8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
1/44
1
UNIVERSITATEA PETROL GAZE PLOIETI
PROIECT LA
PROIECTAREA ZCMINTELOR DE
HIDROCARBURI FLUIDE
Student : Popa Andrei Ciprian
Anul IV, GR. 1,Sg B
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
2/44
2
CUPRINS-PARTEA I
INTRODUCERECap.-I-
MODELUL GEOMETRIC AL ZACAMANTULUI1.1.HARTA STRUCTURALA (CU IZOBATE) A ZACAMANTULUI
1.2.FIXAREA LIMITEI INITIALE A CONTACTULUI TITEI-APA
1.3.INTOCMIREA SECTIUNII GEOLOGICE
1.4.DETERMINAREA GROSIMII DE STRAT EFECTIV SATURAT CU FLUIDE
1.5.CALCULUL ARIEI ZONEI PRODUCTIVE
1.5.CALCULUL VOLUMULUI BRUT AL COLECTORULUI-METODAVOLUMETRICA
Cap.-II-
PROPRIETATILE MEDIULUI POROS
2.1.CALCULUL MARIMILOR MEDII ALE PARAMETRILOR FIZICICARACTERISTICI COLECTORULUI
2.1.1.POROZITATEAm
2.1.2.PERMEABILITATEA-k
2.1.3.SATURATIA IN APA IREDUCTIBILA-Sai
2.1.4.COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL ROCII-r
2.1.5.CALCULUL VOLUMULUI BRUT AL REZERVORULUI
2.1.6.CALCULUL VOLUMULUI DE PORI AL REZERVORULUI
Cap.-III-
PROPRIETATILE MEDIULUI FLUID
3.1.PROPRIETATILE TITEIURILOR
3.1.1.SOLUBILITATEA GAZELOR IN TITEI-RATIA DE SOLUTIE -rs
3.1.2.FACTORUL DE VOLUM AL TITEIULUI-bt
3.1.3.VASCOZITATEA DINAMICA A TITEIULUI- t
3.1.4.COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL TITEIULUI- t3.2.PROPRIETATILE APELOR DE ZACAMANT
3.2.1.SOLUBILITATEA GAZELOR IN APA DE ZACAMANT-G
3.2.2.VASCOZITATEA DINAMICA A EPEI DE ZACAMANT-a
3.2.3.COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL APEI MINERALE-a
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
3/44
3
Cap.-IV-
STABILIREA SI AMPLASAREA RETELEI SONDELOR DE EXPLOATARE
4.1.AMPLASAREA SONDELOR PE ZACAMINTE DE TITEI TIP BANDA
LINIARA,CU ACVIFER ACTIV
CAP.V-EXPLOATAREA IN REGIM ELASTIC
5.1 GENERALITATI5.2 DINAMICA DEBITULUI DE TITEI MEDIU PE ZACAMANT5.3 DINAMICA PRESIUNII PE ZACAMANT
CAP. VIPROIECTAREA IN REGIM DE GAZE DIZOLVATE
6.1 METODA DIFERENTIALA6.2 METODA GRAFICA
CAP. VIIINJECTIA DE APA7.1 TRASAREA PROFILELOR DE SATURATIE. PROIECTAREA PROPRIU - ZISA
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
4/44
4
Tema de proiect
Se considera un zacamant de titei de forma si dimensiunile indicate infig.1. Inperioada exploatarii de proba au fost sapate sondele mentionate in fig.1. Se anexeazadiagrafiile electrice ale sondelor sapate pe acest zacamant(fig.1si.2).
Pe baza acestor materiale se cere:
o intocmirea hartii structurale a zacamantului;o realizarea unor sectiunitransversale;o fixarea pozitiei initiale a contactului titei-apa;o calcularea volumului brut al rezervorului.
Studiul fizic asupra carotelor extrase din roca colectoare indica parametrii mentionati
in tabela 1.Se cere:
o sa se calculeze marimile medii ale parametrilor fizici caraceristici colectorului;o sa se calculeze volumul de pori ai rezervoruluio sa se calculeze rezerva de titei si gaze a zacamantului.
Studiul mediului fluid indica urmatori parametrii:
A. - proprietatile sistemului de hidrocarburi fluide in conditii de zacamant sunt redate indiagrama din figura 4;
B.
-proprietatile fizico-chimice ale apei de zacamant sunt redate in tabelul 2.Pe baza datelor de mai sus se cere:o determinarea capacitatii energetice a zacamantului la momentul initialal exploatarii;o stabilirea retelei sondelor de exploatare;o executarea calculului de comportare in exploatare a rezervorului sub energia
naturala a zacamantului;o proiectarea procesului de injectie a apei sau a gazelor pentru marirea factorului final
de extractie a titeiului.
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
5/44
5
Tabel 1
Tabel 2
Sonda
nr.
Intervalul mef Permeabilitate Sa.i. Descrierea
litostratigrafic(m) (o/o) (mD) (
o/o)
766 1364,21365,3 19,2 769 675 30,8 Nisip
766 1370,01371,5 21,4 569 368 28,9 Nisip
766 1380,0 - 1381,6 19,2 706 576 31,9 Gresie
589 1735,11736,0 18,2 456 372 31,2 Gresie
589 1738,21739,3 17,6 407 385 30,8 Gresie
589 1742,31743,8 17,1 412 376 33,0 Gresie
586 1742,41743,2 17,8 607 465 30,5 Gresie
586 1747,01747,8 16,7 578 408 31,4 Gresie
586 1760,01761,4 17,9 632 467 30,4 Gresie
586 1778,01779,3 14,2 241 157 33,7 Gresie
514 1501,01502,0 19,7 765 495 100 Nisip
514 1515,01516,0 16,5 386 284 100 Gresie
Sonda
Intervalul, m
Unitatea demsur
Componenii
Na K
2Ca 2Mg Cl 24SO 3HCO
514 15251530
mg./l
mg.ecv/1
%
25517,22
1109,40
45,21
1915,10
97,55
3,98
242,81
19,85
0,81
43139,11
1216,50
49,47
318,11
6,61
0,27
235,00
3,25
0,16
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
6/44
6
INTRODUCERE:
Petrolul, in pofida unor previziuni,a ramas principala sursa de energie si cea maiimportanta sursa de materii prime pentru industria petrochimica si va mai ramane ,probabil,operioada insemnata de timp si de acum incolo.Or,se stie,resursele de pertrol ale Terrei nu suntinepuizabile.Descoperirea de noi zacaminte petrolifere nu va putea compensa multa vreme ritmulepuizarii resurselor cunoscute in present.De astfel,in Romania,productia de hidrocarburi fluideeste,de cativa ani buni,in declin.
Pe de alta parte,factorii de extractie realizati astazi in Romania si chiar pe plan mondial,auvalori destul de modeste,in special in cazul zacamintelor exploatate pe baza energiei proprii,darsi in cazul zacamintelor la care se aplica diverse tehnologii de complementare a energiei dezacamant.Cauzele sunt atat de natura obiectiva,legate de conditiile de zacamant,cat mai ales denatura subiectiva asociate de variantele de exploatare si tehnologiile de lucru adoptate.
Se poate spera,totusi intr-un reviriment al productiei de hidrocarburi in Romania,darnumai in cazul implicarii mai active a ingineriei de zacamant.Acesta inseamna intocmirea unorproiecte de exploatare care sa indice varianta optima de exploatare pentru fiecare zacamant inparte.
In cazul zacamintelor noi nu trebuie inceputa exploatarea industriala pana ce nu sedetermina exact capacitatea energetic a acestora, forma predominanta a energiei dezacamant,cea care va determina fixarea regimului de exploatare.Daca conditiile de zacamant oimpun,este preferabil sa se faca complementarea energiei de zacamant inca din faza primara aexploatarii si sa se evite,pe cat posibil,intrarea in domeniul eterogen al curgerii hidrocarburilor inmediul poros.
In ce priveste zacamintele aflate in fazele secundara sau tertiala a exploatarii,zacaminteepuizate din punct de vedere energetic, dar care mai contin un procent insemnat dehidrocarburi,se ridica problema alegerii celor mai potrivite metode,conventionale sauneconventionale,in vederea maririi factorului final de recuperare.
Eficienta exploatarii zacamintelor de hidrocarburi fluide este influentata,nu in micamasura,de modul de traversare a stratului productive,de modul de constructie si amplasare asondelor de extractive si a celor de injectie.De aceea este necesar ca orice inginer de foraj-extractie sa priveasca activitatea proprie prin prisma corelatiei acesteia cu celelalte activitaticomplementare pe care le desfasoara colegii sai.Prezenta lucrare este elaborate in conformitatecu programa analitica de la facultatea de Ingineria Petrolului si Gazelor din cadrul UniversitatiiPETROL-GAZE din Ploiesti.
Zacamantul de hidrocarburi fluide este un sistem fizico-chimic alcatuit dintr-un mediusolid pros-permeabil si un mediu fluid format din sistemele de hidrocarburi si apele de zacamant
Un zacamant de hidrocarburi fluide ocupa un volum bine determinat in scoarta terestra .El este delimitat in acoperis si culcus de strate impermeabile , iar lateral de accidente tectonicesi/sau litologice .
In general , zacamintele de hidrocarburi fluide sunt alcatuite din doua zone distincte : ozona saturata cu hidrocarburi , numita zona productiva si o zona saturata 100% cu apaacviferuladiacent , care poate lipsi in anumite cazuri .
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
7/44
7
In vederea exploatarii , un zacamant trebuie delimitat atat in suprafata ( in plan orizontal ), cat si grosimea stratului . De asemenea , trebuie facuta o delimitare exacta a celor doua zonezona productivasi acviferul adiacent .
Dupa forma zacamantului si tipul capcanei , zacamintele pot fi : zacaminte stratiforme ,masive , delimitate litologic , combinate si subtile .
Indiferent de tipul capcanei , in proiectarea exploatarii se opereaza cu doua forme geometrice debaza : zacaminte in forma de banda liniara , care admit o simetrie liniara
zacaminte de forma circulara , care admit o simetrie radialaIn natura , nu intotdeauna zacamintele se incadreaza perfect in una din cele doua formegeometrice de baza mentionate . In aceasta situatie se va aproxima forma reala azacamantului la una din cele doua forme geometrice de baza specificate mai sus , obtinandu-se astfel modelul de zacamant .
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
8/44
8
CAPITOLUL 1
MODELUL GEOMETRTIC AL ZCMNTULUI
1.1Harta structural ( cu izobate ) a zcmntului
Harta structural ( cu izobate ) , reprezint proiecia n plan orizontal a punctelor deintersecie ntre diverse plane izobatice i un plan reper . Ca plan reper se va lua intrarea nstratul productiv .
Harta structural poate fi construitpe baza seciunilor geologice sau prin metoda triadelor .n acest caz s-a adoptat metoda triadelor . Aceasta presupune alegerea stratului reper, intrarea nstratul productiv , intrri ce se determin pe baza diagrafiilor geofizice ale sondelor . Adncimilereperului , citite pe diagrafii , sunt n cote absolute care vor fi raportate la un reper unic , adicnivelul mrii . Astfel, din aceste cote absolute se va scdea elevaia sondelor i se obin coteleizobatice.
