Литература: 2, стр.3…11
Методические указания.
Рассматривая значение нефти и газа, необходимо акцентировать внимание на том, что нефтяная промышленность занимает ведущее место в экономике страны. Раскрывать значение нефти и газа необходимо в следующих аспектах:
- нефть – сырье для получения горюче-смазочных материалов, один из основных источников энергии;
- основные продукты получаемые из нефти и газа, преимущества использования синтетических материалов;
Историю развития отечественной нефтяной и газовой промышленности рекомендуется рассматривать поэтапно (до революционный период и т.д.), акцентируя внимание на совершенствовании техники и технологии добычи нефти, на динамике изменения добычи нефти.
Для рассмотрения развития нефтяной и газовой промышленности на современном этапе рекомендуется воспользоваться периодическими изданиями по нефтяному хозяйству.
Раздел 1. Основные сведения о разработке нефтяных и газовых месторождений
Тема 1.1. Нефтяные и газовые залежи.
Студент должен:
знать:
- физические свойства горных пород – коллекторов нефти и газа;
- характеристику режимов работы нефтяной и газовой залежи;
уметь:
- оценивать коллекторские свойства горных пород,
- пользоваться единицами изменения при расчетах,
- охарактеризовать режимы работы нефтяных и газовых залежей.
Природные коллекторы нефти и газа. Коллекторские свойства терригенных горных пород. Гранулометрический состав, пористость, проницаемость, удельная поверхность, сжимаемость породы при изменении давления.
Коллекторские свойства карбонатных (трещинных) пород.
Физико- механические свойства горных пород: упругость, пластичность, прочность на сжатие, разрыв и др.
Тепловые свойства горных пород: удельная теплоемкость, коэффициент температуропроводности, теплопроводимости и линейного расширения.
Пластовая энергия и силы, действующие в залежах нефти и газа.
Энергия напора пластовой воды. Энергия сжатого свободного газа. Энергия упругости пластовой водонапорной системы. Энергия напора, обусловленная силой тяжести пластовых жидкостей.
Силы сопротивления движению нефти по пласту. Силы трения, возникающие при двух- и трехфазном движении в нефтяной залежи. Эффект Жамена. Силы, удерживающие нефть в пласте. Режим работы нефтяной и газовой залежи. Категории режимов работы нефтяных залежей: режимы вытеснения и истощения пластовой энергии, смешанные и комбинированные, с подвижным контурами нефтеносности. Механизмы вытеснения нефти из пласта. Нефтеотдача при различных режимах эксплуатации залежи.
Условия притока нефти к скважинам. Уравнение притока и определение дебита скважины. Коэффициент гидродинамического несовершенства скважины.
Литература: 1, стр. 68…83; 2, стр. 63…83
Литература: 1, стр. 21…46; 2, стр. 27…41
Методические указания.
Прежде чем приступить к изучению данной темы, необходимо вспомнить международную систему единиц и рассмотренный материал, по дисциплине общая геология, т.к. изучаемая тема базируется на знаниях, полученных по вышеуказанной дисциплине. После уяснения условий залегания нефти и газа, необходимо уделить внимание изучению коллекторских свойств пород: пористость, проницаемость и факторы, влияющие на них, так как на этих понятиях базируется весь предмет. Промышленная ценность нефти и газа и условия их добычи обусловлены их физико-химическими свойствами.
Извлечение нефти из недр на поверхность связано с движением ее по пласту (в пористой среде) к забоям скважин и по стволу скважины. Наиболее сложными, с точки зрения закономерностей движения и управления этим процессом, является движение жидкостей и газов в пласте.
Движение нефти и газа к забоям скважин происходит за счет пластовых (природных) сил. При рассмотрении движущих сил необходимо уяснить природу этих сил, запасы энергии, характер проявления. Также нужно уяснить силы сопротивления движению нефти в пласте, факторы и явления, препятствующие полному ее извлечению.
Под режимом эксплуатации (работы) залежи понимают основной вид движущих сил и характер их проявления. Здесь необходимо дать определение коэффициента нефтегазоотдачи, какие факторы влияют на конечный коэффициент нефтегазоотдачи при различных режимах работы залежи.
Особое внимание обратите на уравнение Дюпюи и величины, входящие в него, так как от них зависит приток и производительность (дебит) скважин. В пласте может наблюдаться движение многофазной смеси и как это влияет на дебит скважины нужно очень хорошо себе уяснить.
Необходимо иметь в виду, что на практике для определения дебита часто пользуются уравнением притока
Q=K·|PПЛ - Рзаб|n.
Вопросы для самоконтроля.
1. В каких породах залегает нефть?
2. Какие породы называют породами –коллекторами?
3. перечислите и охарактеризуйте основные коллекторские и физические свойства пород – коллекторов.
4. Что такое пористость горных пород, какими показателями она характеризуется?
5. Пределы изменения пористости реальных коллекторов нефти и газа.
6. Что такое проницаемость, виды проницаемости?
7. Что такое коэффициент проницаемости, в каких единицах его измеряют, каким законом пользуются при его определении?
8. Что понимают под коэффициентом водо-, газо – и нефтенасыщенности породы?
9. Что такое коэффициент нефтеотдачи?
10. Перечислите источники пластовой энергии.
11. На что расходуются пластовая энергия? Какие силы препятствуют движению нефти в пласте?
12. Формулы по которым можно рассчитать дебит нефтяной скважины.
Тема 1.2. Подготовка скважины к эксплуатации и освоение.
Студент должен:
знать:
- основные требования при вскрытии продуктивного пласта, конструкции забоев, ствола и устья скважин;
уметь:
- сравнивать конструкции скважин, выбирать виды перфорации и метод освоения скважин.
Комплекс работ при заканчивании скважины.
Вскрытие продуктивных пластов, требования, предъявляемые к пробуренной скважине. Оборудование забоев скважин. Скважинные фильтры. Назначение и оборудование ствола и устья скважины. Насосно-компрессорные трубы.
Вскрытие пласта перфорацией, виды перфораций. Требования, предъявляемые перфорациям.
Условие вызова притока. Методы вызова притока нефти и газа: замена скважиной жидкости на более легкую жидкость, аэрация, свабирование, компрессирование, глубинными насосами.
Промышленная безопасность и противопожарные мероприятия при освоении скважин. Меры безопасности при освоении и эксплуатации скважин, содержащих сероводород и углекислый газ. Охрана окружающей среды при освоении скважин.
Литература: 1, стр. 83…104; 2, стр. 134…146
Методические указания.
Подготовка скважин к эксплуатации является конечным этапом строительства (заканчивания) скважины, определяющим ее производительность и бесперебойность эксплуатации. Заканчивание скважины включает разработку и осуществление таких операций как вскрытие продуктивного пласта, выбор конструкции и оборудования забоя скважин, оборудование устья скважины, перфорация обсадной колонны и освоение скважины.
Необходимо знать, что при вскрытии продуктивного пласта должны выполняться два условия: качественное вскрытие и следует предупреждать ухудшение проницаемости пласта и не допускать возможность открытого фонтанирования. Выбор конструкции забоя производится в зависимости от геологической характеристики продуктивных пластов.
При рассмотрении технологий различных методов освоения скважин, необходимо уяснить. Что выбор метода вызова притока зависит от пластового давления, глубины и расположения скважины на структуре, степени устойчивости коллектора. Здесь также следует уяснить меры промышленной безопасности и вопросы охраны окружающей среды.
Вопросы для самоконтроля.
1. Что понимают под заканчиванием скважин?
2. какие основные требования предъявляются к методам вскрытия продуктивных пластов?
3. Объясните причины загрязнения призабойной зоны пласта.
4. От чего зависит выбор конструкции забоя?
5. Какие существуют типы скважин по назначению?
6. Назовите основные элементы конструкции скважины и их назначение.
7. Что значит освоить скважину?
8. Какие должны соблюдаться условия при движении нефти и газа из пласта к скважине?
9. Как проводится вызов притока при низком пластовом давлении?
Тема 1.3. Способы эксплуатации нефтяных скважин.
Студент должен:
знать:
причины фонтанирования скважин,
принцип работы газлифта,
принцип работы штанговых установок,
схему работы УЭЦН,
наземное и подземное оборудование при всех способах добычи,
установление и регулирование технологического режима работы,
осложнения, меры борьбы с ним;
уметь:
производить расчет и подбор оборудования при эксплуатации скважин фонтанным и газлифтным способами, при глубинно-насосной эксплуатации.
Теоретические основы подъема газожидкостной смеси по трубам. Баланс энергии в скважине. Подъем жидкости за счет гидростатического напора. Подъем жидкости за счет энергии расширяющегося газа. Механизм движения газонефтяной смеси по вертикальным трубам. Расчетные формулы А.П. Крылова.
Оборудование устья фонтанных скважин.
Неполадки при работе фонтанных скважин. Меры борьбы с отложениями парафина, солей, коррозии.
Область применения газлифтного способа добычи нефти. Преимущества и недостатки. Принцип работы компрессорного подъемника (газлифта). Системы и конструкции компрессорных подъемников. Оборудование устья газлифтных скважин. Компрессорный и бескомпрессорный газлифт. Технологическая схема компрессорного и бескомпрессорного газлифта. Компрессорное хозяйство. Схема работы штанговой скважинной насосной установки. Подбор штангового насоса для оптимального отбора жидкости. Насосные штанги. Оборудование устья насосных скважин.