Физзика пласта. Контрольные вопросы 1-5. Билет 1 по дисциплине Физика нефтяного и газового пласта Основные типы породколлекторов

• Название: Билет 1 по дисциплине Физика нефтяного и газового пласта Основные типы породколлекторов
• Анкор: Физзика пласта
• Дата: 24.04.2022
• Размер: 292.22 Kb.
• Имя файла: Контрольные вопросы 1-5.docx
• Тип: Документы; #492868

Билет № 1

по дисциплине «Физика нефтяного и газового пласта»

1. 
   Основные типы пород-коллекторов
   

Порода-коллектор – это горная порода, способная вмещать в свои поры флюиды и способная отдавать эти флюиды в процессе разработки, т.е. порода должна обладать емкостными и фильтрационными свойствами, иначе это наз-ся коллекторскими свойствами, и к ним относятся пористость и проницаемость.

Породы-коллекторы могут иметь первичную и вторичную пористость:

Ø Первичная пористость обр-ся при формировании самой горной породы. Напр.: осадконакопление, обр-е магматических пород. Вторичная пористость обр-ся если на г.п. деуствуют какие-либо процессы или явления. Напр.: тектонические процессы, растворение пород, просадка (явление).

По коллекторским св-вам выделяют 4 группы пород-коллекторов. Классификация Дахнова: 1 Кварцевые; 2 Кварц-полишпатовые; 3 Карбонатные; 4 Эвапоритовые (гипс-ангидритовые)

2 Растворимость газов в нефти и воде. Коэффициент растворимости газа.

От количества растворённого в пластовой нефти газа зависят все её важнейшие свойства: вязкость, сжимаемость, термическое расширение, плотность и другие.

Распределение компонентов нефтяного газа между жидкой и газообразной фазами определяется закономерностями процессов растворения. Способность газа, растворятся в нефти и воде, имеет большое значение на всех этапах разработки месторождений от добычи нефти до процессов подготовки и транспортировки.

Коэффициент растворимости газа () показывает, какое количество газа (V_г) растворяется в единице объёма жидкости (V_ж) при данном давлении:



Коэффициент растворимости зависит от природы газа и жидкости, давления, температуры.

3. Найти коэффициент пористости керна по его следующим данным: вес сухого керна 73 г, вес насыщенного керосином образца в воздухе 89 г, а в керосине 65 г.



Билет № 2

по дисциплине «Физика нефтяного и газового пласта»

1. 
   Коллекторские свойства горных пород (перечислить, дать определения).
   

ПОРИСТОСТЬ - это общий объем пустот в породе. Величина пористости измеряется в процентах и зависит от формы, взаимного расположения (укладки) и отсортированности слагающих частиц, наличие цементирующего вещества и размера частиц.

Продуктивным коллектором считается порода с пористостью, превышающей 6%. Максимальная (теоретическая) величина пористости при наименее плотном расположении частиц -шариков составляет 47.6%. Такой тип коллектора называется поровым и характерен для терригенных (обломочных) пород- песчаников и алевролитов.

Пустоты в горных породах размером более 1 мм называются кавернами. Наиболее часто каверны встречаются в карбонатных породах (известняках и доломитах) и образуются в результате растворения (выщелачивания). Коллектор носит название каверновый.

ПРОНИЦАЕМОСТЬ - свойство горной породы, определяющее возможность фильтрации жидкости и газа при существующем перепаде давления. Проницаемость обусловлена наличием в породах поровых каналов и развитием вертикальных и горизонтальных трещин. В системе СИ проницаемость выражается в м2, в системе, принятой раньше в нефтепромысловой практике - в дарси (Д), при этом 1Д= 1.02.10- 12м2.

Проницаемость коллекторов на промышленных месторождениях нефти и газа обычно колеблется от тысячных долей мкм до единиц мкм. Минимальная проницаемость для эффективного коллектора принимается, как правило, равной (0,5 - 1)*10 мкм.

2. 
   Контактное и дифференциальное разгазирование пластовой нефти.
   

Контактным называется такой процесс разгазирования нефти, при котором суммарный состав смеси (нефть+газ) во время процесса остаётся постоянным. Образующийся в бомбе PVT газ всё время находиться в контакте с нефтью, из которой он выделился.

Дифференциальное разгазирование – форма выделения газа из пластовой нефти, при которой газ, выделяющийся на каждом бесконечно малом интервале снижения давления, непрерывно отводится из системы; при этом в каждый данный момент времени общее количество выделившегося газа не находится в равновесии с нефтью.

3. Найти коэффициент динамической пористости керна, если полная пористость равна 25%, а конечная и начальная водонасыщенность соответственно 75 % и 23%.

(75*23)/25=76,16%

Билет № 3

по дисциплине «Физика нефтяного и газового пласта»

1 Гранулометрический состав пород и методы его определения. Классификация обломочных пород по гранулометрическому составу.

Гранулометри́ческий соста́в го́рных поро́д (фракционный состав) — относительное содержание в горной породе частиц различных размеров независимо от их химического или минералогического состава. От размера частиц и степени их сортировки зависят такие важные гидрогеологические свойства пород, как пористость и проницаемость.

Ситовой анализ крупных материалов- продуктов дробления- производится вручную на наборе сит или с помощью автоматического вибрационного гранулометра; ситовый анализ мелких материалов- продуктов измельчения- производится на механическом анализаторе (встряхивателе);

седиментационный анализ - разделение материала по скорости падения частиц различной крупности в водной среде для материала крупностью от 40(50) до5 мкм (для более мелких материалов применяют седиментацию в центробежном поле).

микроскопический анализ - измерение частиц под микроскопом и классификация их на группы в узких границах определенных размеров (для материалов крупностью от 50мкм до десятых долей микрометра).

2. 
   Схема фазовых превращений однокомпонентных углеводородных систем.
   

3 Найти пористость фиктивного грунта, сложенного шарами одного диаметра, при угле упаковке равного 60⁰, 75⁰, 90⁰.

находим для каждого угла, потом все складываем

Билет № 4

по дисциплине «Физика нефтяного и газового пласта»

1. 
   Проницаемость горных пород (виды, методы определения).
   

проницаемостью горных пород понимают их способность пропускать сквозь себя жидкости или газы при наличии перепада давления. Проницаемость - это важнейший параметр, характеризующий проводимость коллектора, т.е. способность пород пласта пропускать к забоям скважин нефть и газ. Значение проницаемости в совокупности с другими характеристиками предопределяет режим эксплуатации месторождения, а именно: давление и темп закачки рабочего агента в пласт (как правило, воды); объем и пространственную геометрию закачки для предотвращения преждевременного обводнения пласта и прорыва воды к забоям эксплуатационных скважин и т.д. Знание проницаемости пласта позволяет осуществить наиболее эффективную и рентабельную нефтедобычу.

Итак, различают три вида проницаемости:

Абсолютная проницаемость   характеризует только физические свойства породы. Поэтому для её определения через проэкстрагированную пористую среду пропускает флюид, чаще газ – инертный по отношению к породе (на практике для этой цели используется азот или воздух).

Фазовой (эффективной) проницаемостью   называется проницаемость породы по отношению к данному флюиду при движении в порах многофазных систем (не менее двух). Величина ее зависит не только от физических свойств пород, но также от степени насыщенности порового пространства жидкостями или газами и от их физико-химических свойств.

Относительной проницаемостью пористой среды называется отношение фазовой проницаемости этой среды для данной фазы к абсолютной:

2. 
   Схема фазовых превращений многокомпонентных углеводородных систем.
   

3. Найти удельную поверхность фиктивного грунта, если ее проницаемость равна 21 мкм², а угол упаковки шаров грунта равен 60⁰.

Билет № 5

по дисциплине «Физика нефтяного и газового пласта»

1. 
   Удельная поверхность горных пород и методы ее определения
   

Удельной поверхностью породы называется величина суммарной поверхности частиц, приходящейся на единицу объема образца.Вследствие небольших размеров отдельных зерен и большой плотности их упаковки общая площадь поверхностей порового пространства горной породы достигает огромных размеров. Подсчитано, что поверхность зерен правильной сферической формы размером 0,2 мм, содержащихся в 1 м³ однородного песка, составляет около 20276 м²

Методы определения удельной поверхности.

Расчетные методы:

- по гранулометрическому составу пород

- по проницаемости и пористости

- формулы определения указаны выше

Более точны результаты экспериментальных методов:

1) фильтрационный

2) адсорбции меченых атомов

3) адсорбции красителей

Фильтрационный метод основан на использовании формулы Дерягина. В соответствии с этой формулой расход разряженного газа при кнудсеновском режиме подчиняется следующему закону. Кнудсеновский режим – это режим, когда длина свободного пробега мол. газа при фильтрации соизмерима с диаметром порового канала

       (10)

Где Q – расход газа, [м³/с]; M – молекулярная масса газа; R – универсальная газовая постоянная,

[Дж/ кг·К]; T - абсолютная температура , [К];S_уд – удельная поверхность, [м² / м³];

  - градиент давления, [па/м].

Метод меченых атомов: при этом методе используются радиоактивные вещества. Уд. поверхность после адсорбции радиоактивного вещества на поверхности пор определяют по формуле:

S_уд =              (11)

Где S_уд – удельная поверхность, [м² / м³]

N – Число Авогадро

ω - площадь, занимаемая 1^ой молекулой на поверхности кристалла

a_ω – число молей атомов вещества, адсорбированного на внутренней поверхности пор

 Третий метод занимает особое место по точности. Метод идентичен вышеназванному, получил широкое распространение в силу своей безопасности и возможности использования веществ с молекулами малой площадью посадки.

2. Газогидраты и условия их образования.

Газовые гидраты – это твердые растворы, растворителем которых является кристаллическая решетка состоящая из молекул воды. Внутри воды размещаются молекулы «растворенного газа», размеры которых определяют возможность образования гидратов только из метана, этана, пропана и изобутана. Образование газогидратов возможно только при создании определенных термобарических условий: невысокие температуры или большое давление. Получить газогидраты можно даже при нуле градусов Цельсия, для этого необходимо лишь соблюдать давление в 25 атмосфер. Чаще всего благоприятные условия для формирования газогидратов встречаются в районах с холодным климатом.

3. Найти удельную поверхность фиктивного грунта, сложенного шарами диаметром 15 мкм. Рассмотреть различные случаи угла упаковки шаров.

находим для а=60,70,90