслоям и, движущимися на расстоянии 1 м с относительной скоростью 1 м/с. Размерность динамической вязкости: [m] = Па-с (паскаль-секунда). Вязкость пластовых жидкостей, в том числе и нефти, обычно намного ниже 1 Па-с. В промысловой практике для удобства принято пользоваться единицей вязкости, в 1000 раз меньшей — мПа-с (миллипаскаль-секунда). Так, вязкость пресной воды при температуре +20°С составляет 1 мПа-с. Вязкость нефтей, добываемых в СССР, в зависимости от их характеристики и температуры изменяется от 1 до нескольких десятков мПа-с. Встречаются нефти с вязкостью 100 и даже 200 мПа-с (0,1—0,2 Па-с) и более. Кинематическая вязкость—отношение динамической вязкости к плотности, измеряют ее в м2/с. Иногда для оценки качества нефти и нефтепродуктов пользуются относительной (условной) вязкостью, показывающей во сколько раз вязкость данной жидкости больше или меньше вязкости воды при определенной температуре. Измерения проводят обычно путем сравнения времени истечения из отверстия вискозиметра Энглера равных объемов исследуемой жидкости и воды. Результаты определений выражают в градусах условной вязкости °ВУг, где индекс t указывает температуру измерения. За число градусов условной вязкости при данной температуре принимают отношение времени истечения из вискозиметра Энглера 200 см3 испытуемой жидкости ко времени истечения 200 см3 воды из того же прибора при температуре 20°С. С повышением температуры вязкость нефти (как и любой Другой жидкости) уменьшается. С увеличением количества растворенного в нефти газа вязкость нефти также значительно уменьшается. На нефтяных месторождениях обычно наблюдается увеличение температуры с глубиной. Кроме того, в нефти, как правило, всегда содержится определенное количество растворенного газа. Поэтому вязкость нефти в пластовых условиях всегда меньше, чем вязкость на поверхности. НЕФТЯНЫЕ ГАЗЫ И ИХ СВОЙСТВА Газы, добываемые из нефтегазовых залежей вместе с нефтью, называют нефтяными газами. Они представляют собой смесь углеводородов — метана, пропана, бутана, пентана и др. Самый легкий из всех углеводородов — метан; в газах, добываемых из нефтяных и газовых месторождений, метана содержится от 40 до 95 %. Одной из основных характеристик углеводородных газов является относительная плотность, под которой понимают отношение массы объема данного газа к массе такого же объема воздуха при нормальных условиях. Относительная плотность нефтяных газов колеблется от 0,554 для метана до 2,49 для пентана и выше. Чем больше в нефтяном газе легких углеводородов — метана СН4 и этана C2H6 (относительная плотность— 1,038), тем легче этот газ. При нормальных условиях метан и этан находятся в газообразном состоянии. Следующие за ними по относительной плотности пропан — С3Н8 (1,522) и бутан — С4Н10 (2,006) также относятся к газам, но легко переходят в жидкость даже при небольших давлениях. В зависимости от преобладания в нефтяных газах легких (метан, этан) или тяжелых (пропан и выше) углеводородов газы разделяются на сухие и жирные. Сухим газом называют природный газ, который не содержит тяжелых углеводородов или содержит их в незначительных количествах. Жирным газом называют газ, содержащий тяжелые углеводороды в таких количествах, когда из него целесообразно получать сжиженные газы или газовые бензины. На практике принято считать жирным газом такой, в 1 м3 которого содержится более 60 г газового бензина. При меньшем содержании газового бензина газ называют сухим. С тяжелыми нефтями добывают преимущественно сухой газ, состоящий главным образом из метана. В нефтяных газах, кроме углеводородов, содержатся в незначительных количествах углекислый газ, сероводород и др.. Состояние газа характеризуется давлением р, температурой Т и объемом V. Соотношения между этими параметрами определяются законами газового состояния идеального газа. Однако при одних и тех же условиях состояние реальных газов (в том числе и природного, нефтяного) значительно отклоняется от состояния идеальных газов. Согласно кинетической теории газов, идеальным считается газ, молекулы которого не взаимодействуют друг с другом, в то время как