Загальна характеристика пластових флюїдів - раздел Философия, НАФТОГАЗОВА МЕХАНІКА До Пластових Флюїдів Відносяться Нафта, Природний Газ Та Пластова Вода.
...
До пластових флюїдів відносяться нафта, природний газ та пластова вода.
Нафта − це суміш різних вуглеводневих та не вуглеводневих (гетероатомних) сполук. У нафті присутні вуглеводні метанового, нафтенового і ароматичного рядів, які вміщують кисневі, сірчисті та інші сполуки. Співвідношення основних вуглеводневих сполук може бути різним.
Метанові або парафінові вуглеводні (СпН2п+2) представлені газами (СН4, С2Н6, С3Н8, С3Н10) в нормальних умовах, рідинами (С5Н12 … С15Н32) і твердими тілами (С16Н34, …). Парафінові вуглеводні можуть мати або нормальну − у вигляді нерозгалуженого ланцюжка, або ізотермічну − у вигляді розгалуженого ланцюжка будову.
Нафтенові вуглеводні (поліметиленові, циклопарафіни, циклани) мають циклічну будову. Прості моноциклічні сполуки мають загальну формулу СпН2п . У нафті переважно зустрічаються вуглеводні з п’яти- і шестичленною структурою. У фракціях нафти з високою температурою кипіння трапляються також поліциклічні вуглеводні ( СпН2п-2 і СпН2п-4), які складаються з 2−4 циклів. Більшість нафтенових вуглеводнів − рідини, лише високомолекулярні вуглеводні є твердими тілами.
Ароматичні вуглеводні також поділяють на моноарени (бензол і його гомологи СпН2п-6) та поліарени (СпН2п-12, СпН2п-18 , СпН2п-24). Наявність одного чи більше бензольних кілець у ароматичних вуглеводнів дає змогу їм приєднувати (заміщенням атому водню) інші радикали.
Невуглеводневі сполуки нафти − це, в основному, органічні сполуки кисню, сірки і азоту. Кисень в нафті утворює кілька груп сполук: нафтові (нафтенові і жирні)кислоти, феноли і кетони. Найпоширеніші нафтенові кислоти, які є похідними нафтенових вуглеводнів, де атом водню заміщений на карбоксильну групу СООН.
Сірка в нафті може зустрічатися в малих кількостях у вільному стані, у вигляді розчиненого в нафті сірководню і в органічних сполуках. Вміст сірки в сполуках в 10−12 разів перевищує загальний вміст самої сірки. Серед сполук сірки відомі меркаптани, сульфіди, дисульфіди та циклічні сполуки (тіофани і тіофени).
Меркаптани (тіоспирти, тіоли) − це сполуки, у яких до вуглеводневого радикала приєднано групи SH. Сульфіди (тіоефіри, тіоалкани) мають будову типу R−S−R, де R − радикал метанового або ароматичного ряду вуглеводнів. Дисульфіди мають будову R−S−S−R. Тіофани і тіофени є циклічними сульфідами, де в кільці один атом вуглецю заміщений на атом сірки.
Сполуки сірки в нафті вважаються шкідливими домішками, які знижують якість продуктів переробки, викликають корозію і отруюють повітряний басейн.
Серед азотних сполук виділяють нейтральні (аміни, піридини, хіноліни) та основні (індоли і карбазоли, окремі піроли).
Смоли і асфальтени є найскладнішими сполуками нафти, де вуглеводневі радикали пов’язані між собою, а також із сіркою. Киснем і азотом. Вміст смолисто-асфальтенових речовин у нафті коливається в межах від 1−2 % до 60−70 %. Молекулярна маса смол становить 500−1000 г/моль, а асфальтенів 1000−6000 г/моль. Смоли мають напіврідку консистенцію, а асфальтени є порошкоподібними нерозчинними у легких вуглеводнях речовинами. Смол у нафті значно більше, ніж асфальтенів. Під дією різних факторів (при нагріванні, під дією світла тощо) можуть перейти в асфальтени.
Газові конденсати за складом аналогічні нафтам, однак у них відсутні асфальтени і мало смол.
За переважаючим вмістом тих або інших вуглеводнів нафти поділяють на групи: метанові, метано-нафтенові, нафтенові, метано-нафтено- ароматичні і нафтено-ароматичні.Є також інші класифікації нафт: за вмістом твердих парафінів − малопарафінові (до 1,5 %), парафінові (1,5−6 %) і високопарафінові (понад 6 %); за вмістом сірки − малосірчасті (до 0,5 %), сірчасті (0,5−2 %) і високосірчасті (понад 2 %); за вмістом смолистих речовин слабо смолисті (до 8 %), смолисті (8−28 %) і сильно смолисті (понад 28 %) і т. ін.
Природний газ − це суміш різних, головним чином вуглеводневих газів: метан (СН4), етан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н20) та ін. Основною складовою частиною природного газу є метан, вміст якого зазвичай перевищує 80−90 % і досягає 97−99 %. Тільки в газах, розчинених у нафті, частка метану може зменшуватися до 60 % і менше. Домішками до вуглеводневих газів можуть бути азот, водень, сірководень, вуглекислий газ та інертні гази (гелій, аргон та ін.).
Гази, які вміщують в 1 м3 понад 100 г важких вуглеводневих газів (етан, пропан та ін.), називають "багатими", а менше 100 г − "сухими".
Хімічний склад газів залежить від типу родовища, з якого його видобувають.
Водав гірських породах може перебувати у зв’язаному та вільному станах. Залежно від природи зв’язуючих сил поділяють на капілярно зв’язану, в якій переважають капілярні сили; адсорбційно зв’язану, яка утримується на поверхні скелета породи; зв’язану плівково, що покриває гідрофільні ділянки поверхні скелета породи. Зв’язана вода суттєво впливає на характер рідин і газів у пластах.
Вільну пластову воду за розміщенням відносно нафтогазоносних горизонтів називають верхньою, якщо вона насичує пласт, розташований вище продуктивного; нижньою, якщо насичує пласт, розташований нижче продуктивного; проміжною, якщо насичує пропласток у продуктивному пласті; підтстилаючою або крайовою, якщо вона наповнює води колектора під нафтовим (газовим) покладом, або довкола нього. У нафтовій (газовій) частині пласта завжди вміщується вода, яка збереглася з часу утворення покладу і називається залишковою або реліктовою.
Характеристика пластових вод визначається загальною мінералізацією води, вмістом основних іонів та деякими іншими показниками.
Загальна мінералізація води визначається сумарним в ній хімічних елементів , їх сполук і газів. У залежності від ступеня мінералізації, який оцінюють за сухим залишком після випаровування води при температурі 105−110 °С, пластові води поділяють на прісні, з вмістом солей менше 1 г/л; слабосолоні з вмістом солей 1 − 5 г/л; солоні 5 −10 г/л; сольові 10 − 50 г/л і розсоли з вмістом солей понад 50 г/л.
Основними іонами в природних водах є аніони Cl−, HCO−3, CO2−3, SO2-4 і катіони Na+, K+, Ca2+, Mg2+. Інші належать до числа мікрокомпонентів, найважливішими з яких є J−, Br−, NH+4. Залежно від переважного вмісту тих чи інших іонів пластові води поділяють на сульфатно-натрієві, гідрокарбонатно-натрієві, хлормагнієві і хлоркальцієві. Кожен з цих типів вод підрозділяється на групи: гідрокарбонатні, сульфатні, хлоридні.
Для пластових вод нафтогазових родовищ характерний підвищений вміст іонів йду, брому, амонію і нафтенових кислот. За хімічним складом це хлоркальцієві розсоли із загальною мінералізацією 50 г/л і більше. Води нафтових родовищ бувають кислими і лужними гідрокарбонатно-натрієвого, а інколи хлоридно-сульфатно-натрієвого складу. Пластові води вміщують розчинений газ ( природний газ, азот, вуглекислий газ).
Університет нафти і газу... І С Васько... НАФТОГАЗОВА МЕХАНІКА...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Загальна характеристика пластових флюїдів
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Загальна систематика гірських порід
Гірські породи в залежності від геологічних процесів, в результаті яких вони утворилися, розділяють на три генетичні групи:
- магматичні або вивержені;
- осадові;
Петрографічні особливості будови гірських порід
Властивості порід залежать в першу чергу від їх складу. Раніше відзначалося, що гірські породи складаються з мінералів. Відомо близько 3000 різних мінералів. Однак до складу гірських порід входить
Неоднорідність гірських порід
Анізотропними називають тіла, в яких показники властивостей однакові в паралельних і неоднакові в непаралельних напрямах.
Тіла, що мають однакові показники в
Середовищі
Нафта і газ, а також пластові води вміщуються в пустотах і порах так званих порід-колекторів. Приблизно 60% світових запасів вуглеводнів вміщуються у відкладах піщано-алевролітових порід, які назив
Напруження і деформації суцільних середовищ
Суцільне середовище – це гіпотетичне середовище, яке може під дією навантажень як завгодно змінювати свою форму (деформуватись), не втрачаючи при цьому суцільно
Деформації суцільного середовища
Нехай в процесі деформації середовища його точки одержали переміщення u з компонентами ux, uy, uz
Рівняння неперервності
Це рівняння зв’язує густину з характеристиками руху суцільного середовища, що встановлюється на основі закону збереження маси (повна зміна маси у замкненому об’ємі дорівнює нулю)
Рівняння реології
Рівняння реології визначають зв’язок між компонентами тензора напружень та тензорів деформацій і швидкостей деформацій. Рівняння реології отримують, як правило, на основі дослідних даних. Параметри
Рівняння стану
Рух суцільного середовища призводить до зміни параметрів стану ( тиску р і температури Т), що впливає на його фізичні властивості (густину, реологічн
Суцільних середовищ
Включає вибір системи рівнянь та підготовку додаткових умов, яким має задовольняти розв’язок задачі на границях області її визначення. Додаткові умови, які поділяють на початкові
Рівняння теорії пружності
Для незмінних властивостей тіла рівняння теорії пружності включають рівняння руху (5.16), Коші (5.6) та узагальнений закон Гука (5.21). Для квазіпластичних процесів (
Рівняння теорії пластичності
Для незмінних властивостей тіла рівняння теорії пластичності базуються на рівняннях рівноваги (5.33), Коші (5.6) і умови пластичності (рівняння реології).
Для загального випадку навантажен
Теорії міцності
Теорії міцності обґрунтовують можливість використання результатів модельних випробувань матеріалів на міцність при простих видах навантажень у розрахунках на міцність при складному
Основні поняття теорії фільтрації
При бурінні відбувається масообмін між свердловиною і розкритими пластами, кий визначається фільтраційними, дифузійними, осмотичними та іншими процесами. Фільтрація належить до найбільш вагомих про
A – емпіричний коефіцієнт (для пісківa=0,015 –0,018 ).
Закон Дарсі узагальнюють також на випадок багатофазової течії у пористому середовищі. Для цього розповсюджують поняття швидкості фільтрації на окрему фазу vi , як
Гірських порід
Кількість фізичних властивостей гірських порід, що проявляються у взаємодії з іншими об’єктами і явищами матеріального світу, може бути як завгодно великою. Однак, для практики гірничої справи важл
Міцнісні властивості
Міцність – це здатність порід чинити опір руйнуванню під дією прикладених механічних напружень.
Вона характеризується межею міцності при стиску і розтягу, зчепл
В УМОВАХ ПРИРОДНОГО ЗАЛЯГАННЯ
Напружений стан гірських порід в земній корі зумовлений тиском розташованих вище порід і тектонічними процесами.
Розглянемо випадок, коли напружений стан масиву порід зумовлений лише граві
Механізм проявлення гірського тиску
Розкриття масиву гірських порід свердловиною суттєво змінює їх напружений стан, оскільки тиск у свердловині, як правило, менший за боковий тиск порід. Стінки свердловини тривал
Термічні напруження в гірських породах
В загальному випадку температура промивальної рідини, що заповнює свердловину, відрізняється від температури гірських порід, розкритих нею. Охолодження чи нагрівання стінок свердловини спричиняють
Гідродинамічні коливання тиску
Гідродинамічні коливання тиску у свердловині також є причиною зміни напруженого стану гірських порід в приствольній зоні. Тиск у свердловині стає більшим за гідростатичний при роботі бурових насосі
Умови стійкості стінок свердловини
Втрата стійкості і руйнування гірських порід, з яких складені стінки свердловини, є небажаним ускладненням при бурінні. Це може статися у випадку, коли напруження в породі досягнуть граничного стан
Порід на стінках свердловини
Гірські породи в умовах природного залягання, а також при розкритті їх свердловиною взаємодіють головним чином з рідким середовищем.
Механізм дії рідкого середовища на тверді тіла вивчався
Прояв в’язкісних властивостей гірських порід
В’язкісні (реологічні) властивості гірських порід проявляються на великих глибинах. Особливо відчутно їх прояв у глинистих, галоїдних і сірчанокислих породах.
В загальному випадку деформац
Продуктів руйнування
Точка А перетину кривих на рис. 9.1 відповідає розміру частин 0,5 ÷1,0 мм.
В зв’язку з цим Шрейнер Л.А. показав, що у випадку використання закону подіб
Долота з породою
За принципом взаємодії з гірською породою усі механічні породоруйнуючі інструменти для буріння свердловин можна розділити на три класи: ріжуче-сколююючі, дроблячі і дробляче-сколююч
Фізичні явища при руйнуванні гірських порід
Руйнування твердих тіл, в тому числі і гірських порід, відбувається або в результаті відриву (від нормальних розтягуючи напружень), або сколювання, зсуву, зрізу (від дотичних напружень). При розтяг
Напружений стани гірських порід при втискуванні
Розглянуті вище схеми взаємодії елементів озброєння доліт з породою показали, що руйнування породи відбувається послідовним деформуванням окремих ділянок поверхні вибою при одночасній дії нормальни
Втискування сферичного індентора
Деформування порід при втискуванні жорсткого сферичного індентора і плоского циліндричного штампа багато в чому схожі, хоча є і суттєві відмінності.
Втискування інденторів різної форми
Фрезовані зубці шарошкових доліт мають практично плоску прямокутну поверхню контакту. Через складність розв’язку задачі про розподіл тиску під прямокутним штампом, отримано розв’язок для нескінчено
Втискуванні інденторів
Розгляньмо, як руйнується гірська порода при втискуванні різних інденторів.
Як встановлено у 10.4, в процесі втискування плоского індентора в породу граничний стан може бути досягну
Напружень в гірських породах
Із схем взаємодії елементів озброєння з гірською породою (див. розділ 8.1) видно, одночасно з нормальним навантаженням діє і значне дотичне навантаження. Розглянемо, як впливає дотичне навантаження
Класифікація гірських порід
За результатами експериментального дослідження властивостей гірських порід при втискуванні штампа у значну кількість зразків гірських порід було створено кілька класифікаційних шкал
Деформування і руйнування гірських порід
При бурінні свердловин мають місце виключно динамічні процеси. Якщо для опису статичних процесів достатня система рівнянь рівноваги сил і моментів, то для динамічних процесів додатк
Динамічному втискуванні
Величина кінетичної енергії удару для ударника, що вільно падає, дорівнює його потенціальній енергії в крайньому верхньому положенні
Та абразивність гірських порід
Деталі бурових машин і механізмів, буровий і породоруйнівний інструмент в процесі роботи зношується, через що змінюються їх розміри і форма. По досягненню граничної величини зношування ці деталі та
Гірських порід
Абразивність гірської породи, як і будь-який інший показник механічних властивостей, відображає її прояв у конкретних умовах роботи. Зміна цих умов може стати причиною такої суттєвої зміни процесу
При взаємодії з гірською породою
При вивченні абразивного зношування потрібно використовувати моделі процесів і визначати показники абразивності як характеристики цих моделей. Однак, сучасний стан вивченості цього питання не дозво
БУРИМІСТЬ ГІРСЬКИХ ПОРІД
Буримість гірських порід – це їх здатність руйнуватися у вибійних умовах.
Буримість визначається сукупністю геологічних і техніко-технологічних факт
ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНИХ ДЖЕРЕЛ
1 Спивак А. И. Разрушение горных пород при бурении скважин / А. И. Спивак, А. Н. Попов. - М.: Недра, 1979. − 238 с.
2 Спивак А.И. Механика горных пород / А. И. Спивак. - М.: Недра, 1
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов