Основы технологических расчетов

1. Основы технологических расчетов

Преподаватель Габдрахманова А.М.
1

2. Раздел 1. Общие понятия из физики

2

3. Разделы механики

2.СТАТИКА наука о телах, находящихся в
равновесии при воздействии на них
внешних сил
1.КИНЕМАТИКА -
3.ДИНАМИКА -
наука, описывающая
количественные
характеристики движения:
время, расстояние, скорость
наука о движении тел при
воздействии на них
внешних сил
Механика
3

4. Законы Ньютона

1 закон
Инерция — это сохранение материальным
объектом скорости и направления своего движения,
при условии, что на него нет воздействия других тел
и сил.
2 закон
Ускорение, с которым движется объект, прямо
пропорционально действующей на тело силе и
обратно пропорционально массе тела.
3 закон
Объекты действуют друг на друга с силами,
противоположными по направлению и равными по
модулю: F⃗1= − F⃗2
4

5. Агрегатные состояния вещества

Жидкое
Газообразное
Плазма
Твердое
Плазма - ионизированный газ.
Пример - северное сияние, молния.
5

6. Характеристика агрегатных состояний вещества

Агрегатные
состояния
Свойства
Расположение
молекул
Расстояние
между
молекулами
Движение молекулы
Твердое
Сохраняет
форму и
объем
В
кристаллической
решетке
Соотносится с
размером
молекул
Колеблется около
своего положения в
кристаллической
решетке
Жидкое
Сохраняет
объем
Хаотично
Близко друг к
другу
Малоподвижны, при
нагревании скорость
движения молекул
увеличивается
Газы
Занимают
предоставленный
объем
Хаотично
Больше
размеров
молекул
Хаотичное и
непрерывное
6

7. ЗАКОНЫ ГАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ

• Закон Бойля-Мариотта
• Закон Гей-Люссака
• Закон Шарля
• Закон Авогадро
• Закон Менделеева- Клапейрона
7

8. Уравнение Менделеева-Клапейрона

Из законов идеального газа получено уравнение состояния идеального газа,
связывающее Т, р и V идеального газа в состоянии равновесия.
8

9. Раздел 2. Международная система СИ

9

10. Международная система единиц измерений (СИ)

Международная система единиц (СИ) — система единиц, основанная на
Международной системе величин, вместе с наименованиями и обозначениями, а
также набором приставок и их наименованиями и обозначениями вместе с
правилами их применения, принятая Генеральной конференцией по мерам и
весам (CGPM).
— Международный словарь по метрологии
В
России
действует
ГОСТ
8.417—2002,
предписывающий
обязательное
использование единиц СИ.
В нём перечислены единицы физических величин, разрешённые к применению,
приведены их международные и русские обозначения и установлены правила их
использования.
10

11. Общие сведения о системе измерений

1. СИ определяет семь основных единиц физических величин и производные
единицы, а также набор приставок.
2. Основные единицы: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и
кандела.
3. Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических
действий, таких как умножение и деление.
4. Приставки можно использовать перед наименованиями единиц. Они
означают, что единицу нужно умножить или разделить на определённое
целое число, степень числа 10.
Например:
приставка «кило» означает умножение на 1000:
километр (км) = 1000 метров (м)
приставка «милли» означает деление на 1000
миллиметр (мм) = 0, 001 метра (м)
11

12. Основные единицы, принятые в системе СИ

Величина
Наименование
Единица
Символ
размерности
Наименование /
русское
Обозначение
Русское
Международное
Длина
L
Метр
м
M
Масса
M
Килограмм
кг
Kg
Время
T
Секунда
с
s
Сила электрического
тока
I
Ампер
А
A
Термодинамическая
температура
Θ
Кельвин
К
K
Количество вещества
N
Моль
моль
mol
Сила света
J
Кандела
кд
cd
12

13. Длина, L, метр, [м]

