Tlak v nádrži: definícia, vlastnosti a vzorec

Obsah:

Tlak v nádrži: definícia, vlastnosti a vzorec
Tlak v nádrži: definícia, vlastnosti a vzorec
Anonim

V tomto článku sa zoznámime s pojmom tlak v zásobníku (RP). Tu sa dotkneme otázok jeho definície a významu. Budeme analyzovať aj spôsob vykorisťovania ľudí. V tomto texte neobídeme koncept anomálneho tlaku v zásobníku, presnosť meracích schopností zariadenia a niektoré jednotlivé koncepty spojené s dominantou.

Úvod

tlak v nádrži studne
tlak v nádrži studne

Tlak v nádrži je mierou množstva tlaku vytvoreného pôsobením tekutín v nádrži a vytlačeného na určité druhy minerálov, hornín atď.

Kvapaliny sú akékoľvek látky, ktorých správanie počas deformácie možno opísať pomocou zákonov mechaniky pre tekutiny. Samotný termín bol zavedený do vedeckého jazyka okolo polovice 17. storočia. Označili hypotetické tekutiny, pomocou ktorých sa pokúsili vysvetliť proces vzniku hornín z fyzikálneho hľadiska.

Identifikácia zásobníka

Skôr než začnemepri analýze tlaku v nádrži je potrebné venovať pozornosť niektorým dôležitým pojmom, ktoré sú s ňou spojené, a to: nádrž a jej energia.

Nádrž v geológoch nazývajú teleso plochého tvaru. Zároveň je jeho sila oveľa slabšia ako veľkosť oblasti šírenia, v ktorej pôsobí. Tento indikátor napájania má tiež množstvo homogénnych funkcií a je obmedzený na súbor paralelných plôch, malých aj veľkých: strecha - horná časť a podošva - spodok. Definíciu indikátora pevnosti možno určiť nájdením najkratšej vzdialenosti medzi podrážkou a strechou.

abnormálny tlak v nádrži
abnormálny tlak v nádrži

Štruktúra nádrže

Vrstvy môžu byť vytvorené z niekoľkých vrstiev patriacich rôznym horninám a vzájomne prepojených. Príkladom je uhoľná sloj s existujúcimi vrstvami bahenných kameňov. Terminologická jednotka „vrstva“sa často používa na označenie stratifikovaných akumulácií nerastov, ako sú uhlie, ložiská rúd, ropa a vodonosné vrstvy. K zbaľovaniu vrstiev dochádza prekrývaním rôznych sedimentárnych hornín, ako aj vulkanogénnych a metamorfovaných hornín.

Koncepcia energie zásobníka

Tlak v nádrži úzko súvisí s pojmom energia nádrží, ktorá je charakteristická pre schopnosti nádrží a tekutín v nich obsiahnutých, napríklad: ropa, plyn alebo voda. Je dôležité pochopiť, že jeho hodnota je založená na skutočnosti, že všetky látky vo vnútri zásobníka sú v stave neustáleho stresu v dôsledkuskalný tlak.

Druhá rozmanitosť energie

tlak hydrostatického zásobníka
tlak hydrostatického zásobníka

Existuje niekoľko typov energie zo zásobníka:

  • tlaková energia zásobnej tekutiny (vody);
  • energia voľných a uvoľnených plynov v roztokoch so zníženým tlakom, ako je ropa;
  • elasticita stlačenej horniny a tekutiny;
  • tlaková energia spôsobená gravitáciou hmoty.

Pri výbere kvapalín, najmä plynu, z formovacieho média sa energetická rezerva spotrebováva na zabezpečenie procesu pohybu kvapalín, pomocou ktorých môžu prekonávať sily brániace ich pohybu (sily zodpovedné za vnútorné trenie medzi kvapalinami a plyny a hornina, ako aj kapilárne sily).

Smer pohybu ropy a plynov v priestore zásobníka je spravidla určený prejavom nových typov energie zásobníka súčasne. Príkladom je vznik energie pružnosti horniny a tekutiny a jej interakcia s potenciálom ropnej gravitácie. Prevaha určitého typu energetického potenciálu závisí od množstva geologických vlastností, ako aj od podmienok, v ktorých sa ložisko konkrétneho zdroja využíva. Súlad špecifickej formy energie, ktorá sa používa na pohyb kvapalín a plynov, s typom ťažobného vrtu umožňuje rozlišovať medzi rôznymi spôsobmi prevádzky ložísk plynu a ropy.

Dôležitosť parametra

Tlak v nádrži je mimoriadne dôležitý parameter, ktorý charakterizuje energetický potenciálútvary nesúce vodné alebo ropné a plynové zdroje. Na procese jeho vzniku sa podieľa niekoľko druhov tlaku. Všetky budú uvedené nižšie:

  • tlak hydrostatického zásobníka;
  • prebytok plynu alebo ropy (Archimedova sila);
  • tlak, ktorý vzniká v dôsledku zmien rozmerovej hodnoty objemu nádrže;
  • tlak v dôsledku expanzie alebo kontrakcie tekutín, ako aj zmien ich hmotnosti.

Tlak v nádrži zahŕňa dve rôzne formy:

  1. Iniciálka – počiatočný indikátor, ktorý mal zásobník pred otvorením zásobníka pod zemou. V niektorých prípadoch môže byť zachovaný, to znamená, že nie je narušený vplyvom faktorov a procesov spôsobených človekom.
  2. Aktuálne, nazývané aj dynamické.

Ak porovnáme tlak v nádrži s podmieneným hydrostatickým tlakom (tlak stĺpca čerstvej kvapaliny, vertikálny od denného povrchu k bodu merania), potom môžeme povedať, že prvý je rozdelený na dve formy, a to anomálny a normálne. Ten je priamo závislý od hĺbky útvarov a neustále rastie, približne o 0,1 MPa na každých desať metrov.

Normálny a abnormálny tlak

tlak v spodnej dierke zásobníka
tlak v spodnej dierke zásobníka

PD v normálnom stave sa rovná hydrostatickému tlaku vodného stĺpca, s hustotou rovnajúcou sa jednému gramu na cm3, od strechy formácie po zemský povrch vertikálne. Abnormálny tlak v nádrži je akejkoľvek formyprejavy tlaku, ktoré sa líšia od normálu.

Existujú 2 typy anomálnych PD, o ktorých sa teraz bude diskutovať.

Ak PD prekročí hydrostatický, t.j. tlak, v ktorom má tlak vodného stĺpca index hustoty 103 kg/m3, potom sa nazýva abnormálne vysoký (AHPD). Ak je tlak v nádrži nižší, potom sa nazýva abnormálne nízky (ALP).

Anomálne PD sa nachádza v systéme izolovaného typu. V súčasnosti neexistuje jednoznačná odpoveď na otázku o genéze APD, pretože tu sa názory odborníkov líšia. Medzi hlavné dôvody jeho vzniku patria také faktory, ako sú: proces zhutňovania ílových hornín, fenomén osmózy, katagenetická povaha premeny horniny a organických zlúčenín v nej obsiahnutých, práca tektogenézy, ako aj prítomnosť geotermálneho prostredia v útrobách zeme. Všetky tieto faktory môžu byť medzi sebou dominantné, čo závisí od štruktúry geologickej stavby a historického vývoja regiónu.

Väčšina výskumníkov sa však domnieva, že najdôležitejším dôvodom vzniku tej či onej nádrže a prítomnosti tlaku v nej je teplotný faktor. Je to založené na skutočnosti, že tepelný koeficient rozťažnosti akejkoľvek tekutiny v izolovanej hornine je mnohonásobne väčší ako koeficient minerálnej série komponentov v hornine.

Nastavenie ADF

vysoký tlak v nádrži
vysoký tlak v nádrži

APD vzniká ako výsledok vŕtania rôznych studní na zemi aj vo vodných plochách. Je to spojené sneustále vyhľadávanie, prieskum a rozvoj ložísk plynu a/alebo ropy. Zvyčajne sa nachádzajú v pomerne širokom rozsahu hĺbky.

Tam, kde je extrémne hlboko na dne, možno častejšie nájsť anomálny vysoký tlak v nádrži (od štyroch km alebo viac). Najčastejšie takýto tlak prekročí hydrostatický tlak, približne 1,3 - 1,8 krát. Niekedy existujú prípady od 2 do 2,2; v takýchto prípadoch najčastejšie nedokážu dosiahnuť prebytok geostatického tlaku vyvíjaného hmotnosťou nadložnej horniny. Je extrémne zriedkavé nájsť prípad, v ktorom je možné vo veľkej hĺbke fixovať AHRP rovnú alebo väčšiu ako je hodnota geostatického tlaku. Predpokladá sa, že je to spôsobené vplyvom rôznych faktorov, ako sú: zemetrasenie, bahenná sopka, zväčšenie štruktúry soľnej kupole.

Pozitívna zložka AHRP

tlak formovacieho plynu
tlak formovacieho plynu

AHRP má priaznivý vplyv na rezervoárové vlastnosti rezervoárovej horniny. Umožňuje predĺžiť časový interval na ťažbu plynových a ropných polí bez použitia sekundárnych nákladných metód. Zvyšuje tiež špecifickú zásobu plynu a rýchlosť prúdenia vrtu, snaží sa zachovať akumuláciu uhľovodíkov a je dôkazom prítomnosti rôznych izolovaných oblastí v ropnej a plynovej panve. Keď už hovoríme o akejkoľvek forme PD, je dôležité si zapamätať, z čoho vzniká: tlak v nádrži plynu, ropy a hydrostatický tlak.

Stránky HAP, ktoré boli vyvinuté vo veľkých hĺbkach, najmä tie s regionálnou distribúciou, obsahujú značné množstvo takýchtozdroj ako metán. Zostáva tam v stave roztoku, ktorý je obsiahnutý v prehriatej vode s teplotou 150-200 °C.

Niektoré údaje

Človek dokáže ťažiť zásoby metánu a využívať hydraulickú a tepelnú energiu vody. Je tu však aj nevýhoda, pretože AHRP sa často stávajú zdrojom nehôd, ku ktorým došlo pri vŕtaní studne. Pre takéto zóny sa počas procesu vŕtania používa metóda váženia, ktorej účelom je zabrániť vyfúknutiu. Aplikované tekutiny však môžu byť absorbované formáciami dvoch tlakov: hydrostatickým a abnormálne nízkym.

V priebehu pochopenia procesu ťažby zdrojov ropy a zemného plynu prostredníctvom inštalácie vrtných súprav je potrebné vedieť o prítomnosti konceptu tlaku v spodnej dierke. Je to hodnota tlaku na dne ropného, plynového alebo vodného vrtu, ktorý vykonáva proces práce. Mala by byť nižšia ako hodnota nárazu nádrže.

Všeobecné informácie

PD sa neustále mení, ako sa nádrž rozširuje a zvyšuje sa hĺbka ložísk ropy alebo plynu. Zvyšuje sa aj v dôsledku zvýšenia hrúbky zvodnenej vrstvy. Tento tlak sa porovnáva iba s jednou rovinou, konkrétne s úrovňou, počiatočnou polohou kontaktu oleja a vody. Indikátory zariadení, ako sú tlakomery, zobrazujú výsledky iba pre obmedzené zóny.

systém udržiavania formačného tlaku
systém udržiavania formačného tlaku

Ak hovoríme konkrétne o tlaku pri vytváraní studne, potom tieto slová znamenajú množstvo akumulácie minerálov nachádzajúcich sa v dutinách zeme. Dôvodom tohto javu bola náhodná príležitosť, aby sa hlavná časť nádrže dostala na povrch. Proces pitia zásobníka prebieha vďaka vytvoreným otvorom.

SPPD

Systém udržiavania tlaku v nádrži je technologický komplex zariadení, ktoré sú potrebné na vykonávanie prác na príprave, preprave a vstrekovaní látky, ktorá vykonáva silu potrebnú na preniknutie do priestoru nádrže s ropou. Teraz prejdime priamo k podrobnostiam.

Údržbu tlaku v nádrži vykonáva systém vrátane:

  • predmety na rôzne typy vstrekovania, ako je voda do zásobníka;
  • príprava sacej vody na stav podmienok;
  • dozor nad kvalitou vody v systémoch RPM;
  • monitorovanie plnenia všetkých bezpečnostných požiadaviek, ako aj kontrola úrovne spoľahlivosti a tesnosti zariadenia prevádzkového systému poľného vodovodu;
  • použitie uzavretého cyklu úpravy vody;
  • vytvorenie možnosti zmeniť parametre zodpovedné za spôsob vstrekovania vody z dutiny studne.

SPPD obsahuje tri hlavné systémy: vstrekovanie do studne, potrubné a distribučné systémy a vstrekovanie činidla. Súčasťou je aj vybavenie na prípravu činidla prevádzkovaného na injekciu.

Vzorec tlaku v nádrži: Рpl=h•r•g, kde

h je úroveň výšky stĺpca kvapaliny, ktorá vyrovnáva PD, r je hodnota hustoty tekutiny vo vnútri vrtu, g jezrýchlenie pri voľnom páde m/s2.

Odporúča: