Die Materialbilanz dient der Kontrolle der Produktion, der Regulierung der Produktzusammensetzung und der Feststellung von Produktionsverlusten. Mit Hilfe Materialbilanz Wirtschaftsindikatoren ermittelt werden können technologische Prozesse und Produktionsmethoden (Produktionsverluste, Nutzungsgrad der Milchbestandteile, Rohstoffverbrauch, Ausbeute des Endprodukts)
Die Grundlage des materiellen Gleichgewichts ist das Gesetz der Erhaltung der Materie, mathematisch in Form von zwei Gleichungen geschrieben.
Erste Gleichung- das ist das Gleichgewicht zwischen Rohstoffen und daraus hergestellten Produkten
Wo M Mit , M G , M n – Masse der Rohstoffe, Fertig- bzw. Nebenprodukte, kg, P– Produktionsverluste, kg.
Nach der Verarbeitung ist die Masse der resultierenden Produkte geringer als die Masse der verarbeiteten Rohstoffe. Der Unterschied zwischen ihnen sind Produktionsverluste. Produktionsverluste werden auch als Prozentsatz der Menge der verarbeiteten Rohstoffe ausgedrückt:
Dann nimmt Gleichung (1) die Form an
(2)
Zweite Gleichung Die Stoffbilanz basiert auf der Masse der Milchtrockenmasse oder einzelner Bestandteile
Wenn sich die Bestandteile der Milch während technologischer Prozesse nicht chemisch verändern, sollte ihre Menge in den Rohstoffen der Menge in den Fertig- und Nebenprodukten entsprechen. Die Bilanz der Bestandteile der Milch während ihrer Verarbeitung lässt sich wie folgt zusammenstellen:
(3)
Wo H Mit , H G , H n – Massenanteil der Milchbestandteile in Rohstoffen, Fertigprodukten bzw. Nebenprodukten, %; P h, – Verlust von Milchbestandteilen, kg.
Verluste werden als Prozentsatz der in den Rohstoffen enthaltenen Milchbestandteile ausgedrückt:
Wo N h – Verlust von Milchbestandteilen, %.
Nach der Auswechslung P h in Gleichung (3) ein, erhält die zweite Stoffbilanzgleichung die Form
(4)
Verlust von Milchbestandteilen N h und Verlust von Rohstoffen N, ausgedrückt als Prozentsatz, sind numerisch gleich.
Die Bilanz kann für jeden Teil der Milch – Fett – erstellt werden UND, Milchfeststoffe MIT, Magermilchfeststoffe (SMR) UM. Also die Fettbilanz beim Trennen von Milch
Wo UND M , UND sl , UND ungefähr – Massenanteil an Fett in Milch, Sahne und Magermilch, %; N g – Fettverlust während der Trennung, %
Für die Herstellung von Pulver- und Kondensmilch lässt sich die Bilanz auf Basis des Milchtrockenrückstands erstellen:
(5)
Wo Mсг – Masse der Kondensmilch, kg, MIT n.m. , MITсг – Massenanteil an Trockenmilchrückständen in normalisierter bzw. Kondensmilch, %; N c.v – Verlust an Trockensubstanz bei der Herstellung von Kondensmilch, %.
In Gleichung (5) fehlt ein Term, da das Nebenprodukt (Wasser) beim Eindicken und Trocknen keine Milchfeststoffe enthält.
Durch gemeinsames Lösen der ersten (2) und zweiten (4) Stoffbilanzgleichung ist es möglich, die Masse der Rohstoffe zu bestimmen fertiges Produkt bei bekannte Zusammensetzung Rohstoffe, Fertig- und Nebenprodukte oder bestimmen Sie die Masse des Fertigprodukts anhand der Masse der Rohstoffe:
(6)
(7)
(8)
Materialberechnungen werden in der Regel unter Berücksichtigung von Produktionsausfällen durchgeführt. Sie werden bei Näherungsberechnungen vernachlässigt. Die Masse der fertigen Rohstoffe und Nebenprodukte ohne Berücksichtigung von Verlusten wird durch die Formeln ermittelt
(9)
(10)
(11)
Für die Herstellung von 500 kg Butter ist die Bestimmung der Rahmmasse erforderlich, wenn der Fettmassenanteil in Butter 78 %, in Rahm 38 % und in Buttermilch 0,7 % beträgt. Standardverluste bei der Ölförderung betragen 0,6 %.
Um das Problem zu lösen, verwenden wir Formel (7):
Die Masse des Fertigprodukts bezogen auf Rohstoffe bzw. die Masse der Rohstoffe bezogen auf Fertigprodukt kann sowohl algebraisch (mittels Formeln) als auch grafisch (mittels Rechendreieck) ermittelt werden.
Der Kern der Berechnungsmethode unter Verwendung eines Dreiecks ist wie folgt. Schreiben Sie an den Eckpunkten des Dreiecks den Massenanteil eines der im Rohmaterial enthaltenen Milchbestandteile auf H mit, fertig H g und Seite H n Produkt.
H g Ein Innenseiten Ah Dreieck
Erfassen Sie die Masse der Rohstoffe T Mit,
H G - H Mit H G - H n bereit T g und Seite M n Produkte
M P M c gegenüber ihrer entsprechenden Masse
ihnen der Massenanteil des Milchbestandteils
H Mit M G H p ka. An den Außenseiten des Dreiecks
H Mit - H n Finden Sie die Differenz zwischen den Massenanteilen der Milchbestandteile (an den Eckpunkten des Dreiecks), die Sie durch Subtrahieren des kleineren vom größeren Wert erhalten.
Gemäß der Regel des Designdreiecks wird ein Verhältnis ermittelt: Das Verhältnis der Innenseiten zu den Außenseiten ist für ein gegebenes Dreieck ein konstanter Wert:
Aus diesem Verhältnis werden die benötigten Mengen ermittelt.
Vorlesung 2. Reservoirentwicklungsgleichungen (Teil 1)
Bei der Berechnung der Feldentwicklungsindikatoren lauten die wichtigsten Gleichungen:
- · Materialbilanz,
- · technologische Funktionsweise des Brunnens,
- · Zufluss von Flüssigkeiten zum Brunnen,
- · Bewegungen in Heberohren.
Die Lösung dieses Gleichungssystems ermöglicht es, Muster der Flüssigkeitsbewegung im Reservoir und im Bohrloch zu finden.
