Побудова карт істинних і приведених ізобар

 

Мета та завдання роботи

 

Метою роботи є навчити студентів методики побудови карт ізобар (пластових тисків).

У завдання роботи входить побудова карт істинних і приведених ізобар (за виданим індивідуальним завданням).

 

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

 

Газ, нафта і вода, які заповнюють пори в пластах, знаходяться під деяким напором, який називається пластовим тиском. Величина пластового тиску залежить від цілого ряду факторів (глибини залягання, відстані до області живлення та ін.) і змінюється по площі продуктивного горизонту.

У пластах, які знаходяться в розробці, пластовий тиск значно змінюється в часі та просторі. Вивчення характеру зміни величини пластового тиску в процесі розробки є дуже важливим для пізнання процесів, які протікають в пласті та для контролю за розробкою.

для вивчення характеру розподілу пластових тисків по площі покладу та їх зміну в процесі розробки широко використовують карти пластових тисків. Як правило, такі карти складають поквартально або по півріччям.

 

розрахунок істинних пластових тисків

 

Вихідним матеріалом для побудови карт ізобар є результати визначення величин пластових тисків в свердловинах, які розкрили даний пласт. визначення пластових тисків в експлуатаційних свердловинах нафтових родовищ проводяться за допомогою глибинного манометра. В п’єзометричних свердловинах, де рівень рідини знаходиться нижче гирла, величину пластового тиску можна визначити розрахунковим методом.

Визначення тисків глибинним манометром часто проводиться не на глибині залягання продуктивного пласта, а вище або нижче. У цьому випадку величина пластового тиску розраховується за формулою:

 

, (9.1)

 

де Р_пл – пластовий тиск, МПа;

Р_вим – тиск, виміряний глибинним манометром, МПа;

Н_пк, Н_під – відповідно, глибина залягання покрівлі і підошви продуктивного пласта, м;

Н_вим – глибина точки виміру тиску глибинним манометром, м;

r _р – густина рідини (нафти або води), кг/м³;

g – прискорення вільного падіння, м/с² (в розрахунках
g = 9.81 » 10 м/с²).

Знак “+” перед дужками ставиться тоді, коли глибина точки виміру тиску глибинним манометром менша за глибину середини пласта, а “–” – коли більша.

Рівень рідини в п’єзометричних свердловинах заміряється або спеціальною желонкою, або ехолотом. При встановленому статистичному рівні протитиск, який чинить рідина, що заповнила свердловину, на пласт дорівнює пластовому тиску. Знаючи висоту стовпа рідини та її густину, можна вирахувати величину пластового тиску.

Якщо рідина в свердловині однорідна, то розрахунок пластового тиску проводиться за формулою:

 

Р_пл = h_р Ч r_р Ч g Ч 10^-6, (9.2)

 

де h_р – висота стовпа рідини, м.

Якщо свердловина заповнена нафтою і водою, розрахунок проводиться за наступною формулою:

 

Р_пл = (h_н Ч r_н + h_в Ч r_в) Ч g Ч 10^-6, (9.3)

 

де h_н, h_в – відповідно стовпи нафти і води в свердловині, м;

r_н, r_в – відповідно густина нафти і води, кг/м³.

 

розрахунок пластових тисків приведених

ДО РІВНЯ МОРЯ

 

Розрахунок приведених пластових тисків проводиться за наступною схемою:

а) для свердловин, які дають чисту нафту (рис. 9.1):

Рисунок 9.1 – Схема визначення приведених до рівня моря пластових тисків в нафтових свердловинах при різному розташуванні покрівлі пласта

 

1 Пластовому тиску вираховують еквівалентний йому стовп нафти за формулою:

 

h_н = P_плЧ10⁶/r_нЧg, (9.4)

 

де h_н – висота стовпа нафти від середини продуктивного пласта, м.

2 Приведений до рівня моря тиск визначається як відстань від рівня моря до розрахованого рівня нафти в свердловині. У випадку, коли рівень нафти знаходиться вище рівня моря, приведений тиск приймається із знаком “+”, а якщо нижче - із знаком “-”. Розрахунок приведених до рівня моря пластових тисків проводиться за формулою:

 

±l = h_н - L + А, (9.5)

 

де L – глибина середини пласта, м;

А – альтитуда гирла свердловини, м;

± l – приведена ізобара (з відповідним знаком), м.

 

б) для свердловин, які дають воду.

Пластовий тиск, на середині продуктивного пласта, розраховується за формулою:

 

P_пл=h_в Ч r_в Ч g Ч 10^-6, (9.6)

 

Висота, на якій би знаходився рівень рідини в свердловині, якщо б вона була заповнена нафтою дорівнює:

 

h_н = P_плЧ10⁶/r_нЧg, (9.7)

 

Підставляючи (9.6) в (9.7), отримаємо:

 

h_н = h_в Ч r_в /r_н, (9.8)

 

де h_в – висота стовпа води від середини продуктивного пласта, м

1 За формулою (9.6) знаходимо висоту стовпа води від середини продуктивного пласта

 

h_в = P_плЧ10⁶/r_в Ч g, (9.9)

 

2 Приведений до рівня моря тиск визначається за формулою:

 

. (9.10)

 

де h_внк – абсолютна відмітка початкового водонафтового контакту, м;

h_ср.п. – абсолютна відмітка середини продуктивного пласта, м.

 

в) для свердловин, які дають нафту і воду.

У таких свердловинах висота стовпа нафти, що створював би протитиск на середину продуктивного пласта, дорівнює висоті сумарного стовпа нафти і води.

1 Висоти стовпів нафти і води розраховуються за формулами (9.4) та (9.9)

2. Приведений до рівня моря тиск визначається за формулою:

 

. (9.11)

 

розрахунок пластових тисків приведених ДО відмітки початкового водонафтового контакту

 

При розрахунку пластових тисків приведених до відмітки початкового водонафтового контакту (ВНК) необхідно враховувати положення поточного ВНК.

1. Якщо переміщення ВНК не спостерігається або не значне, то розрахунок приведених тисків проводиться за формулами:

а) для свердловин, які дають нафту:

 

, (9.12)

 

де – приведений пластовий тиск до відмітки початкового ВНК, МПа;

– абсолютна відмітка початкового ВНК, м;

 

 

б) для свердловин, які дають воду:

 

. (9.13)

 

2 Якщо ВНК в процесі розробки перемістився на значну відстань, розрахунок приведеного тиску у свердловинах, які дають нафту проводиться за формулою:

 

, (9.14)

 

де – абсолютна відмітка поточного ВНК, м;

 

Порядок побудови

 

1 побудувати структурну карту покрівлі продуктивного горизонту.

2 Нанести початковий контур нафтоносності.

3 розрахувати значення пластових тисків у всіх свердловинах.

4 Методом трикутників побудувати карту істинних ізобар (на фоні структурної карти).

5 Розрахувати пластові тиски приведені до рівня моря та до відмітки початкового ВНК.

6 Методом трикутників побудувати карту приведених пластових тисків до рівня моря.

7 Методом трикутників побудувати карту приведених пластових тисків до відмітки початкового ВНК.

 

ПОБУДОВА П’ЄЗОМЕТРИЧНОГО ПРОФІЛЮ

 

Різні значення величин пластових тисків залежать від співвідношення між положенням п’єзометричної поверхні, глибиною залягання пласта і перевищенням гирла свердловини на рівнем моря.

При визначенні пластових тисків існує три варіанти співвідношень між глибиною залягання пласта, положенням п’єзометричної поверхні та гирл свердловин (рис 9.2).

 

Рисунок 9.2 – Співвідношення глибини залягання пласта, положення п’єзометричної поверхні та гирл свердловин

А,В,С – гирла свердловин; П.п – п’єзометрична поверхня;

Н’ – відстань від п’єзометричної поверхні до гирла свердловини.

1 При Р_пл < 0,01Ч Н, п’єзометрична поверхня знаходиться нижче гирла свердловини (див. рис. 9.2а). При цьому пластовий тиск дорівнює:

 

, (9.15)

 

де Р_пл – пластовий тиск, МПа;

Н – глибина залягання покрівлі продуктивного горизонту, м;

h – відстань від гирла свердловини до п’єзометричної поверхні, м;

r_в – густина води, кг/м³, приймається r_в = 1000 кг/м³;

g – прискорення вільного падіння, м/с² , приймається g =10 м/с².

 

Звідси

. (9.16)

 

 

2 При Р_пл = 0,01Чш, п’єзометрична поверхня співпадає з положенням гирла свердловини (див. рис. 9.2б). У даному випадку

 

. (9.17)

 

Відповідно

. (9.18)

 

 

3 При Р_пл > 0,01Ч Н, п’єзометрична поверхня знаходиться вище гирла свердловини (див. рис. 9.2в). У цьому випадку

 

. (9.19)

Тоді

. (9.20)

 

ПОРЯДОК ПОБУДОВИ

 

П’єзометричний профіль будується наступним чином:

1 Вибирається напрямок п’єзометричного профілю, як правило це напрямок навхрест простягання структури.

2 Ламаною лінією з’єднують свердловини, через які буде побудований профіль.

3 Переносять лінію профілю (яка буде служити за лінію рівня моря) на планшет, витримуючи при цьому віддалі між свердловинами в масштабі карти.

4 З точок свердловин у вибраному відносно планшета вертикальному масштабі відкладають альтитуди гирл, які потім з’єднують між собою (при цьому утворюється рельєф денної поверхні) та глибину залягання покрівлі і підошви продуктивного пласта (створюючи модель продуктивного пласта).

5 Від точок гирл свердловин відкладають віддалі до п’єзометричної поверхні.

6 Отримані точки з’єднують прямими лініями при цьому одержуємо п’єзометричний профіль.

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

 

1 Що таке пластовий тиск? Які тиски існують в природних резервуарах?

2 Який тиск називається гідростатичним, надгідростатичним та меншим за гідростатичний?

3 Що називають ізобарою?

4 Якими способами визначається пластовий тиск?

5 З якою метою будують карти істинних і приведених ізобар?

6 Який порядок визначення пластових тисків приведених до рівня моря та до поверхні ВНК?

7 Для чого будують п’єзометричний профіль?

8 Які існують варіанти співвідношень між глибиною залягання пласта, положенням п’єзометричної поверхні та гирл свердловин?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 10