реферат нефтегазовая гидромеханика (1). Движение жидкостей в природных пластах

• Название: Движение жидкостей в природных пластах
• Дата: 14.03.2021
• Размер: 28.27 Kb.
• Имя файла: реферат нефтегазовая гидромеханика (1).docx
• Тип: Реферат; #184518

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Заочно-вечерний факультет

Кафедра прикладной геологии


РЕФЕРАТ

по нефтегазовой гидромеханике
на тему: Движение жидкостей в природных пластах.

Выполнил

студент группы: НДДбз-15-1

Марков А.А.

Проверил преподаватель:

доцент, к.г.м.н.

Аузина Л.И.

Иркутск 2019 г.

Содержание.

Введение 3

1 Особенности теории движения жидкости в природных пластах 4

2 Особенности движения жидкостей в пористых средах 6

Заключение 8

Список литературы 9

1) Баренблат Г. И., Ентов. М., Рыжик В. М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М., Недра, 1984, 211 с. 9

2) Пономарева И.Н., Мордвинов В.А. Подземная гидромеханика: Учебное пособие. – Пермь, Перм. гос. техн. ун-т, 2009. – 103стр., ил.19. 9

Режим доступа:;https://msd.com.ua/dvizhenie-zhidkostei-i-gazov-v-prirodnyx-plastax/poristye-sredy/ 9

Введение

Механика, древнейший раздел физики, по сей день остается основой прогресса современной техники, что особенно ясно видно на примере нефтяной и газовой промышленности. Почти все технологические процессы этих отраслей народного хозяйства, начиная с бурения скважин и кончая транспортированием добытой продук­ции по магистральным нефте и газопроводам, являются механи­ческими по своей природе. Центральное место в технологическом цикле занимают процессы разработки нефтяных месторождений.

Цель: Изучить тему, связанную с передвижением жидкостей в природных пластах.

Задачи:

1 Особенности теории движения жидкости в природных пластах

2 Особенности движения жидкостей в пористых средах

Заключение

Использование научных методов для совершенствования тех­нологии— давняя традиция нефтяной и газовой промышленности. Основоположниками углубленного приложения механики к неф­тяному делу в нашей стране были В. Г. Шухов и Л. С. Лейбензон, труды которых составляют предмет справедливой гордости отече­ственной технической мысли.

В наше время существенно увеличились масштабы добычи нефти и газа и вводятся в разработку месторождения со сложны­ми физико-геологическими условиями, решается важнейшая проб­лема увеличения полноты извлечения нефти из недр. В связи с этим значительно повысился уровень требований к пониманию того, как движутся в пластах насыщающие их жидкости — нефть, газ и вода.

1 Особенности теории движения жидкости в природных пластах

Месторождения нефти и природного газа чаще всего приуро­чены к поднятиям или складкам пластов терригенных и карбо­натных осадочных пород (песчаников, известняков, алевролитов, глин),представляющих собой скопления зерен минералов, связан­ных цементирующим материалом и преобразованных в результа­те геологических процессов.

Поровое пространство терригенных пород — сложная нерегу­лярная система сообщающихся (иногда — изолированных) межзеренных пустот с размерами пор, составляющими единицы или десятки микрометров. В карбонатных породах (известняках, доломитах) система пор более неоднородна, кроме того, гораздо более развита система вторичных пустот, возникших после образования самой породы.

Сюда относятся трещины, вызванные тектоническими напряже­ниями, а также каналы и каверны, возникшие благодаря раство­рению скелета породы водой (иногда сопровождающемуся хими­ческой реакцией). Протяженность трещин и размеры каверн могут намного превосходить размеры первичных пор.

Жидкие или газообразные углеводороды, плотность которых меньше плотности воды, скапливаются в поднятиях («ловушках») пород, вытесняя ранее находившуюся там воду. Чтобы место­рождение нефти или газа могло сохраниться, пласты-коллекторы должны быть изолированы от выше- и нижележащих проницае­мых пластов кровлей и подошвой: слоями непроницаемых пород, чаще всего глин или соли.

Строение нефтяных и газовых залежей осложняется значи­тельной неоднородностью и прежде всего многослойностью слагающих их пород. Нефте - и газоносные пласты часто пере­секаются крупными тектоническими нарушениями — разрывами сплошности пород. Добыча нефти и газа, разведка месторождений и исследование пластов ведутся через отдельные скважины диа­метром 10—20 см, отстоящие друг от друга на сотни метров.

Мы напомнили эти общеизвестные факты, чтобы подчеркнуть вытекающие из них особенности теории фильтрации нефти и газа в природных пластах. Одна из них заключается в необходимости одновременно рассматривать процессы в областях, характер­ные размеры которых различаются на порядки: размер пор (единицы и десятки микрометров), диаметр скважин (десятки сантиметров), толщины пластов (единицы и десятки метров), расстояния между скважинами (сотни метров), протяженность месторождений (до десятков и даже сотен километров). Кроме того, неоднородность пластов (по толщине и площади) имеет характерные размеры практически любого масштаба.

Сведения о пласте при всем их разнообразии всегда ограниче­ны. Они складываются из геологической и геофизической инфор­мации: данных исследования образцов породы и гидродинамиче­ских исследований скважин, результатов анализа отобранных из скважин проб нефти, газа и пластовой воды; и, наконец, из ис­тории разработки, т. е. совокупности данных по динамике измене­ния давлений, отбора или закачки нефти и воды по отдельным скважинам и в целом по объекту.

Даже если имеется весь пере­численный объем информации, что бывает далеко не всегда, ее недостаточно для однозначного построения модели пласта. Это яс­но хотя бы из того, что любая модель строится на интерполяции по пласту данных, полученных на основе единичных скважинных измерений, и обычно нет веских оснований считать это адекватным представлением того, что на самом деле происходит в пласте. В этих условиях основная задача исследования заключается в уста­новлении качественных закономерностей, устойчивых тенденций, а также количественных соотношений, устойчивых к вариации ис­ходных данных.

Целью расчета оказывается не столько точное определение всех характеристик процесса, сколько расширение той совокупности сведений, которые учитываются при выборе, на­пример, системы разработки месторождения или метода воздей­ствия на пласт. Последующее поведение пласта позволяет внести коррективы и уточнить при­нятую модель.

Все это сближает под­земную гидродинамику с те­оретической физикой. Ре­шающую роль играет поста­новка задачи и такой анализ результатов ее ре­шения, который позволяет сделать некоторые общие, скорее, качественные, за­ключения. Напротив, увели­чение точности качественно ясных результатов оказыва­ется зачастую ненужным.

2 Особенности движения жидкостей в пористых средах

Движение жидкостей, газов и их смесей в пористых средах составляет предмет изучения особого раздела гидродинамики — подземной гидродинамики (теории фильтрации). Сложный и нерегулярный характер структуры порового прост­ранства не позволяет изучать движение жидкости и газов в нем обычными методами гидродинамики, т. е. путем решения уравне­ний движения вязкой жидкости для области, представляющей собой совокупность всех пор. Действительно, простая оценка показывает, что если бы мы хотели построить такое решение, то оказалось бы невозможным записать граничные условия даже для небольшого месторождения. Однако в такой записи и таком решении нет необходимости: с увеличением числа отдельных микродвиже­ний, составляющих макроскопическое фильтрационное движение, начинают проявляться суммарные статистические закономерности, характерные для движения в целом и несправедливые для одного или нескольких поровых каналов. Это характерно для систем с большим числом однородных элементов, слабо связанных между собой. Такие системы могут быть описаны как некоторые сплош­ные среды, свойства которых не выражаются непосредственно че­рез свойства составляющих элементов, а являются осредненными характеристиками достаточно больших объемов среды.

Так, в гидродинамике не изучается движение отдельных моле­кул, а вводятся некоторые осредненные динамические характерис­тики жидкости как сплошной среды и рассматриваются только объемы жидкости, размеры которых достаточно велики по сравнению с межмолекулярными расстояниями, чтобы в любом элементе содержалось достаточно большое число молекул и было бы воз­можно использование осредненных характеристик.

Аналогично этому теория фильтрации строится на представле­нии о том, что пористая среда и заполняющая ее жидкость обра­зуют сплошную среду. Это означает, что элементы системы жидкость — пористая среда, которые считаются физически беско­нечно малыми, все же достаточно велики по сравнению с разме­рами пор и зерен пористой среды; только для объема, в котором заключено большое число пор и зерен, достаточно представительны вводимые осредненные характеристики. В применении к меньшим объемам выводы теории фильтрации теряют силу.

С точки зрения теории фильтрации значение твердого скелета пористой среды прежде всего геометрическое, он ограничивает ту область пространства, в которой движется жидкость. Лишь в бо­лее специальных случаях, о которых будет сказано ниже, прихо­дится рассматривать силовое взаимодействие между скелетом и прилежащими к нему слоями жидкости. Поэтому свойства пори­стой среды в теории фильтрации описываются некоторым набором геометрических средних характеристик.