Materialbilanzgleichungen
Materialbilanzgleichungen werden verwendet, um Feldentwicklungsindikatoren und Lagerstättenreserven auf der Grundlage der daraus ausgewählten Daten über die Gas- und Flüssigkeitsmengen zu bestimmen.
Nach dem Prinzip der Materialbilanz ist die anfängliche Ölmasse Mn in der Lagerstätte gleich der zum Zeitpunkt t ausgewählten Ölmasse Mdob und der in der Lagerstätte verbleibenden Ölmasse. Brücke:
Analyse der Entwicklung von Öl- und Gaslagerstätten auf der Grundlage von Felddaten unter Verwendung der Materialbilanzmethode
Bezeichnen wir das Gesamtvolumen des ölgesättigten Teils der Lagerstätte als Vn und das Volumen des vom Tankdeckel eingenommenen Reservoirs als Vg. Bei einem anfänglichen Lagerstättendruck, der dem Sättigungsdruck des Öls mit Gas Pnas entspricht, beträgt der Volumenkoeffizient des Öls bno, der Volumenkoeffizient des Gases des Tankdeckels beträgt bgo, der anfängliche Gasgehalt des Öls beträgt G0.
Bei der Entnahme aus der Lagerstätte Qn Öl (unter Standardbedingungen) und Wasser Qv sank der durchschnittliche Lagerstättendruck auf den Wert P. Bei Druck P sind die volumetrischen Koeffizienten von Öl bn, Gas bg, Wasser bv, Gasgehalt des Öls G. Während des betrachteten Entwicklungszeitraums drang Formationswasser Wv in die Lagerstätte ein und der durchschnittliche Gasfaktor betrug .
Wir verwenden die Materialbilanzmethode. Das Reservoir enthielt bei anfänglichem Reservoirdruck und -temperatur Gn*bno-Öl. Im Moment der Entwicklung, als der Druck auf den aktuellen Wert P abfiel, betrug das Ölvolumen (Gí? Qí) bí. Die Menge des gesammelten Öls wird bestimmt durch:
Wir werden die Änderung der Menge an freiem Gas in der Formation unter Berücksichtigung des aus dem Öl freigesetzten Volumens bei Druckabfall bestimmen.
Zu Beginn der Entwicklung wird die Menge an freiem Gas in der Formation durch seinen Inhalt im Tankdeckel bestimmt. Wenn das relative Volumen des Tankdeckels mit bezeichnet wird
dann beträgt das Volumen des freien Gases in der Formation GnbnoGsh und gesamt Gas unter Berücksichtigung des in Öl gelösten Volumens wird durch den Ausdruck bestimmt:
Wenn während des betrachteten Entwicklungszeitraums zusammen mit Öl Gas aus der Lagerstätte entnommen wird (ist der durchschnittliche Gasfaktor für diesen Zeitraum), dann wird das Volumen des freien Gases in der Lagerstätte beim Druck P wie folgt ausgedrückt:
Die Abnahme des Volumens an freiem Gas in der Formation wird durch die Differenz zwischen seinen Reserven zum Anfangszeitpunkt und beim aktuellen Druck bestimmt:
Die Wassermenge der Lagerstätte veränderte sich im betrachteten Entwicklungszeitraum um den Betrag:
Da wir geringfügige Änderungen im Volumen des Porenraums innerhalb der Öl- und Gaslagerstätte während des Entwicklungsprozesses nicht berücksichtigen, erhalten wir, dass die Summe der Änderungen im Volumen von Öl, freiem Gas und Wasser gleich Null sein sollte. Unter Berücksichtigung von (2.1), (2.2) und (2.3) gelangen wir zur Gleichheit des Ausdrucks:
Ausdruck (2.3)
Diese Gleichung (Nummer 2,4) ist ein verallgemeinerter Ausdruck des Materialgleichgewichts während der Erschließung einer Öl- und Gaslagerstätte ohne Berücksichtigung von Änderungen des Porenvolumens aufgrund des Drucks.
Lassen Sie uns die Notation einführen:
Dieser druckabhängige „Zweiphasen-Volumenkoeffizient“ charakterisiert die Änderung des Einheitsvolumens von Öl und Gas, wenn der Druck vom aktuellen Lagerstättendruck auf Atmosphärendruck abnimmt. Offensichtlich beim anfänglichen Reservoirdruck, wann, der Wert.
Transformationen der Gleichung (2.4) unter Berücksichtigung von (2.5) führen zur Berechnungsformel für die anfänglichen Ölreserven in einer Öl- und Gaslagerstätte:
Wenn die Lagerstätte keine Verbindung zum Grundwasserleiter hätte, könnte kein Wasser in sie eindringen () und würde nicht mit Öl abtransportiert werden (). In diesem Fall würden die anfänglichen Ölreserven in der Öl- und Gaslagerstätte durch den letzten Ausdruck ohne Term im Zähler bestimmt.
Um den Einfluss der Mechanismen der Tankdeckelausdehnung, des Eindringens von gelöstem Gas und Wasser in die Lagerstätte auf die Ölförderung während der Entwicklung einer Öl- und Gaslagerstätte abzuschätzen, reduzieren wir die letzte Gleichung auf die folgende Form:
Wenn wir beide Seiten dieser Gleichheit durch ihre rechte Seite dividieren, erhalten wir einen Ausdruck gleich eins:
Die Zähler der Terme auf der linken Seite des resultierenden Ausdrucks charakterisieren jeweils die Änderung des Anfangsvolumens des Ölteils des Reservoirs, des anfänglichen Tankdeckels und des effektiven Wasservolumens, das in das Reservoir gelangt. Der gemeinsame Nenner aller Begriffe drückt das Lagerstättenvolumen der gesamten Öl- und Gasförderung beim aktuellen Lagerstättendruck aus. Offensichtlich repräsentiert jeder Begriff den Anteil (Ölgewinnungsfaktor) an der Gesamtproduktion aus der Lagerstätte, die durch verschiedene Mechanismen erzielt wird. Unter Verwendung der Notation von Pearson, der die Gleichung als Erster aufgestellt hat, schreiben wir die relativen Ölmengen auf, die aufgrund der Manifestation der Regime produziert wurden:
gelöstes Gas:
Erweiterung des Tankdeckels:
Wasserdruckmodus:
Beispiel 2.1
Schätzen Sie die anfänglichen Ölreserven und Ölgewinnungsfaktoren von Öl- und Gasvorkommen.
Das Gesamtvolumen des ölgesättigten Teils der Lagerstätte beträgt Vн = 13,8·107 m3, das Volumen des von der Tankstelle eingenommenen Reservoirs beträgt Vг = 2,42·107 m3.
Der anfängliche Lagerstättendruck, gleich dem Sättigungsdruck von Öl mit Gas, =Рsat= 18,4 MPa; Volumenkoeffizient des Öls bei Anfangsdruck bno = 1,34 m3/m3; Gasvolumenkoeffizient des Tankdeckels 0,00627 m3/m3; anfänglicher Gasgehalt des Öls = 100,3 m3/m3.
Bei der Förderung aus der Lagerstätte Qn = 3,18·106 m3 Öl (unter Standardbedingungen) und Wasser Qв = 0,167·106 m3 sank der durchschnittliche Lagerstättendruck auf Р=13,6 MPa, der Gasgehalt sank auf Г = 75 m3/m3. Bei einem Druck P = 13,6 MPa beträgt der Volumenkoeffizient von Öl bÎ = 1,28 m3/m3, der Volumenkoeffizient von Gas beträgt bÓ = 0,00849 m3/m3 und der Volumenkoeffizient von Wasser beträgt bÎ = 1,028. Während der Entwicklung stellte sich heraus, dass der durchschnittliche Gasfaktor = 125 m3/m3 betrug, Wasser aus dem Grundwasserleitergebiet drang in die Lagerstätte ein
Wв = 1,84·106 m3.
Berechnen wir die anfänglichen Ölreserven. Zunächst ermitteln wir das relative Anfangsvolumen des Tankdeckels und den Wert des Zweiphasen-Volumenkoeffizienten anhand der entsprechenden Formeln:
Die Ölreserven im Reservoir betragen:
Im betrachteten Entwicklungszeitraum betrug der Ölgewinnungsfaktor bei einem relativen Rückgang des Lagerstättendrucks um 26,1 %:
Die Entwicklung einer Öl- und Gaslagerstätte ohne hydrodynamische Verbindung mit einem Wasserbecken (die Mengen an eingedrungenem und entnommenem Wasser sind Null) und die Ausgangsdaten des vorherigen Problems könnten mit anfänglichen Ölreserven und einem Ölgewinnungsfaktor durchgeführt werden m3, .
Lassen Sie uns den Einfluss der Mechanismen der Tankdeckelerweiterung, des Eindringens von gelöstem Gas und Wasser in die Lagerstätte auf die Ölproduktion bei der Entwicklung einer Öl- und Gaslagerstätte für m3 bewerten.
Mithilfe der angegebenen Formeln ermitteln wir die relativen Mengen an Öl, die aufgrund der Manifestation der Regime produziert werden:
gelöstes Gas:
Erweiterung des Tankdeckels:
Wasserdruckmodus:
Die Summe der Beteiligung von drei Mechanismen an der Ölförderung ist gleich eins. Es ist interessant, dass zum Zeitpunkt der betrachteten Lagerstättenentwicklung die Energie des aus dem Öl freigesetzten und darin gelösten Gases die dominierende Form der Lagerstättenenergie ist. Aufgrund dieses Faktors wurden 45 % des Öls produziert. Der Mechanismus der Ölverdrängung durch Wasser macht 31 % des geförderten Öls aus; 24 % wurden durch die Erweiterung des Tankdeckels entnommen.
Beispiel 2.2.
Berechnen Sie die Gasreserven im Tankdeckel einer Öl- und Gaslagerstätte und die gesamte Gasförderung daraus und stellen Sie ein konstantes Volumen des Tankdeckels sicher, wenn der durchschnittliche Druck in der Lagerstätte von der Anfangstemperatur auf die Lagerstättentemperatur absinkt. Das Gesamtvolumen des vom Tankdeckel eingenommenen Behälters beträgt m3. Durchschnittliche Porosität, Sättigung des Porenvolumens mit gebundenem Wasser, Gehalt an dispergiertem Öl im Volumen des Tankdeckels. Die relative Dichte des Gases beträgt 0,66.
Lösung. Bestimmen wir das Gasvolumen im Tankdeckel basierend auf dem bekannten Volumen des Reservoirs, der Porosität und der Sättigung (in Millionen m3):
Wir berechnen den Volumenkoeffizienten von Gas nach der Formel:
wo ist der Standard- und durchschnittliche aktuelle Reservoirdruck; Standardtemperatur (273 K) und Formationstemperatur; z Superkompressibilitätskoeffizient.
Lassen Sie uns die Z-Werte finden. Beim Anfangsdruck z = 0,914 und beim aktuellen Ppl = 16,1 MPa beträgt der Wert von z also 0,892. Wir bekommen:
bgo, = 0,3663* 10-3*0,914*(374/22,1) = 0,00566 m3/m3.
bg = 0,3663* 10-3*0,892*(374/16,1) = 0,00759 m3/m3.
Um das Gasvolumen aus Lagerstätten auf Standardbedingungen umzurechnen, verwenden wir die Umkehrwerte der erhaltenen volumetrischen Koeffizienten:
176,7 m3/m3.
138,1 m3/m3.
Anfängliche Gasreserven unter Standardbedingungen:
Gg. st = 3,09*106*176,6 =545*106 m3
Wenn der Tankdruck sinkt, vergrößert sich das Volumen des Tankdeckels, wenn kein Gas entnommen wird. Damit das Volumen des Tankdeckels unverändert bleibt, ist es notwendig, folgende Gasmenge zu entnehmen:
Für die Bedingungen des Problems gilt:
Zu dem im Problem betrachteten Zeitpunkt, wenn der Druck im Tank auf 16,1 MPa absinkt, müssen 25,4 % der anfänglichen Reserven aus dem Tankdeckel entnommen werden, damit sich die Größe des Tankdeckels nicht ändert.
Materialbilanzgleichung
Um es auszuführen Berechnungen von Ölfeldentwicklungsprozessen im elastischen Modus, Für dieses Regime muss zunächst eine Differentialgleichung erstellt werden, die aus der Kontinuitätsgleichung der Masse des gefilterten Stoffes abgeleitet wird.
24. Modus für gelöstes Gas. Betriebsartvarianten (Reingasbetrieb, Mischbetrieb, Gasdruckbetrieb)
Wenn der Druck in der entwickelten Formation unter den Sättigungsdruck sinkt, entwickelt sich ein gelöstes Gasregime. Wenn die Sättigung des Porenraums mit aus dem Öl freigesetztem freien Gas noch gering ist, verbleibt das Gas in Form von Blasen im Öl. Bei einer Erhöhung der Gassättigung aufgrund eines fortschreitenden Abfalls des Lagerstättendrucks schweben Gasblasen unter dem Einfluss der Schwerkraft auf und bilden im erhöhten Teil der Lagerstätte eine Gasansammlung – einen Tankdeckel, wenn ihre Bildung nicht durch geschichtete oder verhindert wird andere Heterogenität.
Das aus dem Öl freigesetzte Gas, das sich bei Druckabfall ausdehnt, fördert die Verdrängung von Öl aus der Lagerstätte. Der Lagerstättenbereich, in dem eine solche Ölverdrängung stattfindet, wird als gelöster Gasbereich bezeichnet. Wenn in der gesamten Lagerstätte Gas vom Öl getrennt wird und sich ein Tankdeckel bildet, wird der Zustand des gelösten Gases durch den Gasdruck ersetzt.
Bei RRG hängen die Energiereserven der Lagerstätten von der Menge des im Öl gelösten Gases ab.
25 . Arten der Wasserflutung und Einsatzgebiete. Derzeit ist die Wasserflutung die intensivste und kostengünstigste Einflussmethode, die es ermöglicht, die Anzahl der Produktionsbrunnen deutlich zu reduzieren, ihre Durchflussrate zu erhöhen und die Kosten pro 1 Tonne Fördergut zu senken Öl. Mit seiner Hilfe wurden in der UdSSR Anfang der 80er Jahre über 90 % davon erreicht Öl.
Abhängig von der Lage der Injektionsbrunnen im Verhältnis zum Reservoir Öl Unterscheiden Sie zwischen: Kontur-, Perikontur- und Intra-Circuit-Flutung. Eine Kombination dieser Sorten wird in vielen Bereichen eingesetzt.
KONTURÜBERFLUTUNG
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Unzureichende Förderung von Konturgewässern während des Entwicklungsprozesses, was die Selektion nicht ausgleicht Öl aus dem Reservoir, begleitet von einem Rückgang des Reservoirdrucks und einer Abnahme der Bohrlochdurchflussraten, führte zur Entstehung der Konturflutungsmethode. Der Kern dieses Phänomens liegt in der schnellen Wiederauffüllung der für die Förderung aufgewendeten natürlichen Energieressourcen Öl zu den Gesichtern betriebsbereit Brunnen Zu diesem Zweck wird der Lagerstättendruck aufrechterhalten, indem Wasser durch außerhalb liegende Injektionsbrunnen gepumpt wird ölhaltig Teil der produktiven Formation in der von Wasser eingenommenen Zone (jenseits der Außenkontur). Ölgehalt) (Abb. 1). In diesem Fall wird die Einspritzlinie in einiger Entfernung über der Außenkontur des Ölinhalts markiert. Dieser Abstand hängt von folgenden Faktoren ab:
· Grad der Erkundung der Lagerstätte – Grad der Zuverlässigkeit bei der Bestimmung der Lage der Außenkontur Ölgehalt, was wiederum nicht nur von der Anzahl der gebohrten Bohrlöcher abhängt, sondern auch vom Einfallswinkel der produktiven Formation und von ihrer Konstanz;
· erwarteter Abstand zwischen Injektionsbrunnen;
· Abstand zwischen Außen- und Innenkonturen Ölgehalt und zwischen der inneren ölführenden Kontur und der ersten Reihe von Produktionsbohrungen.
Je besser der Aufklärungsgrad ist, desto zuverlässiger lässt sich die Lage der Außenkontur bestimmen Ölgehalt Je steiler und gleichmäßiger die Formation ist, desto näher an der Kontur kann die Injektionslinie gezogen werden. Der Zweck dieser Anforderung besteht darin, die Installation von Injektionsbrunnen im ölführenden Teil der Formation zu verhindern. Je größer der Abstand zwischen den Injektionsbrunnen ist, desto größer ist der Abstand von der ölführenden Kontur zur Injektionslinie. Durch die Erfüllung dieser Anforderung wird sichergestellt, dass die Form der Konturen erhalten bleibt Ölgehalt ohne dass die harten Zungen des Wassers eindringen Öl Teil der Formation gegen Injektionsbrunnen und Erzielung einer gleichmäßigen Bewegung des Öl-Wasser-Kontakts (OWC).
Positiver Effekt des Randflutungssystems
Bei der Erschließung kleiner und mittlerer Lagerstätten, wenn nicht mehr als vier Bohrlochbatterien vorhanden sind, hat die Konturflutung einen erheblichen Effekt und weist die oben genannten Nachteile nicht auf.
Bei der Konturflutung wird der natürliche Ablauf des Prozesses nicht gestört, sondern nur verstärkt, wodurch der Einzugsbereich näher an die Lagerstätte heranrückt.
Entwicklungserfahrung Öl Felder, die Kantenflutung nutzen, führten zu den folgenden Hauptschlussfolgerungen:
1. Durch die Konturflutung kann der Reservoirdruck nicht nur auf dem ursprünglichen Niveau gehalten, sondern auch überschritten werden.
2. Durch den Einsatz von Konturflutung kann sichergestellt werden, dass die maximale Feldentwicklungsrate auf 5–7 % der ursprünglich gewinnbaren Reserven gebracht wird, und es können Entwicklungssysteme mit einem Bohrlochmusterdichteparameter von 20–60 · 10 4 m2 / verwendet werden. gut mit einem ziemlich hohen Finale Ölgewinnung, erreicht 0,50 - 0,55 in relativ homogenen Formationen und mit Viskosität Öl unter Reservoirbedingungen etwa 1-5 · 10 –3 Pa s.
3. Bei der Erschließung großflächiger Felder mit mehr als fünf Förderbrunnenreihen wirkt sich die Randüberschwemmung nur schwach auf die zentralen Teile aus, was zur Folge hat Produktion Es stellt sich heraus, dass der Ölgehalt dieser Teile niedrig ist. Dies führt dazu, dass die Bebauungsgeschwindigkeit großer Felder bei Grenzüberschwemmungen generell nicht hoch genug sein kann.
4. Konturflutung erlaubt keine Beeinflussung einzelner lokaler Bereiche der Formation, um deren Erholung zu beschleunigen Öl, Ausgleich des Reservoirdrucks in verschiedenen Schichten und Zwischenschichten.
5. Bei der Konturflutung gelangt ein ziemlich großer Teil des in das Reservoir eingespritzten Wassers in den Grundwasserleiter, der sich außerhalb der Kontur befindet Ölgehalt ohne Öl aus dem Behälter zu verdrängen.
KONTURÜBERFLUTUNG
Randflutung wird bei Formationen mit stark reduzierter Durchlässigkeit im Randbereich eingesetzt. Mit ihm Injektionsbrunnen bohren in der Öl-Wasser-Zone des Reservoirs zwischen Innen- und Außenkontur Ölgehalt(Abb. 2).
Reis. 2. Brunnenplatzierungsschema für periphere Überschwemmungen
Die Vorteile des Edge Flooding liegen auf der Hand. Die Randbereiche der Ablagerungen bis zur äußeren ölführenden Kontur zeichnen sich durch eine geringe Mächtigkeit aus ölhaltig Gesteine, die keine praktische Bedeutung für die Entwicklung haben. Bei großen Plattformlagerstätten werden Produktionsbohrungen nicht in Bereichen mit geringer Mächtigkeit (1 - 3 m) verlegt.
Das periphere Flutungsverfahren kann im Vergleich zu anderen, intensiveren Verfahren nicht das Erreichen des Maximalpegels in kurzer Zeit gewährleisten Produktion, ermöglicht aber einen längeren Zeitraum, um ein relativ hohes stabiles Niveau aufrechtzuerhalten Produktion.
Überschwemmung zwischen den Stromkreisen
Erhaltene Ergebnisse der Kantenüberschwemmung Öl Formationen führten zu weiteren Verbesserungen in der Entwicklung Öl Felder und führten dazu, dass die Verwendung von Intra-Circuit-Flutungen, insbesondere auf großen Feldern, möglich wurde, wobei die Formationen durch Reihen von Injektionsbrunnen in separate Bereiche oder Blöcke zerschnitten wurden.
Bei der In-Circuit-Flutung erfolgt die Aufrechterhaltung bzw. Wiederherstellung des Energiegleichgewichts des Reservoirs durch die direkte Injektion von Wasser in den ölgesättigten Teil des Reservoirs (Abb. 3).
In Russland werden folgende Arten der In-Circuit-Flutung eingesetzt:
Kürzung der Anzahlung Öl Reihen von Injektionsbrunnen zur Trennung von Standorten;
· Barrierenüberschwemmung;
· Aufteilung in separate Blöcke unabhängiger Entwicklung;
· Dachüberschwemmung;
· fokale Überschwemmung;
· Flächenüberschwemmung.
Reis. 3. Brunnenplatzierungsschema für die Überflutung im Kreislauf
Das Wasserflutungssystem mit Aufteilung des Reservoirs in separate Bereiche wird in großen Plattformfeldern mit breiten Wasser-Öl-Zonen eingesetzt. Diese Zonen sind vom Hauptteil der Lagerstätte abgeschnitten und nach einem unabhängigen System erschlossen. Bei mittleren und kleinen Lagerstätten werden sie durch Injektionsbrunnenreihen quer in Blöcke zerschnitten (Blockflutung). Die Breite der Bereiche und Blöcke wird unter Berücksichtigung des Verhältnisses von Viskositäten und Diskontinuität der Schichten (lithologischer Ersatz) im Bereich von 3–4 km bei einer ungeraden Anzahl von Produktionsbrunnenreihen (nicht mehr als 5–7) ausgewählt hineingelegt.
Das Schneiden in einzelne Bereiche und Blöcke wurde in Romashkinsky (23 Schichten des Horizonts D1, Tataria), Arlansky (Baschkirien), Mukhanovsky (Gebiet Kuibyshev), Osinsky (Gebiet Perm), Pokrovsky (Gebiet Orenburg), Uzensky (Kasachstan) und Pravdinsky angewendet , Mamontovsky, West Surgut, Samotlor ( Westsibirien) und andere Geburtsorte.
Die lokale Wasserflutung wird derzeit als Zusatzmaßnahme zum Hauptwasserflutungssystem eingesetzt. Es wird in Bereichen der Lagerstätte durchgeführt, aus denen aufgrund der heterogenen Struktur der Formation, der linsenförmigen Natur des Vorkommens von Sandkörpern und anderen Gründen keine Ölreserven gefördert werden.
Es ist in einem späteren Entwicklungsstadium effektiver. Umgesetzt in den Regionen Tataria, Baschkirien, Perm, Orenburg usw.
Bei Lagerstätten mit ausgeprägter Schichtheterogenität kommt die selektive Wasserflutung zum Einsatz. Die Besonderheit dieser Art der Wasserflutung liegt am Anfang des Brunnens Burjatisch auf einem einheitlichen quadratischen Raster ohne Unterteilung in betriebsbereit und Injektionsbrunnen, und nach Forschung und einer gewissen Entwicklungszeit werden daraus die effektivsten Injektionsbrunnen ausgewählt. Dadurch wird mit einer geringeren Anzahl von ihnen das intensivste Wasserflutsystem implementiert und eine vollständigere Überschwemmungsabdeckung erreicht.
Bei Flächenüberschwemmungen handelt es sich um eine verteilte Wassereinspritzung in den Stausee über dessen gesamte Fläche Ölgehalt. Flächenwasserflutungssysteme, basierend auf der Anzahl der Brunnenpunkte jedes Elements der Lagerstätte mit einem Produktionsbrunnen in der Mitte, können vier-, fünf-, sieben- und neunpunktig sowie linear sein (Abb. 4).
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Reis. 4 Flächenhafte Vier-(a), Fünf-(b), Sieben-(B), Neun-Punkt-(d) und lineare (e,f) Überschwemmungssysteme (mit hervorgehobenen Elementen)
Flächenüberschwemmungen sind bei der Entwicklung von Formationen mit geringer Durchlässigkeit wirksam. Seine Wirksamkeit nimmt mit zunehmender Gleichmäßigkeit, Formationsdicke und auch mit abnehmender Viskosität zu Öl und die Tiefe der Lagerstätte.
Die Erarbeitung der theoretischen Grundlagen für die Auslegung und Entwicklung von Gas- und Gaskondensatfeldern lässt sich in 4 Phasen gliedern.
InnerhalbICHBühne(vorrevolutionäre Jahre und die ersten Jahre der Sowjetmacht) wurden Brunnen in zufällig entdeckten Gasfeldern in unmittelbarer Nähe des Gasverbrauchers gebohrt. Die Bohrung nachfolgender Bohrlöcher erfolgte neben den vorherigen ohne vorherige Erkundung in dem Umfang, der erforderlich war, um den Verbraucher mit der erforderlichen Gasmenge zu versorgen. (Melnikovskoye-, Melitonolskoye-Felder in der Region Stawropol und das Dagestan Lights-Feld).
Stufe II ersetzte handwerkliche Entwicklungsmethoden. Zu diesem Zeitpunkt verwendeten sie rein empirische Methoden Erschließung von Gasfeldern mit der mechanischen Ausweitung der Methoden zur Erschließung von Ölfeldern sowie US-Methoden zur Erschließung von Gasfeldern.
Stufe III zeichnet sich durch die Schaffung und Umsetzung wissenschaftlich fundierter Methoden zur Ausbeutung von Gasfeldern aus. Diese Arbeiten wurden am gleichnamigen Moskauer Erdölinstitut durchgeführt. N.M. Gubkina.
Basierend auf den erzielten Ergebnissen und weiteren theoretischen Untersuchungen wurden die ersten wissenschaftlich fundierten Projekte zur Erschließung der Gasfelder des Kuibyshevgaz-Trusts und anschließend auf anderen Feldern (Shebelinskoye, Nord-Stawropol, Gazlinsky usw.) durchgeführt.
Als Ergebnis wissenschaftlich Forschungsarbeit In der dritten Phase wurden erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung der Theorie der Gasfeldentwicklung erzielt. Es wurden gasdynamische Methoden zur Berechnung zeitlicher Änderungen der erforderlichen Anzahl von Gasbrunnen, Lagerstätten-, Bohrloch- und Bohrlochkopfdrücken sowie Näherungsmethoden zur Berechnung der Bewegung von Kontur- oder Bodenwasser während der Feldentwicklung unter Wasserdruckbedingungen entwickelt.
Anstelle des bisher vorherrschenden Regimes des konstanten Selektionsprozentsatzes:
wobei: % ein konstanter Prozentsatz der Auswahl ist,
Q RG– Arbeitsdurchfluss einer Gasquelle,
Q SLE– Durchflussrate einer fließenden Gasquelle.
Als die einzig rationale Technologiemethode für den Betrieb von Gasbrunnen galt, wurden neue Technologiemethoden begründet und in die Planungspraxis eingeführt. Dazu gehören Modi zur Aufrechterhaltung eines konstanten maximal zulässigen Druckgradienten am Boden des Bohrlochs oder eines konstanten Unterdrucks bei unzureichender Lagerstättenstabilität, ein Modus zur maximalen wasserfreien Durchflussrate von Gasbrunnen bei Vorhandensein von Bodenwasser.
Forschungen zur Gasfiltration in unvollständigen Bohrlöchern unter Verstößen gegen das Darcy-Gesetz führten zur Entwicklung und breiten Einführung einer neuen Technik zur Verarbeitung und Interpretation der Ergebnisse der Gasbohrlochforschung. Es wurden Methoden zur Untersuchung von Bohrlöchern unter instationären Gasfiltrationsbedingungen entwickelt.
Durch die Umsetzung einer Reihe von Gasfeldentwicklungsprojekten wurden umfangreiche Erfahrungen in der integrierten Anwendung von Methoden der Geologie, Geophysik, unterirdischen Gashydrodynamik und Industrieökonomie gesammelt.
Basierend auf geologischen und geophysikalischen Untersuchungen wird die geologische Struktur der Gaslagerstätte ermittelt, eine Vorstellung vom Wasserdrucksystem der Lagerstätte und dem möglichen Regime der Gaslagerstätte entsteht. Basierend auf Bohrlochtestdaten werden Formationsparameter bestimmt.
Als Ergebnis gashydrodynamischer Berechnungen wird die zeitliche Änderung der erforderlichen Anzahl von Bohrlöchern zur Erfüllung des Gasförderplans ermittelt. Basierend auf einer Analyse der technischen und wirtschaftlichen Indikatoren verschiedener Entwicklungsoptionen wird die beste ausgewählt.
Zu Beginn der 60er Jahre trat die Theorie zur Auslegung und Erschließung von Erdgasfeldern in die vierte Entwicklungsstufe ein. Ein Merkmal dieser Phase ist die integrierte Anwendung von Methoden der Geologie, Geophysik, einschließlich Kerngeophysik, unterirdischer Gashydrodynamik, Ingenieurwesen und Technologie der Gasproduktion in der Praxis des Entwurfs, der Analyse und der Bestimmung von Entwicklungsperspektiven für Gas- und Gaskondensatfelder; Es besteht der Wunsch, die Fähigkeiten moderner elektronischer Hochgeschwindigkeitsrechner und analoger Maschinen zu nutzen. In diesem Fall besteht die Hauptaufgabe darin, mithilfe eines Computers eine Möglichkeit zu finden, ein Gas-(Gaskondensat-)Feld zu erschließen und ein Feld einzurichten, das optimale technische und wirtschaftliche Indikatoren aufweist.
Die Materialbilanz ist die Grundlage aller technologischen Berechnungen. Anhand der Materialbilanzdaten werden die Größe und Anzahl der benötigten Geräte, der Verbrauch an Rohstoffen und Hilfsprodukten ermittelt, Verbrauchskoeffizienten für Rohstoffe berechnet und Produktionsabfälle identifiziert.
Die Stoffbilanz ist ein echter Ausdruck des Massenerhaltungssatzes in Bezug auf einen chemisch-technologischen Prozess: Die Masse der für einen technologischen Vorgang erhaltenen Stoffe (Zufluss) ist gleich der Masse der bei diesem Vorgang erhaltenen Stoffe (Ausstoß), d. h geschrieben als Bilanzgleichung Σm Zufluss = Σm Abfluss.
Die Einnahmen- und Ausgabenposten in der Materialbilanz sind Massen nützliche Komponente Rohstoffe (m 1), Verunreinigungen in Rohstoffen (m 2), Zielprodukt (m 3), Nebenprodukte (m 4), Produktionsabfälle (m 5) und Verluste (m 6), die in die Produktion gelangen oder diese Operation:
m 1 + m 2 = m 3 + m 4 + m 5 + m 6
Die Materialbilanz wird pro Zeiteinheit (Stunde), pro Produktionseinheit, pro Produktionsfluss oder pro Produktionskapazität insgesamt erstellt.
Die Materialbilanztabelle für kontinuierliche Prozesse finden Sie im Prozessablaufdiagramm unten oder auf separaten Blättern in das folgende Formular:
Tabelle 3.1 – Materialbilanz eines kontinuierlichen Prozesses
diese. Für jeden Fluss sind seine Zusammensetzung, die Flussrate in kg/Stunde und nm 3 /Stunde angegeben. Die Stromnummern sind im technologischen Diagramm angegeben.
Für periodische Prozesse wird die Materialbilanz in Form von Tabelle 3.2 erstellt.
Tabelle 3.2 – Materialbilanz des periodischen Prozesses
Basierend auf der allgemeinen Stoffbilanz der Produktion werden die für die Bewertung notwendigen Verbrauchskoeffizienten der Roh- und Hilfsstoffe ermittelt Wirtschaftlichkeit Produktion. Verbrauchskoeffizienten von Rohstoffen und Hilfsstoffen sollten in Form von Tabelle 3.3 durchgeführt werden.
Tabelle 3.3 – Verbrauchskoeffizienten von Roh- und Hilfsstoffen
Bei der Erstellung von Materialbilanzen können folgende Werte als Ausgangsdaten angegeben werden.
1. Jahresproduktivität des Fertigprodukts in t/Jahr, die zur Berechnung in kg/h umgerechnet werden muss (unter Berücksichtigung der tatsächlichen Anzahl der Betriebsstunden der Anlage pro Jahr).
2. Zusammensetzung der Rohstoffe und des Endprodukts. Wenn der Rohstoff eine sehr komplexe Zusammensetzung hat, kann man zur Berechnung der Stoffbilanz eine bedingte, aber ganz bestimmte Zusammensetzung annehmen. Entsprechend der akzeptierten Zusammensetzung des Rohstoffs wird die Zusammensetzung der Reaktionsprodukte berechnet.
3. Grundlegende technologische Parameter (Temperatur, Druck, Mol- oder Massenverhältnis zwischen Reagenzien), Daten zu Umsatz und Selektivität. Umsatz und Selektivität können aufgrund von Literatur-, Produktions- oder Labordaten angenommen werden.
4. Verluste in jeder Phase des Prozesses. Technologische Verluste entstehen durch die Verschleppung eines Teils der Reaktionsprodukte mit Abgasen oder mit Abgasströmen durch teilweise Auflösung, unvollständige Extraktion bei Stoffaustauschprozessen (Absorption, Extraktion, Rektifikation etc.). Diese Verluste werden spezifiziert bzw. ihre Werte werden in der Produktionspraxis ermittelt. Wenn das Projekt neue Prozesse und Geräte umfasst, ist eine Vorberechnung dieser Prozesse erforderlich, um die angegebenen Werte zu ermitteln.
Alle fehlenden Daten zur Erstellung einer Stoffbilanz werden rechnerisch ermittelt, basierend auf den Gesetzmäßigkeiten chemischer und technologischer Prozesse.
Bei der Durchführung von Berechnungen zur Erstellung von Materialbilanzen ist es notwendig, das Wesen der Prozesse, die in verschiedenen Phasen in einem bestimmten Gerät ablaufen, klar zu verstehen. Es empfiehlt sich, folgende Reihenfolge einzuhalten:
1. Erstellen Sie ein Prozessablaufdiagramm (ohne Zusatzausrüstung– Pumpen, Kompressoren usw.) mit dem Einsatz aller Geräte, bei denen Änderungen in der Zusammensetzung und den Werten von Stoffströmen auftreten.
2. Schreiben Sie Gleichungen chemische Reaktionen, fließt in jedem der Geräte, wo es ist chemische Umwandlung. Wenn Menge und Zusammensetzung der aus dem Apparat austretenden Ströme bekannt sind, lässt sich daraus die erforderliche Menge an Ausgangsprodukten berechnen. Umgekehrt ist es bei Kenntnis der Zusammensetzung und Menge der Ausgangsprodukte und der Kenntnis des Umsatzes und der Selektivität des Prozesses möglich, die Zusammensetzung und Menge des die Reaktionseinheit verlassenden Stroms zu berechnen.
3. Tragen Sie in das Diagramm alle bekannten numerischen Daten zur quantitativen und qualitativen Zusammensetzung der Ströme ein.
4. Stellen Sie fest, welche fehlenden Größen rechnerisch ermittelt werden müssen, und finden Sie heraus, welche mathematischen Beziehungen aufgestellt werden müssen, um unbekannte Größen zu finden.
5. Wenn alle notwendigen Beziehungen zwischen bekannten und unbekannten Mengen sowie die erforderlichen Referenzdaten vorliegen, können Sie direkt mit der Berechnung der Materialbilanzen fortfahren.
Nachfolgend finden Sie das Verfahren zur Berechnung der Materialbilanz für die häufigsten Fälle.
Beispiel 1. Bekannt:
─ Produktivität für das fertige Produkt, t/Jahr;
─ Qualität der Rohstoffe und Zusammensetzung des Endprodukts, Gew.-%;
─ Extraktionsgrad oder Ausbeute des Endprodukts in allen Phasen des Prozesses;
─ Zusammensetzung aller Ströme, die Produktionseinheiten verlassen.
Die Materialbilanz wird in diesem Fall in der folgenden Reihenfolge erstellt:
1. Der Gehalt der Zielkomponente und anderer Verunreinigungen im fertigen Produkt wird bestimmt (kg/h).
2. Wenn Sie den Verlust des Zielprodukts auf jeder Stufe (Pi) kennen, bestimmen Sie, wie viel der Zielkomponente in der anfänglichen Reaktionsmasse enthalten sein sollte:
Mit r.m. = C pr (100 + Σ % P i),
wo C r.m. ─ Gehalt der Zielkomponente in der anfänglichen Reaktionsmasse;
% P i ─ Anteil des Verlusts der Zielkomponente in jeder Phase;
P─ Anzahl der Prozessstufen.
Beispiel 2. Bekannt:
─ Produktivität des fertigen Produkts in t/Jahr;
─ Prozessindikatoren ─ Selektivität, Umwandlung, Verhältnis der Ausgangskomponenten;
─ Zusammensetzung des Rohstoffs.
In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Materialbilanz für zu berechnen
1000 kg verarbeitete Rohstoffe. Die Berechnung erfolgt in folgender Reihenfolge:
1. Basierend auf Daten zur Zusammensetzung des Rohstoffs, Umsatz, Selektivität, Verhältnis der Ausgangsreagenzien und den Reaktionsgleichungen werden Zusammensetzung und Durchflussrate der Reaktionsmasse bestimmt.
2. Es werden Berechnungen durchgeführt, um die Größe der in die Vorrichtung ein- und austretenden Ströme zu bestimmen, wobei der Gehalt des Zielprodukts in den Austrittsströmen berücksichtigt wird.
3. Bestimmen Sie die Ausbeute des Endprodukts pro 1000 kg verarbeiteter Rohstoffe. Anschließend wird der Umrechnungsfaktor für eine gegebene Produktivität für das Endprodukt nach folgender Formel ermittelt:
Wo q z─ spezifizierte Produktivität für das fertige Produkt;
Q─ die Menge an Fertigprodukt, die durch die Verarbeitung von 1000 kg Rohstoffen gewonnen wird.
4. Unter Berücksichtigung des Umrechnungsfaktors wird eine allgemeine und stufenweise Materialbilanz der Produktion erstellt.
Beispiel 3. Bekannt:
─ Produktivität des fertigen Produkts, der Inhalt der darin enthaltenen Zielkomponente;
─ Hauptindikatoren des Prozesses ─ Umwandlung, Selektivität, Prozessbedingungen, Verhältnisse der Ausgangskomponenten.
In diesem Fall liegen keine Daten zum Extraktionsgrad der Hauptkomponenten oder zur Zusammensetzung der Zwischenströme in den Phasen der Trennung der Reaktionsprodukte vor.
Um eine Materialbilanz der Produktion zu erstellen, ist es zweckmäßig, Berechnungen pro 1000 kg Rohstoffe oder einer der Ausgangskomponenten in der im zweiten Beispiel beschriebenen Reihenfolge durchzuführen.
Um jedoch die Konzentrationswerte der Komponente in den Zwischenströmen zu ermitteln, ist in diesem Fall eine Vorberechnung der Apparatur (Kondensator, Abscheider, Destillationskolonne usw.) erforderlich. Stellen Sie dazu die Betriebsbedingungen des Geräts ein (gemäß Produktions- oder Literaturdaten) und berechnen Sie in Kenntnis der Zusammensetzung und Menge des in das Gerät eintretenden Stroms die Zusammensetzung und Menge des aus dem Gerät austretenden Stroms und umgekehrt. In diesem Fall ist es notwendig, solche Betriebsbedingungen für die Vorrichtung zu wählen, die den maximalen Extraktionsgrad der Nutzkomponente gewährleisten, wirtschaftlich rentabel sind und gleichzeitig die Anforderungen an die Qualität des Endprodukts erfüllen und für Emissionsnormen in die Atmosphäre oder ins Abwasser.
Somit umfasst die allgemeine Materialbilanz der Produktion (Installation) nur Ströme, die in die Produktion ein- und austreten, und die Materialbilanzen von Geräten umfassen die Eigenschaften der eingehenden und ausgehenden Ströme eines bestimmten Geräts.
In der Berechnungs- und Erläuterungsschrift der Diplomarbeit sind bei der Aufbereitung der Ergebnisse der Stoffbilanzberechnung alle Gleichungen der dabei ablaufenden chemischen Reaktionen anzugeben und die darauf durchgeführten Berechnungen darzustellen.
In der Technologie für organische Stoffe werden häufig Umwälzsysteme verwendet. In diesem Fall wird die Erstellung der Materialbilanz der Anlage komplizierter. Die Hauptaufgabe Die Berechnung mit Recycling besteht darin, auf der Grundlage einer bestimmten Menge verarbeiteter Rohstoffe die Ausbeute des Zielprodukts und die Gesamtbelastung jedes Geräts zu bestimmen.
Das einfachste Diagramm einer solchen Installation sieht so aus:
ich ─ Mischblock; II ─ Reaktorblock; III ─ Reaktionsprodukt-Trenneinheit.
q 1─ Fluss frischer Rohstoffe;
q 4─ Fluss des fertigen Produkts;
q 5─ Spülgase;
q 6─ Rezirkulationsströmung.
Abbildung 3.1 ─ Prozessdiagramm mit Rezirkulation und Strippung eines Teilstroms
Anhand der vorgegebenen Produktivität des fertigen Produkts können Sie jederzeit bestimmen, wie viel davon im Durchfluss enthalten sein soll q 4, den Reaktor verlassend. Aus Umwandlungs- und Selektivitätsdaten, die bei der Konstruktion angegeben werden, und unter Verwendung chemischer Reaktionsgleichungen kann die Durchflussrate bestimmt werden q 3 und seine Komponentenzusammensetzung (Gehalt an Haupt- und Nebenprodukten).
Kenntnis der Menge und Zusammensetzung des Flusses q 3 ist es möglich, die Menge und Zusammensetzung der Strömung zu bestimmen q 2 unter Verwendung von Gleichungen chemischer Reaktionen. Bei der Berechnung des Durchflusses q 2 Es ist notwendig, den Gehalt an Inertstoffen zu berücksichtigen, deren Konzentration normalerweise aufgrund technologischer Überlegungen festgelegt oder reguliert wird. Die Menge an Inertstoffen muss bei nachfolgenden Strömen berücksichtigt werden.
Durchflussmenge q 4 und seine Zusammensetzung werden durch die Produktivität der Anlage für das fertige Produkt und die in der Regel vorgegebenen Anforderungen daran bestimmt.
Um eine Stoffbilanz der Gesamtanlage zu erstellen und die Belastung einzelner Geräte zu ermitteln, ist es notwendig, die Größe der Strömungen zu ermitteln q 1,q 4,q 6 und Strömungszusammensetzung q 4,q 6(Verbindung q 1 wird üblicherweise bei der Konstruktion angegeben oder später unter Berücksichtigung der Umwandlung und Selektivität des Prozesses bestimmt).
Methoden zur Erstellung und Berechnung von Materialbilanzen sind in der Literatur angegeben.