Cotele determinate pe diagrafii nu coincid ntotdeauna perfect cu cele reale din sonde ,abaterea fiind n funcie de tipul dispozitivului utilizat , de grosimea statului poros , de mrimearezistivitii . Pentru fiecare situaie n parte se utilizeaz relaii analitice care permit efectuareacoreciilor necesare . n acest caz se vor ignora aceste decalaje
Metoda de lucru :o se alege ca reper , intrarea n stratul productiv;o se trec pe hart cotele izobatice ale reperului , citite din diagrafii ( anexele 2, 3 ) pentru
fiecare sond n parte;o se unesc punctele cte trei;o se caut puncte de valori egale pentru aceste drepte ( interpolare ).
atele obinute se trec in tabelul 1.
Calculul adncimilor izobatice
Sonda Adncimi reale E Adncimi izobateHa Hc h Ht/a Ha
Hc Ht/a
766 1354 1405 53 - 90 1264 1315 -589 1730 1782 52 - 384 1346 1398 -
514 1497 1547 50 - 71 1426 1476 -586 1737 1785 48 1772 350 1387 1435 1422
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
9/44
9
Sonda 766:H*a = HaE = 135490 = 1264m
H*c= HcE = 140590 = 1315m
Sonda 589:
H*a= HaE = 1730384 = 1346mH*c= HcE = 1782384 = 138m
Sonda 514:H*a= HaE = 149771 = 1426mH*c= HcE = 154771 = 1476m
Sonda 586:H*a= HaE = 1737350 = 1387mH*c= HcE = 1785350 = 1435m =E = 1772350 = 1442mUnde :
o - cotele n acoperi absolute msurate pe diagrafiio - cotele n acoperi izobaticeo - cotele n culcu msurate pe diagrafiio - cotele n culcu izobaticeo - cotele limit iei/ap absolute msurate pe diagrafiio - cotele limit iei/ap izobaticeo - elevaiile sondelor respective
Dup determinarea acestor valori s-au fcut interpolrile din care a rezultat harta cu
izobate a zcmntului ( anexa nr. 5 )
1.2 Fixarea limitei a contactului iei/ap
Limita hidrocarburi/ap se determin tot din diagrafii , pe baza curbelor de rezistivitate . nrealitate nu exist un plan orizontal de separaie ntre fluidele respective ci mai degrab o zon detranziie hidrocarburi/ap , a crei grosime este n funcie de structura spaiului poros i diferenade mas specific dintre cele dou fluide din zcmnt . Totui , pentru simplificare se admiteexistena planurilor orizontale de separare a fluidelor existente n zcmnt .
Aceast limit hidrocarburi/ap prezint dou contacte cu stratul productiv : un contact peacoperi i un contact pe culcu . Proiecia acestor dou contacte pe harta cu izobate prezint , larandul ei dou contururi : un contur interior ( pe culcu ) i unul exterior (pe acoperi) . ntre celedou contururi se gsete aa numita zon de contact. n problemele de evaluare a resurselor irezervelor de hidrocarburi , de urmrire a deplasrii limitei n timpul exploatrii , se opereaz cuun contur mediu , numit contur de calcul sau contur de lucru ( anexa nr.5) .
Se traseaz limita iei/ap la adncimea = ... m
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
10/44
10
\
1.3 ntocmirea seciunilor geologice
Seciunile geologice sunt reprezentri n plan vertical a stratelor geologice . Cele maiadecvate sunt seciunile transversale , deoarece ofer o imagine mult mai realist asupranclinrii stratului dect seciunile longitudinale . n plus aceasta evideniaz limitelehidrocarburi/ap i/sau iei/gaze . n cazul de fa s-au ntocmit pe baza hrii structurale (anexele nr. 6,7 ) .
1.4 Determinarea grosimii de strat efectiv saturat cu fluide
Complexulproductiv include i intercalaii de strate impermeabile , care trebuiesc puse neviden i nlturate de la grosimea total a stratului .
Pentru acest lucru se ia fiecare diagrafie n parte i se analizeaz . Se identific i senoteaz stratele care compun obiectivul . Grosimea se msoar att dup curba de potenialstandart ( PS ) ct i dup cea de rezistivitate ( ) , apoi se face media .
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
11/44
11
Sonda 766:
Strat hef _hefPS
A 26 9 17.5
B - - -C - - -
Total = 18 m
Sonda 589:
Strat hef _hefPS
A 10 5 7,5
B 19 6 12,5
C 3 - 3
Total = 23 m
Sonda 586:
Strat hef _hefPS
A 18 11 14,5B 14 19 16,5
C 6 - 6
Total = 37 m
Sonda 514:
Strat hef _hefPS A 12 11 11,5
B 10 - 10
C 9 - 9
Total = 31 m
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
12/44
12
Dup determinarea grosimilor efective , acestea se vor reprezenta pe seciunile geologice.
1.5 Calculul ariei zonei productive
Aria zonei productive se determin msurnd pe harta cu izobate ( anexa 5 ) ariatrapezului cuprinds ntre faliile F1 , F2 i F3 i limita iei ap de calcul .Pentru determinarea ariilor s-au mprit zonele respective n triunghiuri , iar ariile s-au calculatcu urmtoarea formul :
, unde := semiperimetrultriunghiurilora , b , claturiletriunghiurilor , cititepe hart.`innd cont de scara hrii cu izobate ( anexa 5 ) rezult aria zonei productive :
Pentru aria poligonului 1Al=Al1+Al2A11= Al1=243588 m
2
A12= Al2=62575 m
2
Al -766= 243588+62575= 306163m2 = 30,5 ha
Pentru aria poligonului 2A2=A21+A22A21= A21=194162m
2
A22= A22=41282m
2
A2-586= 194162+41282=235444m2 = 23,5 ha
Pentru aria poligonului 3A3=A31+A32+A33A31=
A31=108573m2A32= A32=18107m
2
A33= A33=70656m
2
A3-589= 108573+18107+70656=197336m2 = 19,7 ha
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
13/44
13
Pentru aria poligonului 4
A4=A4A4= A4=25276m
2
A4-514= 25276m2 = 2,5 ha
Aria zonei productive :Ap=A1+A2+A3+A4Ap= 306163+235444+197336+25276= 764219m
2 = 76,4 ha
1.6 Calculul volumului brut al colectorului
Volumul brut reprezinta volumul total al zacamantului de hidocarburi , delimitat in culcus siin acoperis de stratele impremeabile, iar lateral de faliile F1 F3. Pt determinarea acestui volum sefoloseste relatia :
Vb= Ap*hmedUnde :Vh=volulul brut al zacamantuluiAp=aria productivahmed=grosimea medie efectiva a stratului in zona productiva, ce se poate calcula cu relatia :
hmed=
=
hmed=
=25,57 mVb=764219 * 25,57 = 19.541.079 m
3
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
14/44
14
CAPITOLUL 2
2.1 Calculul mrimilor medii ale parametrilor fizici ai colectorului
Pentru determinarea mrimilor medii a parametrilor fizici ai colectorului (porozitate,
permeabilitate, saturaie n ap ireductibil, coeficient de compresibilitate al rocii), se vor folosi
datele din carote din Tabelul1. . Pe baza diagrafiilor geofizice (anexele nr.2,3) se vor separa
pachete de roci.
2.1.1 POROZITATEAm
Porozitatea este proprietatea rocii de a prezenta spaii libere numite pori sau fisuri. Acest
parametru msoar capacitatea rocii de a nmagazina fluide.
i i
s
i
m hm
h
unde: mjporozitatea msurat din carote;
hjgrosimea pachetului de roc.
Porozitatea medie pe sonda:
m766=
=19,9 %
m589=
=16,98 %
m586=
=16,27 %
m514=
=17,10 %
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
15/44
15
Porozitatea medie pe zcmnt:
mzac=
2.1.2 PERMEABILITATEAK
Permeabilitatea poate fi definit, n general, ca proprietatea unui mediu de a permite
curgerea fluidelor prin el. n proiectarea exploatrii se opereaz cu toate cele trei categorii de
permeabilitate cunoscute: absolut, efectiv i relativ. Ca i n cazul porozitii determinarea se
va face n cazul de fa pe baza determinrilor din carote.
Permeabilitatea medie pe sond este:
unde: kII-permeabilitatea medie paralel, pe sond;
k-permeabilitatea medie perpendicular, pe sond.
Permeabilitatea medie paralela pe sonda (kII)
kII-766=
=688 mD
kII-589=
=395,89 mD
kII-586= =470,16 mD
kII-514=
=457,26 mD
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
16/44
16
Permeabilitatea perpendiculara medie pe sonda (k)
k=
k-766=
=446 mD
k-589=
=318,58 mD
k-586=
=299,32 mD
k-514=
=
316,17 mD
Permeabilitatea medie pe sonda:
kmed=
kmed 766=
=576 mD
kmed 589= =357,23 mD
kmed 586=
=384,74 mD
kmed 514=
=386,71 mD
Permeabilitatea medie pe zacamant
kmed zac=
534,12 mD
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
17/44
17
2.1.3. SATURAIA N AP IREDUCTIBIL sai
n porii rocii colectoare pot fi prezente urmtoarele fluide: ap, iei i gaze. Prin urmare,
se poate vorbi de o saturaie n ap, o saturaie n iei i saturaie n gaze. Numeric, saturaia se
exprim ca raport ntre volumul de fluid din pori i volumul respectiv de pori i poate lua valori
ntre 0 i 1, respectiv ntre 0% i 100%. ntr-un anumit volum de pori pot coexista toate cele trei
faze. Saturaia n ap ireductibil, pentru un anumit zcmnt, rmne invariabil n procesul de
exploatare.
Saturaia medie n ap ireductibil pe sond este:
=
Unde (sai)jsaturaia n ap ireductibil, din carote.
Sai 766=
=30,5 %
Sai 589=
=32,43 %
Sai 586=
=31,71 %
Sai 514=
=100 %
Saturatia medie pe zacamant este :
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
18/44
18
2.1.4. COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL ROCII - r
Coeficientul de compresibilitatea este parametrul prin intermediul cruia se exprim
elasticitatea rocilor colectoare, elasticitate ce are o pondere important n cadrul forelor care
determin deplasarea fluidelor prin mediul poros. Coeficientul de compresibiltate este definit ca
raport al variaiei volumului cu presiunea i volumul nsui, i anume:
1 dV
V dp, .T ct
Se opereaz, n mod uzual, cu un coeficient de compresibilitate al rocii i cu un coeficient
de compresibilitate al porilor. ntre cei doi exist o legtur:
r p
m .
Pentru cazul de fa, cnd avem numai roci plastice coeficientul de compresibilitate va fi:
r pm =
*5.3*10
-10=0,94*10-10Pa-1
2.1.5 CALCULUL VOLUMULUI BRUT AL REZERVORULUI
Vb=Ap*hzUnde :Vb- volumul brut al zonei productivehz- grosimea mede a zacamantului
2.1.6 CALCULUL VOUMULUI DE PORI AL REZERVORULUI
Roca colectoare are proprietate de ap rezenta pori si fisuri. Determinarea volulului de pori airocii, rezervorului este absolut necesara pentru evaluarea, in continuare a resursei geologice degaze. Pentru determinarea acestui volum se va folosi urmatoarea formula :Vp=Ap*mmed Z=764219 *17,97=13733015,43 m
3
undeVp-volumul brut al zonei productivemmed Z- porozitatea medie in zona productive
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
19/44
19
CAPITOLUL 3
PROPRIETATILE MEDIULUI FLUID
3.1.PROPRIETATILE TITEIURILOR3.1.1. SOLUBILITATEA GAZELOR IN TITEI- RATIA DE SOLUTIE- rs
Ratia de solutie se defineste ca fiind cantitatea de gaze , in mN/m, dizolvata intr-un metru cubde titei , in conditii de zacamant.
Se citeste in diagrama din anexa 4.
3.1.2 FACTORUL DE VOLUM AL TITEIULUI- btFactorul de volum monofazic al titeiuluibtse defineste ca fiind raportul dintre volumul
ocupat de o anumita cantitate de titei in conditii de zacamant ( deci, cu gaze in solutie) si volumulocupat de aceeasi cantitate de titei in conditii standard ( fara gaze in solutie).
Factorul de volum al titeiului este adimensional, supraunitar, valoarea lui depinzand de
marimea ratiei de solutie , in sensul ca un titei cu ratia de solutie mare va avea si un factor de volummare.
Din anexa 4 se citesc de pe diagrama valorile pentru:bts- factorii de volum ai titeiului la presiunea de saturatie psbt0- sunt factorii de volum la presiunea initiala, p0
3.1.3 VAZCOZITATEA DINAMICA A TITEIULUI-t
Vascozitatea dinamica a titeiului scade cu cresterea temperaturii. Intre p0 si pS1vascozitatea
titeiului se reduce cu scaderea presiunii ca pentru orice lichid. Sub presiune de saturatie, vascozitateacreste cu reducerea presiunii, fenomen datorat iesirii gazelor din solutie.
Se citeste din diagrama din anexa 4.Aceasi parametrii se citesc din diagrama din anexa 4 in functie de temperature de zacamant.
TEMPERATURA DE ZACAMANT
Unde:
Ht/a- limita titei-apa;Emed- elevatia medie;gradT=0,03% C/m- gradientul de temperatura;Tma=10C- temperature mediului ambient.
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
20/44
20
Tabelul 3.1Tz=
p bt rs t
bar - - cP
p0=165 bar 1.225 75 14.5
psat=130 bar 1.23 75 15.0
Pab=22 bar 1.08 18 20.0
3.1.4 COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL TITEIULUI-tElasticitatea se exprima numeric prin intermediul coeficientului de compresibilitate al
titeiului, t..Coeficientul de compresibilitate al titeiului se calculeaza cu realatia:
t=bar-1
In diagrama de variatie avem doua domenii in care factorul de volum al titeiului, ratia desolutie si vascozitatea variaza dupa legi diferite si anume:
a) intre presiunea initiala si cea de saturatieb) intre presiunea de saturatie si cea de abandonare
Pab=22.barp0=165 barpsat=130 bar
Pentru determinarea legii de variatie se folosesc conditiile unei drepte ce trece prin douapuncte.
CAZUL 1 p=psatp0 rs=constant.a) Pentru determinarea legii de variatie a factoru lu i de volum brut:
bt.o=1.225
bt.sat=1.23
bt=1.087
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
21/44
21
b) Pentru determinarea legii de variatie a vascozitatii:t.o=14.5 cPt.sat=15cP
(
)
t=14.75 cP
CAZUL 2 p=pabpsata) Pentru determinarea legii de variatie a factoru lu i de volum brut
bt.ab=1.08
bt.sat=1.23
bt=1.254
b) Pentru determinarea legii de variatie avascozitati i :t.ab=20.0 cPt.sat=15 cP
t=14.18 cPc) Pentru determinarea legii de variatie aratiei de solutie:
rs.ab= 18 mN/m
rs.sat=75 mN/m
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
22/44
22
rs=
+
rs=84.23 mN/m
3.2. PROPRIETATILE APELOR DE ZACAMANT3.2.1 SOLUBILITATEA GAZELOR IN APA DE ZACAMANT-G
Solubilitatea gazelor in apa de zacamant este mult mai redusa decat in titei, dar nu este deneglijat.Solubilitatea gazelor in apa mineralizata de zacamant se calculeaza cu relatia:
Unde:G- este solubilitatea gazelor (ratia de solutie) in apa distilata , in mn/m ,pentru a
carei determinare se poate utilize diagrama din figura 3.1;X- mineralizatia (salinitatea) apei , in meq/l, determinate prin analize de laborator;Y- corectia salinitati cu temperature, pentru care se poate folosi diagram din figura 3.2G=2,4 mN/m
XS.586=2562.85+143.59+302.31+3013.87+0.18+0.70
=6023.5 mgech/l
YS,586=58945,35+2175,94+3749,05+106872,00+9,05+42,7=171794,09 mg/l
Xs.589=1598.89+6.68+2.48+1600.0+5.90+2.15=3216.1 mgech/l
YS,589=36774.47+133.94+30.14+56736.0+283.45+131.15=94089.15 mg/l
Xmed=
mgech/lY=0.055
Gsmed=
=1.945
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
23/44
23
Figura 3.2.Corectia salinitatii cu temperatura.
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
24/44
24
3.2.2 VASCOZITATEA DINAMICA A APEI DE ZACAMANT -aVascozitatea dinamica a apei de zacamant este un parametru sensibil in special, la
variatia structurii.Ea scade cu cresterea temperaturii si creste cu cresterea concentratiei in saruri.
Pentru determinarea vascozitatii dinamice a apei de zacamant vom determina:SALINITATEA APEI- SSonda 1SS586=6023.5 mg/l=6.0235 mg/ml= 6.02 %Sonda 3SS589=3216.1 mg/l=3.2161 mg/ml=3.21 %Se citeste din diagram din figura 3.3 valoarea vascozitatii dinamice a apei de zacamant.s586= 0.34 Ns/m
2
s589=0.29 Ns/m2
Figura3.3.
Variatia vascozitatii dinamice a apei cu temperature si salinitatea
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
25/44
25
3.2.3 COEFICIENTUL DE COMPRESIBILITATE AL APEI MINERALIZATE- Compresibilitatea apei este influientata de presiune, de temperature, de concentratia in
electroliti (mineralizatie) si de prezenta gazelor in solutie.Coeficientul de compresibilitate al apei mineralizate de zacamant cu gaze in solutie se
poate calcula cu relatia: Unde:
a-coeficientul de compresibilitate al apei distilate fara gaze in solutie;a- se citeste din diagrama din figura 3.4G- este solubilitatea gazelor (ratia de solutie) in apa mineralizata de zacamant ,
Figura3.4.
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
26/44
26
CAPITOLUL IV
STABILIREA I AMPLASAREA REELEI SONDELOR DEEXPLOATARE
Amplasarea raional a sondelor este acea amplasare care asigur prducia maxim deiei , cu cheltuieli minime . n acest sens , n practica exploatrii apar dou situaii : se d cumulativul pe zcmnti se cere s se amplaseze sondele de extracie naa fel
nct s avem cheltuieli minime
se dau resursele material i se cere s se amplaseze sondele n aa fel nct s se obinvaloarea maxima a produciei de iei cu aceste resurse
Amplasarea sondelor de iei se face nfuncie de modul de manifestare a energiei dezcmnt , de regimul tehnologic de exploatare adoptat , de configuraia geometric azcmntului .
4.1 Amplasarea sondelor pe zcminte de iei tip band liniar , cu acvifer activ
Amplasarea sondelor pe zcminte de iei tip band liniar cu acvifer activ (fig 3.1)se face n iruri ( rnduri ) paralele , n raport cu conturul interior ( limita iei/ap pe culcu ) ,aceasta deoarece sondele se inund mai nti pe culcu . Numerotarea irurilor ncepe dinspreconturul petrolifer ( limita iei/ap ) ctre conturul de nchidere ( C.I. ).
Amplasarea ncepe cu fixarea ultimului ir de sonde ( irul k) ; acesta se fixeaz paralelcu conturul de nchidere al zcmntului la o distan de circa 80-100 m .
O apropiere prea mare a irului k de C.I. conduce la accentuarea fenomenului deinterferen a irului cu falia respectiv . O ndeprtare prea mare a irului kde respectivul conturar face ca n volumul situat ntre irul k i C.I. s rmn o cantitate substanial deiei nedrenatde sonde.
Dup fixarea ultimului ir se msoar distana d , dintre ultimul ir i conturul iei/ap peculcu .
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
27/44
27
Fig. 4.1 Amplasarea sondelor de extracie pe un zcmnt tip band liniar , cu acviferactiv
Se determin distana ntre iruri a :
= 212,5 mUnde:
d= distana de la ( /a ) culcu pana la ultimul ir de sondek= este numrul total de iruri ( k= 2 )= distana de la ( /a ) culcu pn la primul ir de sonde= distana de la primul ir la al doilea ir de sondeS= lungimea irului
Se recomand o distan optim ntre iruri de 150 200 m . Numrul de iruri va fi nfuncie de lungimea zonei respective . Distana dintre irurile intermediare ( 2 , 3 k1 ) esteaceiai egal cu ai rezult din relaia de mai sus . Distana de la conturul iei/ap pe culcula primul ir ( ) se alege mai mare decat a, avnd n vedere c primul ir este inundat mai
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
28/44
28
repede dect celelalte . Rezult c distana dintre penultimul ir ( k1 ) i ultimul ir ( k ) va fi, mai mic decat a .S-a constatat din practica exploatrii , c exploatarea cu mai mult de dou iruri nu este
eficient din punct de vedere al consumului energetic i deci se recomand ca n exploatare s fie
ntotdeauna cel mult dou iruri , celelalte urmnd s fie activate succesiv . Se va proiecta n continuare numai modelul zcmntului pe care funcioneaz douiruri simultan , indiferent de numrul de iruri proiectate n vederea exploatrii acestuia .
Astfel , distana de la conturul iei/ap pe culcu la primul ir de sonde de extracie este :
= = = 223,125miardistanadintre penultimul ir i ultimul ir va fi :
= = = 201,875 m
Numrul de sonde de pe irurile intermediare se calculeaz cu relaia :
Unde :S este limea zonei productive ( fig 3.1 ) , respectiv lungimea irului de sonde ;
2distana dintre dou sonde vecine de pe irurile intermediarePe irurile intermediare ( 2 , 3 , ... , k1 ) numrul de sonde este acelai . Pe primul ir se
va amplasa un numr mai mic de sonde dect pe celelalte , avnd n vedere c irul 1 va fiinundat primul i deci , sondele respective vor lucra o perioad mai scurt de timp . Notnd cu
numrul de sonde de pe primul ir , avem :
= Pepenultimulir se va amplasa un numr mai mare de sonde dect pe celelalte iruri ,
deoarece se va inunda ultimul i n faza final a exploatrii va trebuii s dreneze ct mai completzona productiv . Se noteaz cu numrul de sonde de pe ultimul ir i avem :
= Distana dintre dou sonde vecine de pe irurile intermediare se determin cu ajutorul
diagramei din figura 4.2 . De menionat , c n diagram ,
are semnificaia de raz redus a
sondei . Se calculeaz cu expresia : i , din punctual corespunztoracesteivalori depeabscis se duce o vertical pn la intersecia cu semidreapta nr. 2 . De aici se duce o paralel laabscisi se citetepeordonatvaloarearaportului
. Cunoscnd raza redus a sondei ,rezult
semidistana dintre dou sonde . Sondele laterale se vor amplasa la o distan fa de faliile ,respectiv ( fig 3.1 ) si la ntre ele .
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
29/44
29
Fig. 4.2 Diagram pentru determinarea distaneidintre sonde
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
30/44
30
Cunoscnd diametrul coloanei de exploatare ( ) , se poate determina raza sondei deextracie .diametrul sondei= in = 13.97 cm
diametrul sapei
= 7 in = 17.78 cmRaza sondei := = 8.89 cmTip A-D Tabelul 4.2
Valori pentru determinarea razei reduse a sondeil 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7d 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8n 46 42 38 32 26 0.1176 0.186 0.241 0.227 0.180
Calculul razei reduse a sondei se face pe baza datelor din tabelul de mai sus i cu ajutorulrelaiei propuse de Sciurov .
Relaia de calcul la razei reduse este :
= [ ] Unde :raza sondei dup sap , n cmraza redus a sondei
llungimea canalului perforaturii realizate n strat , n cmnnumrul de perforaturi pe metru liniar de coloanddiametrul perforaturii , n cm
= 0.1176= 0.1176= 0.186= 0.186= 0.241= 0.241= 0.227= 0.227
= 0.180
= 0.180Se alege valoarea cea mai mare pentru , respectiv combinaia optim .
= 0.241
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
31/44
31
Pentru determinarea numrului de sonde pe fiecare ir se citete din aceiai diagramvaloarea expresiei :
= = 4.81Se citete din diagrama ( 4.2 ) valoarea raportului :
= = = = 60.25 m = 6025 cm
Se calculeaz distana dintre sonde :
2= 120.5m ; la scara hrii2
= 2.4cm ( distana dintre sonde ) ;
Numrul de sonde de pe primul ir se calculeaz cu relaia :
= = = 9.48 9 sonde pe irul 1Numrul de sonde de pe ultimul ir se calculeaz cu relaia :
= = =14,7 15 sonde pe irul 2Se recalculeaz semidistana ntre sonde pe irul 1 :
=
=
= 73.05 m
14.6 mm
Se recalculeaz semidistana ntre sonde pe irul 2 :
= = = 43,3 m 8.7 mm
irul 1 :
=
= 146,1 m = 25.2 mm pe hart
irul 2 : = = 86,6 m = 15,3 mm pe hart
a m m m - m m - m m
212,5 223,125 201,875 9 146.1 73.05 15 86.6 43.3
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
32/44
32
( Se face amplasarea sondelor la scar pe hrtie milimetric )
CAPITOLUL 5
Exploatarea in regim elastic
Generalitti
Existenta domeniului elastic este definit de domeniile din diagramele de stare pe care le ocupsistemele de hidrocarburi, apele de zcmnt si mediul poros permeabil care contine sistemul defluide.
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
33/44
33
La presiuni mai mari dect cele indicate de curba de saturatie si la temperaturi sub marimeafinala este adsea de punctul critic, se vor afala zcmintele de titeiuri nesaturate cu gaze.
Mecanismul dezlocuirii fiind dat de expansiunea sistemului fluid-roca n aceste conditii, nnatur se gasesc titeiuri apartinand calsificarii Creanga, n principal din clasele parafino-
naftenice si parafino-naften-aromate, cu ratii de solutii si presiuni de saturatie ridicate.Proiectarea exploatarii zacamantului in regim elastic
5.1 Se da dinamica debitului de titei pe zacamant la peretele sondei comasate
In aceasta etapa se impune dinamica debitului de titei si se determina dinamica presiunii.Dand dinamica debitului inseamna ca se impune ritmul de exploatare al zacamantului
Debitul unei sonde se calculeaza astfel:
unde :
k este permeabilitatea absoluta medie pe zacamant
este semiditanta intre sonde
este raza sondei reduse
este vascozitatea titeiului
Semidistanta intre sonde pentru primul sir:
m
Semidistanta intre sonde pentru al doilea sir:
m
Diferenta de presiune sonda strat:
barVascozitatea dinamica a titeiului la
Vascozitatea dinamica a titeiului la
q2 k hef p
t ln
rs
rs
t
1 73.
2 43.
p 4 1. 0125 105
t 0 1410 3
Pa s
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
34/44
34
Vascozitatea dinamica a titeiului
Raza sondei reduse
m
Permeabilitatea absoluta medie pe zacamant:
m
m
Debitul pentru sonda fictiva S1
Debitul pentru sonda fictiva S2
Debitul pentru sonda 589:
m
tsat 1510 3
Pa s
t
t 0 tsat
2
t 0.015 Pa s
rs 0.24
K 470.110 15
m2
hsir1 26
hsir2 26
qs1
2 K hsir1 p
t ln1
rs
8640
qs1 32.414m3
zi
qs2
2 K hsir1 p
t ln1
rs
8640
qs2 32.414m3
zi
h589 50
589 11
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
35/44
35
Se ia
Debitul pentru sonda 766:
m
Se ia
Debitul pentru sonda 586:
m
Se ia
qs589
2 K h589 p
t ln589
rs
8640
qs589 58.203m3
zi
qs589 42m3
zi
h766 53
766 10
qs766
2 K h766 p
t ln766
rs
8640
qs766 62.167m3
zi
qs766 31
m3
zi
h586 45
586 10
qs586
2 K h586 p
t ln586
rs
8640
qs586 53.211m3
zi
qs586 40m3
zi
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
36/44
36
Debitul pentru sonda fictiva S4
m
Se ia
Debitul pentru sonda fictiva S5
m
Se ia
Debitul pentru sonda fictiva S6
m
Se ia
Debitul pentru sonda fictiva S7
s4 7
qs4
2 K hsir2 p
t ln s4
rs
8640
qs4 32.285
qs4 3m3
zi
s5 10
qs5
2 K hsir2 p
t lns5
rs
8640
qs5 30.744
qs5 36m3
zi
s6 39
qs6
2 K hsir2 p
t lns6
rs
8640
qs6
25.021
qs6 30m3
zi
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
37/44
37
m
Se ia
Dinamica intrarii sondelor in productie
Numarul total de sonde:
m
Lungimea zonei productive:
m
Latimea zacamantului
m
s7 10
qs7
2 K hsir2 p
t lns7
r
s
8640
qs7 30.744
qs7 36m3
zi
ntot 15 9 11
ntot 35
Q1 2 qs589 qs586 qs766
Q1 226
Q2 2 Q1 qs1 qs2
Q2 581.657
qsir2 qs4 qs5 qs6 qs7
qsir2 139
Q3 2 Q2 qsir24
Q3 2.275 103
l 72
L 5 l
L 3625
S 131
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
38/44
38
Volumul de pori:
Aria zacamntului:
grosimea zacamantului:
Coeficientul complex de compresibilitate in acvifer:
Se impun urmatorii timpi de punere in productie:
zile
zile
zile
Etapa I
Debitul de titei pentru aceasta etapa este:
zile
Timpul de punere in productie:
Vascozitatea dinamica a apei:
Porozitatea
Se calculeaza timpul adimensional cu formula:
Vp 2.77106
m3
A 902726. m2
hVp
A
h 3.068
1 99.73410 5
10 5
t1 36
t2 2 36
t3 3 36
Q1 226m
3
zi
t1 36
a 0.3410 3
1
8640
a 3.935 10 9
m 0.180
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
39/44
39
Se claculeaza F(tadimensional) cu formula:
Debitul de apa:
Presiunea pentru aceasta etapa va fi:'
bar
Cumulativul de apa extras:
Ratia de solutie la
Debitul de gaze:
tbarat1
L2
K
m a 1 t1
tbarat 1.845
Ftbarat 1.1177 tbarat( )0.5041
tbarat 0.45if
1.028 tbarat( ) 0.276[ ] t barat 0.45if
Ftbarat 2.173
Qa1Q1365
Vp1aL
S h K Ftbarat 365
Qa1 100.823
m3
zi
p0 165105
p1 10 5
p0
aL
S h K Qa1 Ftbarat
p1 148.462
Nbt01 Q1t1
Nbt 01 824 90 m3
W1 Qa1 t1
W1 36800.252 m3
r0 86
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
40/44
40
Cumulativul de titei extras:
Cumulativul de gaze extras:
Resursa :
Factorul de recuperare:
Etapa II
Debitul de titei pentru aceasta etapa:
Timpul de punere in productie pentru etapa II
Se calculeaza timpul adimensional:
Se calculeaza F( tadimensional):
Qg1 Q1r0
Qg1 19436m3
zi
N1 Q136
N1 82490 m3
M1 N1 r0
M1 70 941 4 0 m3
N 1.798106
N1
N
0.046
46%
Q2 581.657
t2 2 36
tbarat2
1
L2
K
m a 1 t2
tbarat2 3.691
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
41/44
41
Se calculeaza F( tadimensional2 - tadimensional1 ):
Debitul de apa pentru etapaII
Pa
Presiunea pentru etapaII:
bar
Cumulativul de apa extras:
Etapa III
Debitul de titei pentru aceasta etapa este:
Ftbarat2 1.1177 tbarat2( )0.5041
tbarat2 0.45if
1.028 tbarat2( ) 0.276[ ] t barat2 0.45if
Ftbarat2 4.07
Ftbarat21 1.1177 tbarat2 tbarat( )0.5041
tbarat2 tbarat( ) 0.45if
1.028 tbarat2 tbarat( ) 0.276[ ] t barat 2 t barat( ) 0.45if
Ftbarat21 2.173
Qa2
Nbt 01 Q2 t2 t1 Vp1aL
S h K Qa1 Ftbarat21 Vp1
aL
S h K Qa1 Ftbarat2
Vp1
aL
S h K Ftbarat21 t2 t1
p0 165105
Qa2 199.872
m3
zi
p2 10 5
p0
aL
S h K
Qa1 Ftbarat2 Qa2 Qa1( ) Ftbarat21[ ]
p2 117.776
W2 Qa2 t2
W2 1. 459 105
m3
Nbt02 Q1t1
Nbt02 8.249 104
m3
zi
Q3 2275.314
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
42/44
42
Timpul de punere in productie pentru etapa III
zile
Se calculeaza timpul adimensional:
Se calculeaza F(t adimensional3):
Se calculeaza F(t adimensional3 - t adimensional2):
Debitul de apa:
Presiunea pentru etapa III:
bar
t3 3 36
tbarat3 1
L2
K
m a 1 t3
tbarat3 5.536
Ftbarat3 1.1177 tbarat3( )0.5041
tbarat3 0.45if
1.028 tbarat3( ) 0.276[ ] t barat3 0.45if
Ftbarat3 5.967
Ftbarat32 1.1177 tbarat3 tbarat2( )0.5041
tbarat3 tbarat2( ) 0.45if
1.028 tbarat3 tbarat2( ) 0.276[ ] tbarat3 t barat 2( ) 0.45if
Ftbarat32 2.173
Qa3
Nbt 02 Q3 t3 t2 Vp1aL
S h K Qa2 Ftbarat32 Vp1
aL
S h K Qa2 Ftbarat3
Vp1aL
S h K Ftbarat32 t3 t2
Qa3 701.182
m3
zi
p3 p0
aL
S h K Qa2 Ftbarat3 Qa3 Qa2( ) Ft barat32[ ]
p3 7.262 105
p3 7.262 105
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
43/44
43
Cumulativul de apa extras:
p3 1.21107
10 5
Nbt03 Q3t3
Nbt03 2.491 106
W3 Qa3 t3
W3 7. 678 105
dinamica intrarii sondelor in productie
0
2
4
6
8
10
0 365 730 1095
timp regim elastic, zile
numarsonde
8/12/2019 Proiectare Popa Ciprian
44/44
dinamica debitului de titei
0
500
1000
1500
2000
0 365 730 1095
timp, zile
debittitei,m3/zi
dinamica presiunii de zacamant
730; 149,527
1095; 121
365; 157,471
120
125
130
135
140
145
150
155
160
0 500 1000
timp regim elastic, zile
presiunea,
bar