"Proiectarea Exploatarii Zacamintelor de Hidrocarburi Fluide"

 

" Proiectarea Exploatarii

Zacamintelor de

Hidrocarburi Fluide".

 

Tema

Se considera un zacamant de titei de forma si dimensiunile indicate in fig.1. Faliile F₁, F₂ si F₃ sant etanse.

In perioada exploararii de proba au fost sapate sondele mentionate in fig.1. Se anexeaza diagrafiile electrice ale sondelor sapate pe acest zacamant (fig.2 si fig.3).

Pe baza acestor materiale se cere:

Ø      intocmirea hartii structurale a zacamantului;

Ø      realizarea unor sectiuni transversale;

Ø      fixarea pozitiei initiale a contactului titei - apa;

Ø      calcularea volumului brut al rezervorului.

Studiul fizic asupra carotelor extrase din roca colectoare indica parametrii mentionati in tabela 1.

Se cere:

Ø      sa se calculeze marimile medii ale parametrilor fizici caracteristice colectorului;

Ø      sa se calculeze volulmul de pori al rezervorului;

Ø      sa se calculeze rezerva de titei si gaze a zacamantului.

Studiul mediului fluid indica urmatoarele date :

A.     - proprietatile sistemului de hidrocarburi fluide in conditii de zacamant sant redate in diagrama fig.4.

B.     - compozitia chimica a apelor de zacamant este redata in tabela 2.

C.     - campozitia chimica a gazelor este redata in tabele 3.

Masuratorile de presiune la momentul initial al exploatarii indica marimea de bar, la contactul titei - apa.

Temperatura de zacamant este de 52 ^oC.

Pe baza datelor de mai sus se cere:

Ø      determinarea capacitatii energetice a zacamantului la momentul initial al exploatarii;

Ø      stabilirea retelei sondelor de exploatare;

Ø      executarea calculului de comportare in exploatare a rezervorului sub energia naturala a zacamantului;

Ø      proiectarea procesului de injectie a apei sau gazelor pentru marirea factorului final de extractie al titeiului.

Datele initiale:

Tabelul 1

Tabelul 2

Tabelul 3

Introducere

Exploatarea rationala a zacamintelor de hidrocarburi fluide presupune extragerea, pe cat posibil, completa a materialului de zacamant, in ritmul care asigura indeplinirea planului de productie, activitate ce trebuie realizata cu cheltuieli minime de munca vie si materializata.

Valorificarea superioara a rezervelor de hidrocarburi fluide inseamna extragerea unui procent ridicat de material util aflat in zacamant, utilizand in principal energia proprie a sistemului. Acest fapt impune determinarea capacitatii energetice a zacamantului de hidrocarburi fluide, ceea ce implica cunoasterea structurala a materiei din zacamant si explicitatrea miscarii acesteia.

Prin materia din zacamant trebuie sa se inteleaga sistemul natural de hidrocarburi fluide, apele de zacamant si mediul solid poros - fisurat - permiabil, care in timpul geologic a localizat fluidele, si prin care pe parcursul exploatarii circula aceste fluide. Aceasta materie, in miscare, de - a lungul timpului geologic, ajunge la un anumit nivel, energia de zacamant manifestandu - se sub diferite forme. Pornindu - se de la formele energiei de zacamant, de la capacitatileenergetice ale sistemelor s - au creat modele, specifice acestora, in vederea extragerii cat mai complete a hidrocarburilor fluide.

Extragerea de material util conduce, in timp, la variatia presiunii, temperaturii si volumului sistemului de zacamant si, conform legii conservarii energiei, la variatia alcatuirii structurale a materiei acesteia.

Modelele energetice create incearca sa tina seama de starea reala a sistemelor Ain miscare, de variatiile in timp ale acestora, abordand problema prin prisma legii conservarii energiei, aceasta constituind una din cele mai laborioase si fascinante problematici teoretice si practice.

Capitolul 1.Modelul geometric al zacamantului.

Din masuratorile topografice se cunosc X si Y ale locotiilor sondelor, iar din diagrafiile geofizice, cotele punctelor Z, de intrare in colector, a gaurilor de sonda. Cu ajutorul acestor cote sealcatuieste harta structurala a zacamantului. In cazul zacamantul propus pentru exploatare este uniforma in ce privette compozitia lui litologica, delimitarea acoperisului si a culcusului zacamantului nu prezinta greutati. In situatia in care colectorul poros - fisurat - permiabil este neuniform, prezentand o gama larga de inlocuiri, efilari si intrepatrunderi a unor comppozitii litologice in altele, modelarea solicita un studiu detaliat al diagrafiilor geofizice si o corelare adecvata a lor in spatiu

1.1 Harta structurala (cu izobate) a zacamantului

Realizarea sectiunii geologice si a hartii structurale asigura o imagine clara a zacamantului si a pozitiei lui in cadrul structurii, permitand rezolvarea problemelor de determinare a rezervelor, de amplasare a sondelor, de urmarire a depasarii contactului hidrocarburi/apa in procesul de exploatare etc.