Важнейшая характеристика элемента пористой среды — ее порис­тость т, равная отношению объема Vп, занятого в выделенном эле­менте порами, к общему объему элемента V:

т = Vп/V

Соотношением определяется средняя пористость данного элемента. Выбрав некоторую точку пористой среды, окружая ее элементами все меньшего объема, можно найти локальную порис­тость как предельное значение при стягивании объема. Сущест­венно, что это — «промежуточный» предельный переход: при «стя­гивании» размеры элемента должны оставаться большими по сравнению с микромасштабом пористой среды (размером пор или зерен). Ситуация здесь вполне аналогична положению в других разделах механики сплошной среды; так, при определении локаль­ной плотности газа размер объема всегда выбирается большим по сравнению с длиной свободного пробега.

Обычно различают полную пористость, когда учитываются все поры, и активную, когда учитываются лишь те, которые входят в единую систему соединенных между собой пор и могут быть за­полнены жидкостью извне. Для наших целей существенна, естест­венно, лишь активная пористость, поэтому в дальнейшем под по­ристостью понимается именно она.

Наряду с пористостью т иногда вводится понятие просветности п — отношения площади активных пор в любом сечении, проходящем через данную точку, ко всей площади сечения. Легко убедиться, что в сделанных пред­положениях просветность в данной точке не зависит от выбора на­правления сечения и равна пористости т.

Пористость одинакова для геометрически подобных сред и не характеризует размеров пор. Поэтому для описания пористой среды необходимо также указать некоторый характерный размер порового пространства d. Имеется много по существу равноцен­ных способов определения этого размера. Естественно, например, за характерный размер d принимать некоторое среднее значение радиуса порового канала I или отдельного зерна пористого ске­лета (понимаемые как средние значения соответствующих случай­ных величин).

Кривые распределения размеров пор или зерен содержат зна­чительно больше информации о микроструктуре пористой среды, чем просто средние значения. Поэтому предпринимались много­численные попытки определения всех геометрических и гидро­динамических характеристик пористой среды на основе кривых распределения.

Однако зависимости гидродинамических характе­ристик пористой среды от параметров кривых распределения не могут быть универсальными — одинаковыми для разных пород. Дей­ствительно, вводя, например, тонкие непроницаемые перегородки, можно коренным образом изменить гидродинамические характе­ристики среды, не изменив либо слабо изменив вид кривых рас­пределения.

В то же время для различных процессов существен­ны разные статистические характеристики размеров пор и зерен. Так, для процессов переноса в пористой среде существенна сте­пень неоднородности составляющих пористой среды — пор и зерен. В этом случае наряду со средним значением размера существенна него дисперсия, характеризующая степень отклонения от среднего значения.

Заключение

В ходе выполнении реферата была изучена тема, связанная с передвижением жидкостей в природных пластах. В первой главе рассматриваются особенности теории движения жидкости в природных пластах.

Одна из теорий фильтрации нефти и газа в природных пластах заключается в необходимости одновременно рассматривать процессы в областях, характер­ные размеры которых различаются на порядки: размер пор (единицы и десятки микрометров), диаметр скважин (десятки сантиметров), толщины пластов (единицы и десятки метров), расстояния между скважинами (сотни метров), протяженность месторождений (до десятков и даже сотен километров).

Во второй главе раскрываются особенности движения жидкостей в пористых средах. Теория фильтрации строится на представле­нии о том, что пористая среда и заполняющая ее жидкость обра­зуют сплошную среду. Это означает, что элементы системы жидкость — пористая среда, которые считаются физически беско­нечно малыми, все же достаточно велики по сравнению с разме­рами пор и зерен пористой среды; только для объема, в котором заключено большое число пор и зерен, достаточно представительны вводимые осредненные характеристики.

Список литературы

1) Баренблат Г. И., Ентов. М., Рыжик В. М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М., Недра, 1984, 211 с.

2) Пономарева И.Н., Мордвинов В.А. Подземная гидромеханика: Учебное пособие. – Пермь, Перм. гос. техн. ун-т, 2009. – 103стр., ил.19.

3) MSD.com//[Электронный ресурс]; [сайт]/ Официальный сайт MSD.com

Режим доступа:;https://msd.com.ua/dvizhenie-zhidkostei-i-gazov-v-prirodnyx-plastax/poristye-sredy/