в действительности молекулы реальных газов взаимодействуют между собой под влиянием сил притяжения. С повышением давления молекулы газа сближаются и внешние силы, сжимающие газ, увеличивают силы притяжения между молекулами. В результате при одних и тех же условиях реальные газы сжимаются сильнее, чем это следует согласно законам для идеальных газов. Когда реальный газ сжат до больших давлений, межмолекулярные расстояния сокращаются настолько, что отталкивающие силы начинают оказывать большие сопротивления дальнейшему уменьшению объема. При этом реальный газ сжимается в меньшей степени, чем идеальный. Эти отклонения свойств реальных и идеальных газов настолько значительны, что на практике ими пренебрегать нельзя. Степень отклонения сжимаемости реальных газов от идеальных характеризуется коэффициентом сжимаемости — отношением объема реального газа к объему идеального газа в одних и тех же условиях. Приведем уравнение Клайперона, называемое уравнением состояния реального газа; pV = zmRT, (1.1) где р —давление, Па; V — объем газа, м3; т — масса газа, кг; R — газовая постоянная, Дж/(кг-°С); Т — абсолютная температура, °С; z — коэффициент сверхсжимаемости (обычно определяется по экспериментальным графикам). Важной характеристикой природного газа является растворимость его в нефти. По закону Генри растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна давлению газа: Vr = apVm, (1.2) где Vr — объем растворенного газа, приведенный к атмосферному давлению, м3; а —-коэффициент растворимости, Па-1; р — абсолютное давление газа, Па; Vж — объем жидкости, в которой растворен газ, м3. Как следует из формулы (1.2) коэффициент растворимости показывает, сколько газа растворяется в единице объема жидкости при повышении давления на единицу. Коэффициент растворимости в зависимости от условий растворения изменяется от 0,4-10~5 до 1*10-5Па-1. Со снижением давления до определенного значения начинает выделяться растворенный в нефти газ. Давление, при котором из нефти начинают выделяться первые пузырьки растворенного газа, называют давлением насыщения пластовой нефти. Это давление зависит от состава нефти и газа, соотношения их объемов и от температуры. Если в пласте имеется свободный газ (например, при наличии газовой шапки), то давление насыщения нефти газом равно пластовому давлению или близко к нему. Если при постоянной температуре повышать давление какого-либо газа, то после достижения определенного значения дав- ления, этот газ сконденсируется, т. е. перейдет в жидкость. Для каждого газа существует определенная предельная температура, выше которой ни при каком давлении газ нельзя перевести в жидкое состояние. Наибольшая температура, при которой газ не переходит в жидкое состояние, как бы велико ни было давление, называется критической температурой. Давление, соответствующее критической температуре, называется критическим давлением. Таким образом, критическое давление — это предельное давление, при котором и менее которого газ не переходит в жидкое состояние, как бы ни была низка температура. Так, например, критическое давление для метана 4,7 МПа, а критическая температура минус 82,5 °С. НЕФТЕСОДЕРЖАЩИЕ КОЛЛЕКТОРЫ Нефтесодержащие коллекторы или породы-коллекторы (пески, песчаники, конгломераты, трещиноватые и кавернозные известняки и доломиты) — породы, у которых поры, пустоты и трещины могут быть вместилищами нефти и газа. Песок — мелкообломочная рыхлая горная порода, состоящая из зерен (песчинок), подразделяется на крупнозернистый, мелкозернистый, среднезернистый и тонкозернистый. По форме зерен различают пески округленные и угловатые. Песчаник — обломочная осадочная горная порода из сцементированного песка. Состоит главным образом из зерен кварца. Глины — тонкодисперсные горные породы, состоящие в основном из так называемых глинистых минералов — силикатов со слоистой кристаллической структурой. В нефтеносных и газоносных месторождениях глины играют роль непроницаемых перекрытий, между которыми залегают пласты пород, заполненные нефтью, газом и водой. СТРУКТУРНАЯ КАРТА Наряду с геологическими профилями для всестороннего и подробного изучения строения недр нефтяного месторождения пользуются структурными картами. Структурная карта представляет собой изображение в горизонталях (изогипсах) рельефа кровли или подошвы какого-либо пласта. Подобно топографической, такая карта, построенная в горизонталях, отображает форму поверхности кровли или подошвы условно выбранной опорной залежи. Она дает наглядное представление о строении данного горизонта, обеспечивает наиболее точное проектирование скважин, облегчает изучение залежей нефти и газа, помогает изучению неоднородности пластов (толщины, пористости, проницаемости и т. п.). При построении структурных карт за базисную поверхность обычно принимают уровень моря, от которого и ведут отсчет глубин горизонталей подземного рельефа. Карты строят в горизонталях (изогипсах)—линиях, соединяющих точки местности с одной и той же высотой. На рис. 1.7 показана структурная карта с изогипсами, проведенными через 10 м. Обычно расстояния между изогипсами выбирают в зависимости от степени выраженности структур (углов падения). Так, на месторождениях с пологим залеганием пластов они составляют 2—5 м, при больших углах падения изогипсы—10—25 м и более. При одинаковых углах падения пластов расстояния между изогипсами остаются одинаковыми. Если углы падения увеличиваются, то соответственно сокращаются и расстояния между изогипсами, если углы уменьшаются, эти расстояния увеличиваются. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. В каких породах залегает нефть? 2. Что мы называем нефтяной залежью и нефтяным место 3. Расскажите о структурных формах нефтегазовых место 4. Расскажите о геологических нарушениях. 5. Что представляет собой нефть? 6. Каким путем определяют товарные качества нефти? 7. Как подразделяют нефти по содержанию смолистых ве 8. Что такое вязкость? В каких пределах изменяется вяз 9. Какой газ называется сухим? Жирным?
10. Какой газ называется идеальным? 11. Какое давление называют давлением насыщения пласто 12. Что такое критическое давление и критическая темпера 13. Что понимают под коэффициентом водонасыщенности и 14. Какие породы называют породами-коллекторами? 15. Какие свойства пород называются коллекторскими? 16. Что такое пористость? 17. Что такое проницаемость? 18. Что такое коэффициент проницаемости и в каких едини 19. Что такое геологический разрез? 20. Что такое геологический профиль? 21. Что представляет собой структурная карта? 22. Что такое пластовое давление? Температура? 23. Что понимают под геотермическим градиентом и геотер 24. Какие существуют режимы нефтегазоносных залежей? 25. Чем характеризуется водонапорный режим? 26. Каковы особенности режима растворенного газа? 27. Что такое газовый фактор? 28. Расскажите о показателе эффективности разработки неф Что понимают под электрическим каротажем? На чем основаны радиоактивные методы каротажа? Какие методы радиоактивного каротажа Вы знаете? Какими методами проводят контроль качества цементи-эвания обсадной колонны? Глава I. ОСНОВЫ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОЛОГИИ Сулейманов А. Б., Карапетов К. А., Яшин А. С. Техника и технология ка-гитального ремонта скважин: Учебное пособие для учащихся профтехобразо-ьлния и рабочих на производстве. — М,, Недра, 1987. — 316 с., ил. Приведены сведения по нефтепромысловой геологии, технике и технологии добычи нефти и газа. Описаны наземное и внутрискважинное оборудование эксплуатационных скважин, агрегаты, оборудование и инструмент, используемые при капитальном ремонте. Изложены технология проведения ремонтных работ и работ по повышению нефтеотдачи пластов, организация труда бригад капитального ремонта и экономика ремонтных работ. Большое внимание уделено охране труда и окружающей среды. Для учащихся профессионально-технических училищ, а также подготовки и повышения квалификации бурильщиков и помощников бурильщиков капитального ремонта скважин, может быть использовано при профессиональном обучении рабочих на производстве. Табл. 22, ил. 115.
Б. Я. Зарецкий (Миннефтепром), Б. А. Лерман (ПО Издательство «Недра», 1987 Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|