Измерения: L — длина, B — ширина, H — высота, толщина,
глубина
Длина́
—
физическая
величина,
характеристика протяжённости линий.
Метр – это единица измерения длины.
числовая
Он определен как расстояние, которое свет
проходит в вакууме за 1⁄299 792 458 секунды
Метр используется для измерения длины
объектов, расстояния между объектами и
других размеров.
13

14. Масса, М, килограмм, [кг]

Ма́сса — скалярная физическая величина, определяющая
инерционные и гравитационные свойства тел в ситуациях,
когда их скорость намного меньше скорости света
Действовавший до 2019 года международный
эталон килограмма. Сделан в виде цилиндра,
имеющего диаметр и высоту 39,17 мм.
Материал — сплав, содержащий 90 % платины и
10 % иридия.
Эталон хранится в штаб-квартире
Международного бюро мер и весов в Севре
(Франция)
По современному определению, его величина выражается
через величины трёх выбранных физических постоянных:
постоянная Планка, скорость света и частота
определённого электронного перехода.
14

15. Масса, М, килограмм, [кг]

Инертная
характеризует инертность тел и фигурирует в
выражении второго закона Ньютона: если заданная
сила в инерциальной системе отсчёта одинаково
ускоряет различные тела, им приписывают
одинаковую инертную массу
Гравитационная
(пассивная и активная) показывает, с какой силой
тело взаимодействует с внешними полями
тяготения и какое гравитационное поле создаёт
само это тело
Масса
Килограмм – это единица измерения массы.
Килограмм используется для измерения массы объектов и веществ.
15

16. Время, t, секунда, [с]

Секунда – это единица измерения времени.
Секунда используется для измерения времени, скорости и
других временных интервалов.
Для обозначения времени обычно используется символ
латинского алфавита t — от лат. tempus («время»)
Все движения могут ускоряться или замедляться, течение же
абсолютного времени изменяться не может.»
Исаак Ньютон
16

17. Преимущества системы СИ

- единообразие и универсальность измерений;
- облегчение обмена информацией между различными странами и областями;
- повышение точности и надежности измерений.
Благодаря СИ, ученые, инженеры и другие специалисты могут работать с едиными
стандартами и обмениваться данными без необходимости пересчета или преобразования
единиц измерения.
Ответственные за разработку и поддержание стандартов СИ - международные организации:
Международное бюро мер и весов (BIPM) и
Международная организация по стандартизации (ISO).
Они устанавливают и обновляют определения и свойства единиц измерения, а также
разрабатывают и распространяют международные протоколы и методы измерений. -
17

18. Раздел 3. Основные понятия и определения в нефтедобыче

18

19. Пластовые флюиды

Флюиды (от латинского fluidus – текучий) – любые вещества, поведение которых при
деформации может быть описано законами механики жидкостей.
Флюиды, входящие в состав газовой залежи – это газ и вода.
Флюиды, входящие в состав нефтяной залежи - нефть, газ и вода.
Пластовый флюид (пластовая жидкость) - любая жидкость, которая встречается в порах
горной породы.
19

20. Состав добываемых углеводородов

Нефть и нефтяной газ - это смесь углеводородов (соединений
углерода с водородом ).
Углеводороды при нормальных условиях (760 мм.рт.ст. и
t=20оС) находятся :
- в газообразном состоянии (природный и нефтяной газы),
- в жидком (нефть),
- в твердом состоянии (парафины, содержащиеся почти во
всех нефтях).
В среднем в нефти содержится :
82-87% углерода (С),
11-14% водорода (Н) ,
0.4 - 1.0% примесей - соединений, содержащих кислород,
азот, серу, асфальтовые и смолистые вещества.
20

21. Схема образования горных пород

1. Осадочные
2. Магматические
3. Метаморфические
В
течение
длительного
времени изменяется состав
породы.
Преобразования
носят
характер антропогенный и
природный.
При помощи талых вод, ветра,
солнца,
температурных
перепадов разрушение идет
медленно, зато неотвратимо.
Ветром и дождем изменяются
форма и состав.
21

22. Классификация горных пород по происхождению

22

23. Виды пустот в горных породах

Поры – это пустоты, образованные межзерновыми
пространствами и представляющие собой сложные
капиллярные системы.
Каверны – пустоты значительного размера (с линейным
размером
1-3
мм),
образовавшиеся
в
результате
выщелачивания горной породы.
Трещины – пустоты, образовавшиеся в результате
разрушения сплошности породы, как правило, под
действием механических напряжений
23

24. Коллекторские свойства горных пород

1. Пористость, m % – это наличие пустот в горной породе.
2. Проницаемость k, м2 – это способность горных пород пропускать через себя
жидкость под действием перепада давлений.
24

25. Природный резервуар

Природный резервуар – естественное вместилище углеводородов в горных породах.
25

26. Виды природных ловушек углеводородов

Ловушка часть природного резервуара,
ограниченная сверху и снизу
непроницаемыми твердыми
породами, в которой возможно
скопление нефти и газа.
Виды ловушек:
1.
2.
3.
4.
Сводовая
Тектонически экранированная
Литологически экранированная
Стратиграфически
экранированная
26

27. Классификация залежей по фазовому соотношению нефти и газа

Залежь – скопление
углеводородов в ловушке .
Месторождение – это скопление
углеводородов в земной коре,
приуроченные к одной или
нескольким
локализованным
геологическим структурам, т.е.
структурам, находящимся вблизи
одного
и
того
же
географического пункта.
27

28. Бурение скважин

28

29. Типы скважин по профилю

По профилю скважины можно
поделить на:
• вертикальные – угол отклонения
ствола от его вертикальной оси
не более 5°;
• наклонно-направленные – угол
отклонения
ствола
от
его
вертикальной оси превышает
5°;
• горизонтальные
–
угол
отклонения
ствола
от
его
вертикальной оси составляет
около 90°.
29

30. Типы скважин по способу бурения

• Кустовое бурение – такой способ, при котором устья скважин группируются на общей площадке, а
забои находятся в точках, соответствующих геологической сетке разработки нефтяного (газового)
месторождения;
• Многоствольное – скважина, у которой вспомогательные ответвления забурены от ведущего ствола выше
продуктивного горизонта;
• Многозабойное – главный ствол скважины бурится до продуктивного горизонта, после этого в его
пределах создаются несколько ответвлений.
30

31. Скважина

Скважина
–
это
цилиндрическая
горная
выработка, сооружаемая без доступа в нее
человека и имеющая длину во много раз больше,
чем диаметр.
Скважины
бывают:
добывающие,
нагнетательные, специальные, поисковые, опорные
и т.д.
31

32. Конструкция скважин

Конструкция скважины – это совокупность данных о
числе обсадных колонн, их диаметрах и длине,
диаметрах ствола скважины под каждую колонну,
интервалах цементирования, а также о способах
соединения скважины с продуктивным пластом.
1- обсадные трубы; 2- цементный камень; 3продуктивный пласт; 4 –перфорация в обсадной трубе
и цементном камне.
I – направление;
II – кондуктор;
III – промежуточная колонна;
IV – эксплуатационная колонна.
32

33. Способы эксплуатации скважин

Способы эксплуатации:
1. Фонтанный.
2. Газлифтный.
3. Насосный – УШГН, УЭЦН.
Дебит скважины, Q – количество жидкости,
добываемое из скважины за единицу времени,
м3/сут, т/сут.
Q = (Рпл-Рзаб) х Кпр, м3/сут
где:
Рпл – пластовое давление, Мпа
Рзаб – забойное давление, Мпа
Кпр – коэффициент продуктивности, м3/сут х МПа
33

34. Раздел 4. Основные понятия о давлениях в скважине

34

35. Понятие давления

Давление, P (МПа) – это сила, действующая на единицу площади.
Давление в любой точке скважины одинаково во всех направлениях.
В системе СИ давление измеряется в паскалях (Па), или ньютонах на квадратный метр
(н/м2).