Delimiatrea ariei productive se face nu numai de catre acoperis si culcus, ci si de catre apele adiacente. S - a creat astfel notiunea de contact hidrocarburi - apa de zacamant, de fatp o notiune conventionala, pentru ca in realitate trecerea de la zona saturata cu hidrocarburi la cea saturata cu apa se face gradat, in natura exista o zona de tranzitie, a carei grosime oscileaza intre 2 si 6 m. Daca colectorul din in zona de contact este format din strate de diferite permiabilitati, atunci cele mai putin permiabile tind sa produca titei, in timp ce pachetele permiabile pot fi in intregime inindate.

Partea inferioara a zonei de contact titei - apa nu trebuie sa contina neaparat apa curata, pentru ca datorita fenomenelor fizico - chimice in aceasta parte va exista o anumita cantitate de titei care nu poate fi extras, fiind retinut de catre fortele interfaciale. Variatiile marimii zonei de contact sunt generate de particularitatile structurale ale mediului poros - fisurat - permiabil si de particularitatile structurale ale fluidelor din zacamant.

Zacamintele de hidrocarburi fluide nu au totdeauna forme geometrice regulate in proiectia lor pe plan orizontal - harta de productie a zacamantului. Modelerea unei arii productive de forma neregulata nu ridica probleme daca se utilizeaza calea modelarii cu ajutorul electrointegratoarelor. Daca nu se dispune de acest mijloc, forma reala a zacamantului trebuie aproximata cu forme geometrice simple, accesibile unui calcul analitic nu prea complicat. Modul de aproximare este diferit, in functie de exactitatea ceruta calculelor la diferite etape din procesul de exploatare. Pentru o schema preliminara a proiectului de exploatare se utilizeaza aproximari mai largi in comparatie cu proiectul definitiv. Se utilizeaza cele doua forme geometrice de baza: forma circulara si cea de banda.

In cazul nostru avem un zacamant in forma de banda (admite o simetrie liniara) este cel marginit de doua linii paralele care pot fi contactul titei - apa sau gaze - apa si linie de efilare, faliere, sau ecranare litologica (la zacamintele monoclinale) sau cele de doua linii paralele ale contactelor titei - apa, ori gaze - apa la zacamintele cu impingere a apelor marginale din doua parti.

1.2 Determinarea pozitiei initiale a contactului titei - apa

Zacamantul de hidrocarburi fluide, in conceptul energetic, este un sistem unitar alcatuit din zona productiva, saturata cu hidrocarburi, si acviferul adiacent. In exploatarea zacamintelor de hidrocarburi fluide se intalnesc " acumulatoare de energie" in care acviferele adiacente au volume care depasesc de 10 - 20 ori volumul ocupat de zona productiva. In asemenea situatii, acviferele sant surse mari de energie care se cer calculate cu exactitate. Sub acest unghi apare necesara delimitarea exacta a cviferului adiacent si a conditiilor energetice pe conturul natural de alimentare al acestuia. Acviferele adiacente isi pot exercita influenta asupra zonei productive

1.3 Calcului volulmului brut al rezervorului

Datele necesare pentru intocmirea hartii structurale, sectiunilor transversale,determinarea pozitiei initiale apa - titei si determinarea voluimului brut a rezervorului.

Tabelul 1

Utilizand datele din tabelul 1 am construit sectiunile:

I - I (prin sondele 605 -676); Anexa 1

II - II (prin sondele 649 - 641); Anexa 2

A - A (prin sondele 676 - 641); Anexa 3

B - B (prin sondele 605 - 649). Anexa 4

Folosind datele din sectiunile anterioare am construit sectiunile:

C - C (prin sondele imaginare SF1 - SF3); Anexa 5

D - D (prin sondele imaginare SF2 - SF4). Anexa 6

Pentru calcularea volumului brut a rezervorului avem nevoie de ariile calculate din sectiunile urmatoare:

I - I;

II - II;

C - C;

D - D.

Exemplu: Avem o sectiune unde trebuie calculata aria AD EC, formula ar fi urmatoarea:

C

E Deci avem ariile a doua triunghiuri

si aria unui trapez.

D

B D A

Aria unui triunghi:

- lungimea bazei triunghiului;

- inaltimea triunghiului dusa perpendicular pe baza.

Aria unui trapez:

- baza mica, respectiv baza mare a trapezului;

- inaltimea trapezului.

Folosind datele din calculul de mai sus si datele de pe harta amplasarii sondelor anume determinarea distantei x, care a fost obtinut prin trasarea unei axe la mijlocul distantei intre falia 3 si limita apa - titei de pe acoperisul stratului am construit graficul 1 (Anexa 7).

Unghiurile este unghiul dintre sectiune si perpendiculara dusa in punctul de interesctie a axei x cu sectiunile I - I, II - II, C - C si D -D.

Volumul brut calculat al rezervei este de: