Materiálová bilancia slúži na kontrolu výroby, reguláciu zloženia výrobkov a stanovenie výrobných strát. Používaním materiálová bilancia možno určiť ekonomické ukazovatele technologických procesov a výrobné metódy (výrobné straty, stupeň využitia mliečnych zložiek, spotreba surovín, výťažnosť hotového výrobku)
Základom materiálovej bilancie je zákon zachovania hmoty, zapísaný matematicky vo forme dvoch rovníc.
Prvá rovnica- ide o bilanciu surovín a výrobkov z nich vyrobených
Kde m s , m G , m n – hmotnosť surovín, hotových a vedľajších produktov, kg, P– výrobné straty, kg.
Po spracovaní je hmotnosť výsledných produktov menšia ako hmotnosť spracovaných surovín. Rozdiel medzi nimi sú výrobné straty. Výrobné straty sú tiež vyjadrené ako percento množstva spracovaných surovín:
Potom bude mať tvar rovnica (1).
(2)
Druhá rovnica materiálová bilancia je založená na hmotnosti mliečnej sušiny alebo jednotlivých zložiek
Ak zložky mlieka počas technologických procesov neprechádzajú chemickými zmenami, potom by sa ich množstvo v surovinách malo rovnať množstvu v hotových a vedľajších produktoch. Bilanciu zložiek mlieka pri jeho spracovaní možno zostaviť takto:
(3)
Kde h s , h G , h n – hmotnostný podiel mliečnych zložiek v surovinách, hotových a vedľajších produktov, resp. P h, – strata mliečnych zložiek, kg.
Straty sú vyjadrené ako percento mliečnych zložiek obsiahnutých v surovinách:
Kde n h – strata mliečnych zložiek, %.
Po vystriedaní P h do rovnice (3), druhá rovnica materiálovej bilancie má tvar
(4)
Strata mliečnych zložiek n h a stratou surovín n, vyjadrené v percentách, sú číselne rovnaké.
Zostatok je možné zostaviť pre ktorúkoľvek časť mlieka - tuku A, mliečna sušina S, sušina odstredeného mlieka (SMR) O. Takže rovnováha tuku pri oddeľovaní mlieka
Kde A m , AND sl , AND o, – hmotnostný podiel tuku v mlieku, smotane resp odstredene mlieko, %; n g – strata tuku pri separácii, %
Na výrobu sušeného a kondenzovaného mlieka možno bilanciu zostaviť na základe zvyškov sušeného mlieka:
(5)
Kde mсг – hmotnosť kondenzovaného mlieka, kg, S n.m. , Sсг – hmotnostný podiel zvyšku sušeného mlieka v normalizovanom a kondenzovanom mlieku, v tomto poradí, %; n c.v – strata sušiny pri výrobe kondenzovaného mlieka, %.
V rovnici (5) chýba jeden člen, pretože pri zahusťovaní a sušení vedľajší produkt (voda) neobsahuje mliečnu sušinu.
Spoločným riešením prvej (2) a druhej (4) rovníc materiálovej bilancie je možné určiť hmotnosť surovín pomocou dokončený produkt pri známe zloženie suroviny, hotové a vedľajšie produkty alebo určiť hmotnosť hotového výrobku hmotnosťou surovín:
(6)
(7)
(8)
Materiálové výpočty sa zvyčajne vykonávajú s prihliadnutím na výrobné straty. Pri približných výpočtoch sú zanedbané. Hmotnosť hotových surovín a vedľajších produktov bez zohľadnenia strát je určená vzorcami
(9)
(10)
(11)
Na výrobu 500 kg masla je potrebné určiť hmotnosť smotany, ak je hmotnostný podiel tuku v masle 78%, v smotane - 38, v cmare - 0,7%. Štandardné straty pri ťažbe ropy sú 0,6 %.
Na vyriešenie problému použijeme vzorec (7):
Hmotnosť hotového výrobku na základe surovín alebo hmotnosť surovín na základe hotového výrobku sa dá určiť algebraickou metódou (pomocou vzorcov), ako aj graficky (pomocou výpočtového trojuholníka).
Podstata metódy výpočtu pomocou trojuholníka je nasledovná. Na vrcholy trojuholníka napíšte hmotnostný zlomok jednej zo zložiek mlieka obsiahnutých v surovine h s, pripravený h g a strana h n produkt.
h g Zap vnútorné strany ach trojuholník
zaznamenávať hmotnosť surovín T s,
h G - h s h G - h n pripravený T g a strana m n produktov
m P m c oproti ich zodpovedajúcej hmotnosti
k nim hmotnostný podiel zložky mlieka
h s m G h p ka. Na vonkajších stranách trojuholníka
h s - h n nájdite rozdiel medzi hmotnostnými zlomkami zložiek mlieka (umiestnenými vo vrcholoch trojuholníka), ktorý sa získa odčítaním menšieho od väčšej hodnoty.
V súlade s pravidlom dizajnového trojuholníka sa zostaví pomer: pomer vnútorných strán k vonkajším stranám je konštantná hodnota pre daný trojuholník:
Z tohto pomeru sa určia požadované množstvá.
Prednáška 2. Rovnice vývoja nádrže (1. časť)
Pri výpočte ukazovateľov rozvoja poľa sú hlavné rovnice:
- · materiálová bilancia,
- · technologický režim prevádzky vrtu,
- · prítok tekutín do studne,
- · pohyby zdvíhacích potrubí.
Riešenie tohto systému rovníc umožňuje nájsť vzory pohybu tekutiny v nádrži a v studni.
Rovnice materiálovej bilancie
Rovnice materiálovej bilancie sa používajú na určenie ukazovateľov rozvoja poľa a zásob ložísk na základe údajov o objemoch plynu a kvapalín z nich vybraných.
Podľa princípu materiálovej bilancie sa počiatočná hmotnosť ropy Mn v nádrži rovná hmotnosti ropy Mdob zvolenej v čase t a hmotnosti ropy zostávajúcej v nádrži Most:
Analýza vývoja ložiska ropy a plynu na základe údajov z terénu pomocou metódy materiálovej bilancie
Označme celkový objem ropou nasýtenej časti ložiska ako Vn a objem zásobníka, ktorý zaberá plynový uzáver, ako Vg. Pri počiatočnom tlaku v nádrži, ktorý sa rovná tlaku nasýtenia ropy plynom Pnas, je objemový koeficient oleja bno, objemový koeficient plynu plynového uzáveru je bgo, počiatočný obsah plynu v oleji je G0.
Pri ťažbe z ložiska Qn ropy (za štandardných podmienok) a vody Qv klesol priemerný tlak v ložisku na hodnotu P. Pri tlaku P boli objemové koeficienty ropy bn, plynu bg, vody bv, plynu obsah ropy G. V uvažovanom období vývoja do ložiska vnikala formačná voda Wv a priemerný plynový faktor bol .
Používame metódu materiálovej bilancie. Zásobník pri počiatočnom tlaku a teplote zásobníka obsahoval olej Gn* bno. V momente vývoja, keď tlak klesol na súčasnú hodnotu P, objem ropy sa stal (Gн? Qн) bн. Množstvo zozbieraného oleja bude určené:
Zmenu množstva voľného plynu vo formácii určíme s prihliadnutím na objem uvoľnený z ropy pri poklese tlaku.
Na začiatku vývoja je množstvo voľného plynu vo formácii určené jeho obsahom v plynovom uzávere. Ak je relatívny objem plynového uzáveru označený
potom objem voľného plynu vo formácii bude GnbnoGsh, a Celkom plyn, berúc do úvahy objem rozpustený v oleji, bude určený výrazom:
Ak sa počas posudzovaného obdobia vývoja odoberá z ložiska spolu s ropou aj plyn (je priemerný plynový faktor za toto obdobie), potom sa objem voľného plynu v zásobníku pri tlaku P vyjadrí takto:
Zníženie objemu voľného plynu vo formácii je určené rozdielom medzi jeho rezervami v počiatočnom čase a pri súčasnom tlaku:
Objem vody v ložisku sa počas posudzovaného obdobia vývoja zmenil o množstvo:
Keďže pri vývoji neberieme do úvahy menšie zmeny v objeme pórového priestoru v ložisku ropy a plynu, dostaneme, že súčet zmien objemov ropy, voľného plynu a vody by sa mal rovnať nule. Ak vezmeme do úvahy (2.1), (2.2) a (2.3), dospejeme k rovnosti výrazu:
výraz (2.3)
Táto rovnosť (očíslovaná 2.4) je zovšeobecneným vyjadrením materiálovej bilancie počas vývoja ložiska ropy a plynu bez zohľadnenia zmien objemu jeho pórov v dôsledku tlaku.
Predstavme si notáciu:
Tento od tlaku závislý „dvojfázový objemový koeficient“ charakterizuje zmenu jednotkového objemu ropy a plynu pri poklese tlaku z aktuálneho tlaku v zásobníku na atmosférický tlak. Je zrejmé, že pri počiatočnom tlaku v zásobníku, kedy, hodnota.
Transformácie rovnice (2.4) pri zohľadnení (2.5) vedú k výpočtovému vzorcu pre počiatočné zásoby ropy v ložisku ropy a plynu:
Ak by ložisko nemalo žiadnu súvislosť s oblasťou zvodnenej vrstvy, voda by doň nemohla vniknúť () a neodniesla by sa spolu s ropou (). V tomto prípade by počiatočné zásoby ropy v ložisku ropy a plynu boli určené posledným výrazom bez výrazu v čitateli.
Na posúdenie vplyvu mechanizmov expanzie plynového uzáveru, rozpusteného plynu a vniknutia vody do ložiska na produkciu ropy počas vývoja ložiska ropy a plynu zredukujeme poslednú rovnicu na nasledujúci tvar:
Vydelením oboch strán tejto rovnosti jej pravou stranou dostaneme výraz rovný jednej:
Čitatelia pojmov na ľavej strane výsledného výrazu charakterizujú zmenu počiatočného objemu ropnej časti zásobníka, počiatočného uzáveru plynu a efektívneho objemu vody vstupujúcej do zásobníka. Spoločný menovateľ všetkých pojmov vyjadruje objem ložiska celkovej produkcie ropy a plynu pri aktuálnom tlaku v ložisku. Je zrejmé, že každý výraz predstavuje podiel (faktor regenerácie ropy) na celkovej produkcii zo zásobníka získanej rôznymi mechanizmami. Pomocou zápisu Pearsona, ktorý ako prvý získal rovnicu, zapíšeme relatívne množstvá ropy produkovanej v dôsledku prejavov režimov:
rozpustený plyn:
rozšírenie plynového uzáveru:
režim tlaku vody:
Príklad 2.1
Odhadnúť počiatočné zásoby ropy a faktory obnovy ropy z ložísk ropy a plynu.
Celkový objem ropou nasýtenej časti ložiska je Vн = 13,8·107 m3, objem zásobníka, ktorý zaberá plynový uzáver, je Vг = 2,42·107 m3.
Počiatočný tlak v zásobníku, ktorý sa rovná tlaku nasýtenia ropy plynom, =Рsat= 18,4 MPa; objemový koeficient oleja pri počiatočnom tlaku bno = 1,34 m3/m3; plynový uzáver objemový koeficient plynu 0,00627 m3/m3; počiatočný obsah plynu v oleji = 100,3 m3/m3.
Pri ťažbe z ložiska Qн = 3,18·106 m3 ropy (za štandardných podmienok) a vody Qв = 0,167·106 m3 sa priemerný tlak v nádrži znížil na Р=13,6 MPa, obsah plynu na Г = 75 m3/m3. Pri tlaku P = 13,6 MPa je objemový koeficient oleja bн = 1,28 m3/m3 a objemový koeficient plynu bг = 0,00849 m3/m3 a objemový koeficient vody je bв = 1,028. Počas vývoja sa ukázal priemerný plynový faktor = 125 m3/m3, do ložiska vnikla voda z oblasti zvodnenej vrstvy.
Wв = 1,84·106 m3.
Vypočítajme počiatočné zásoby ropy. Najprv určíme relatívny počiatočný objem plynového uzáveru a hodnotu dvojfázového objemového koeficientu pomocou zodpovedajúcich vzorcov:
Zásoby ropy v nádrži budú:
Počas posudzovaného vývojového obdobia bol faktor regenerácie ropy s relatívnym poklesom tlaku v nádrži o 26,1 %:
Rozvoj ložiska ropy a zemného plynu pri absencii hydrodynamického prepojenia s vodnou nádržou (množstvá vniknutej a odobratej vody sú nulové) a počiatočné údaje predchádzajúceho problému by sa mohli uskutočniť s počiatočnými zásobami ropy a faktorom obnovy ropy m3, .
Zhodnoťme vplyv mechanizmov rozpínania plynového uzáveru, prieniku rozpusteného plynu a vody do ložiska na produkciu ropy pri výstavbe ložiska ropy a plynu na m3.
Pomocou uvedených vzorcov určíme relatívne množstvá ropy produkovanej v dôsledku prejavu režimov:
rozpustený plyn:
rozšírenie plynového uzáveru:
režim tlaku vody:
Súčet účasti troch mechanizmov na ťažbe ropy sa rovná jednej. Je zaujímavé, že v čase uvažovaného rozvoja ložiska je dominantnou formou energie ložiska energia plynu uvoľneného z ropy a rozpusteného v nej. Vďaka tomuto faktoru sa vyrobilo 45 % ropy. Mechanizmus vytesňovania ropy vodou tvorí 31 % vyťaženej ropy, 24 % bolo odobratých v dôsledku rozšírenia plynového uzáveru.
Príklad 2.2.
Vypočítajte zásoby plynu v plynovom uzávere ložiska ropy a plynu a celkovú ťažbu plynu z neho, pričom zaistite konštantný objem plynového uzáveru, keď priemerný tlak v ložisku klesne z počiatočnej na teplotu zásobníka C. Celkový objem zásobníka, ktorý zaberá plynový uzáver je m3. Priemerná pórovitosť, nasýtenie objemu pórov viazanou vodou, obsah dispergovaného oleja v objeme plynového uzáveru. Relatívna hustota plynu je 0,66.
Riešenie. Na základe známeho objemu zásobníka, pórovitosti a nasýtenia (v miliónoch m3) určme objem plynu v uzávere plynu:
Objemový koeficient plynu vypočítame pomocou vzorca:
kde je štandardný a priemerný aktuálny tlak v nádrži; štandardná teplota (273 K) a teplota formovania; z koeficient superstlačiteľnosti.
Poďme nájsť hodnoty z. Takže pri počiatočnom tlaku z = 0,914 a pri prúde Ppl = 16,1 MPa je hodnota z 0,892. Dostaneme:
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.
Na prepočet objemu plynu zo zásobníkov na štandardné podmienky použijeme inverzné hodnoty získaných objemových koeficientov:
176,7 m3/m3.
138,1 m3/m3.
Počiatočné zásoby plynu za štandardných podmienok:
Gg. st = 3,09 * 106 * 176,6 = 545 * 106 m3
Keď sa tlak v zásobníku zníži, objem plynového uzáveru sa zväčší, ak sa plyn neodtiahne. Aby objem plynového uzáveru zostal nezmenený, je potrebné odobrať nasledujúce množstvo plynu:
Pre podmienky problému máme:
V časovom okamihu uvažovanom v úlohe, keď tlak v zásobníku klesne na 16,1 MPa, je potrebné odobrať z plynového uzáveru 25,4% počiatočných zásob, aby sa veľkosť plynového uzáveru nezmenila.
Rovnica materiálovej bilancie
Aby bolo možné vykonať výpočty procesov rozvoja ropných polí v elastickom režime, Pre tento režim je potrebné najskôr získať diferenciálnu rovnicu, ktorá je odvodená z rovnice spojitosti hmotnosti filtrovanej látky.
24. Režim rozpusteného plynu. Rôzne režimy (režim čistého plynu, zmiešaný režim, režim tlaku plynu)
Keď tlak klesne pod tlak nasýtenia vo vyvinutej formácii, vyvinie sa režim rozpusteného plynu. Keď je nasýtenie pórového priestoru voľným plynom uvoľneným z oleja stále nízke, plyn zostáva v oleji vo forme bublín. Pri zvyšovaní saturácie plynom v dôsledku postupného znižovania tlaku v zásobníku sa vplyvom gravitácie vznášajú bubliny plynu, ktoré vytvárajú akumuláciu plynu vo vyvýšenej časti zásobníka - plynový uzáver, ak jeho tvorbe nebráni vrstvené resp. iná heterogenita.
Plyn uvoľnený z ropy, expandujúci s poklesom tlaku, podporuje vytláčanie ropy zo zásobníka. Režim zásobníka, v ktorom dochádza k takémuto vytláčaniu ropy, sa nazýva režim rozpusteného plynu. Ak je plyn oddelený od ropy v nádrži ako celku a je vytvorený plynový uzáver, režim rozpusteného plynu je nahradený tlakom plynu.
Pri RRG závisia zásoby energie v nádrži od množstva rozpusteného plynu v rope.
25 . Druhy zaplavovania a oblasti ich použitia. V súčasnosti je zavodnenie najintenzívnejšou a cenovo najefektívnejšou metódou ovplyvnenia, ktorá umožňuje výrazne znížiť počet ťažobných vrtov, zvýšiť ich prietok a znížiť náklady na 1 tonu vyrobenej oleja. S jeho pomocou v ZSSR na začiatku 80. rokov viac ako 90 %. oleja.
V závislosti od umiestnenia vstrekovacích vrtov vo vzťahu k zásobníku oleja rozlišovať medzi: obrysovým, peri-obrysovým a vnútrookruhovým zaplavením. Kombinácia týchto odrôd sa používa v mnohých oblastiach.
OBRYSOVÉ ZÁplavy
|
|
Nedostatočná propagácia obrysových vôd počas procesu vývoja, ktorá nekompenzuje výber oleja z nádrže, sprevádzané poklesom tlaku v nádrži a poklesom prietokov vrtov, viedli k vzniku metódy vrstevnicového zaplavovania. Podstata tohto javu spočíva v rýchlom doplnení prírodných energetických zdrojov vynaložených na propagáciu oleja do tvárí operatívne studne Na tento účel je tlak v zásobníku udržiavaný čerpaním vody cez injektážne studne umiestnené vonku ložisko olejačasť produktívnej formácie v zóne obsadenej vodou (za vonkajším obrysom obsah oleja) (obr. 1). V tomto prípade je vstrekovacia čiara označená v určitej vzdialenosti za vonkajším obrysom obsahu oleja. Táto vzdialenosť závisí od faktorov, ako sú:
· stupeň prieskumnosti ložiska - stupeň spoľahlivosti pri zisťovaní polohy vonkajšieho obrysu obsah oleja, čo zase závisí nielen od počtu vyvŕtaných vrtov, ale aj od uhla dopadu produktívnej formácie a od jej stálosti;
· predpokladaná vzdialenosť medzi injekčnými vrtmi;
· vzdialenosť medzi vonkajšími a vnútornými obrysmi obsah oleja a medzi vnútorným obrysom ložiska ropy a prvým radom ťažobných vrtov.
Čím lepší je stupeň rekognoskácie, tým spoľahlivejšie sa určí umiestnenie vonkajšieho obrysu obsah olejaČím je útvar strmší a konzistentnejší, tým bližšie k obrysu je možné nakresliť čiaru vstrekovania. Zmyslom tejto požiadavky je zabezpečiť proti inštalácii vstrekovacích vrtov v ropnej časti formácie. Čím väčšia je vzdialenosť medzi vstrekovacími vrtmi, tým väčšia je vzdialenosť od obrysu ložiska oleja k vstrekovacej línii. Splnenie tejto požiadavky zabezpečuje zachovanie tvaru obrysov obsah oleja bez toho, aby napadli drsné jazyky vody olejačasť formácie proti vstrekovacím vrtom a dosiahnutie rovnomerného pohybu kontaktu olej-voda (OWC).
Pozitívny vplyv systému okrajového zaplavovania
Obrysové zaplavenie dáva výrazný efekt a nemá vyššie uvedené nevýhody pri rozvíjaní malých a stredných ložísk, kedy nie sú viac ako štyri batérie studní.
Pri vrstevnicovom zaplavovaní sa prirodzený priebeh procesu nenarúša, ale len zintenzívňuje, čím sa kŕmna oblasť približuje k ložisku.
Skúsenosti s vývojom oleja polia pomocou okrajového zaplavenia viedli k týmto hlavným záverom:
1. Obrysové zaplavenie umožňuje nielen udržiavať tlak v nádrži na počiatočnej úrovni, ale aj ho prekročiť.
2. Použitie vrstevnicového zaplavenia umožňuje zabezpečiť, aby sa maximálna miera rozvoja poľa dostala na 5-7% počiatočných vyťažiteľných zásob, používať rozvojové systémy s parametrom hustoty vzoru vrtov 20-60 10 4 m2 / no s dosť vysokým finále obnova ropy, dosahujúce 0,50 - 0,55 v relatívne homogénnych formáciách a s viskozitou oleja v rezervoárových podmienkach asi 1-5 10 –3 Pa s.
3. Pri rozvoji veľkoplošných polí s viac ako piatimi radmi ťažobných vrtov má okrajové zaplavenie slabý vplyv na centrálne časti, v dôsledku čoho výroby oleja z týchto častí sa ukazuje byť nízky. To vedie k tomu, že miera rozvoja veľkých polí vo všeobecnosti nemôže byť dostatočne vysoká pri hraničných záplavách.
4. Vrstevné zaplavenie neumožňuje ovplyvňovať jednotlivé lokálne oblasti útvaru s cieľom urýchliť obnovu z nich oleja vyrovnávanie tlaku v zásobníku v rôznych vrstvách a medzivrstvách.
5. Pri vrstevnicovom zaplavení ide pomerne značná časť vody vstrekovanej do nádrže do vodonosnej vrstvy umiestnenej za obrysom obsah oleja bez vytláčania oleja zo zásobníka.
OBRYSOVÉ ZÁplavy
Zaplavenie okrajov sa používa pri útvaroch s výrazne zníženou priepustnosťou v okrajovej časti. S ním vstrekovacie studne vŕtajú v zóne olej-voda nádrže medzi vnútorným a vonkajším obrysom obsah oleja(obr. 2).
Ryža. 2. Schéma umiestnenia studne pre periférne zaplavenie
Výhody okrajového zaplavenia sú zrejmé. Okrajové časti ložísk až po vonkajší olejonosný obrys sa vyznačujú nízkou hrúbkou ložisko oleja horniny, ktoré nemajú praktický význam pre rozvoj. Na veľkých plošinových ložiskách sa ťažobné vrty nekladú v priestoroch malej hrúbky (1 - 3 m).
Metóda periférneho zaplavenia v porovnaní s inými, intenzívnejšími metódami nedokáže zabezpečiť dosiahnutie maximálnej hladiny v krátkom čase výroby, ale umožňuje dlhšiu dobu udržiavať pomerne vysokú stabilnú úroveň výroby.
MEZIOBRUHOVÉ ZÁplavy
Získané výsledky okrajového zaplavenia oleja formácie spôsobili ďalšie zlepšenia vo vývoji oleja polia a viedli k uskutočniteľnosti použitia vnútrookruhového zaplavenia, najmä na veľkých poliach, s rozrezaním útvarov radmi injektážnych vrtov na samostatné plochy alebo bloky.
Počas zaplavenia v okruhu sa udržiavanie alebo obnovovanie rovnováhy energie nádrže vykonáva vstrekovaním vody priamo do olejom nasýtenej časti nádrže (obr. 3).
V Rusku sa používajú tieto typy zaplavenia v okruhu:
rezanie vkladu oleja rady injekčných jamiek do oddelených miest;
· zaplavenie bariéry;
· rozdelenie na samostatné bloky samostatného rozvoja;
· zaplavenie strechy;
· ohniskové záplavy;
· plošné záplavy.
Ryža. 3. Schéma umiestnenia studne pre zaplavenie v okruhu
Systém zavodňovania s rozdelením nádrže na samostatné oblasti sa používa na veľkých poliach plošinového typu so širokými vodno-ropnými zónami. Tieto zóny sú odrezané od hlavnej časti ložiska a rozvíjané podľa nezávislého systému. Pre stredné a malé ložiská sú priečne rozrezané na bloky radmi injekčných vrtov (blokové zaplavenie). Šírka plôch a blokov sa vyberá s prihliadnutím na pomer viskozít a diskontinuity vrstiev (litologická náhrada) v rozsahu 3–4 km nepárny počet radov ťažobných vrtov (nie viac ako 5–7). umiestnené vo vnútri.
Rezanie na samostatné oblasti a bloky našlo uplatnenie v Romashkinskom (23 vrstiev horizontu D1, Tataria), Arlanskom (Bashkiria), Mukhanovskom (Kuibyshevská oblasť), Osinskom (Permská oblasť), Pokrovskom (Orenburgská oblasť), Uzenskom (Kazachstan), Pravdinskom , Mamontovsky, West Surgut, Samotlor ( Západná Sibír) a iné miesta narodenia.
Miestne zavodnenie sa v súčasnosti používa ako dodatočné opatrenie k hlavnému zavodňovaciemu systému. Vykonáva sa v oblastiach ložiska, z ktorých sa v dôsledku heterogénnej štruktúry útvaru, šošovkovitého charakteru výskytu pieskových telies a iných dôvodov nevyrábajú zásoby ropy.
Je to efektívnejšie v neskoršom štádiu vývoja. Realizované v oblastiach Tataria, Bashkiria, Perm, Orenburg atď.
Selektívne zavodnenie sa používa v prípade ložísk s výraznou heterogenitou vrstiev. Zvláštnosťou tohto typu zaplavenia je, že na začiatku studne Burjat na rovnomernej štvorcovej sieti bez delenia na operatívne a injekčné vrty a po výskume a určitom období vývoja sa spomedzi nich vyberú najúčinnejšie injekčné vrty. Vďaka tomu sa pri ich menšom počte realizuje najintenzívnejší systém zavodňovania a dosahuje sa úplnejšie pokrytie záplav.
Plošné zaplavenie je charakterizované rozptýleným vstrekovaním vody do nádrže po celej jej ploche obsah oleja. Systémy plošného zavodňovania založené na počte vrtných bodov každého prvku ložiska s jedným ťažobným vrtom umiestneným v jeho strede môžu byť štvor-, päť-, sedem- a deväťbodové, aj lineárne (obr. 4).
|
|
Ryža. 4 Plošné štyri-(a), päť-(b), sedem-(B), deväťbodové (d) a lineárne (e,f) záplavové systémy (so zvýraznenými prvkami)
Plošné zaplavenie je účinné pri vývoji nízkopriepustných útvarov. Jeho účinnosť sa zvyšuje so zvyšujúcou sa rovnomernosťou, hrúbkou útvaru a tiež s klesajúcou viskozitou oleja a hĺbka ložiska.
Vývoj teoretických základov pre návrh a vývoj polí plynu a plynového kondenzátu možno rozdeliť do 4 etáp.
Počasjaetapa(predrevolučné roky a prvé roky sovietskej moci) sa robili vrty v náhodne objavených plynových poliach v tesnej blízkosti odberateľa plynu. Vŕtanie nasledujúcich vrtov sa uskutočnilo vedľa predchádzajúcich bez predbežného prieskumu v objeme potrebnom na dodávku požadovaného množstva plynu spotrebiteľovi. (Poli Melnikovskoye, Melitonolskoye v regióne Stavropol a pole Dagestan Lights).
Etapa II nahradila metódy remeselného vývoja. V tejto fáze používali čisto empirické metódy rozvoj plynových polí s mechanickým rozšírením postupov rozvoja ropných polí na ne, ako aj amerických metód rozvoja plynových polí.
Etapa III je charakterizovaná vytvorením a implementáciou vedecky podložených metód využívania plynových polí. Táto práca bola vykonaná v Moskovskom ropnom inštitúte pomenovanom po. N.M. Gubkina.
Na základe získaných výsledkov spolu s ďalším teoretickým výskumom boli realizované prvé vedecky podložené projekty rozvoja plynových polí trustu Kuibyshevgaz a následne na ďalších poliach (Shebelinskoye, North Stavropol, Gazlinsky atď.)
V dôsledku toho vedecky výskumná práca Počas tretej etapy sa dosiahol významný pokrok vo vývoji teórie rozvoja plynových polí. Na výpočet zmien v priebehu času potrebného počtu plynových vrtov, tlakov zásobníka, dna a ústia vrtu boli vytvorené plynodynamické metódy a približné metódy na výpočet pohybu obrysovej alebo spodnej vody počas vývoja poľa za podmienok tlaku vody.
Namiesto predtým dominantného režimu konštantného percenta výberu:
kde: % je konštantné percento výberu,
q RG- pracovný prietok plynovej studne,
q SLE– prietok prúdiacej plynovej studne.
považovaný za jediný racionálny technologický režim prevádzky plynových vrtov, nové technologické režimy boli opodstatnené a zavedené do projekčnej praxe. Patria sem režimy udržiavania konštantného maximálneho povoleného tlakového gradientu na dne vrtu alebo konštantná depresia v prípade nedostatočnej stability zásobníka, režim maximálneho bezvodého prietoku plynových vrtov v prítomnosti spodnej vody.
Výskum filtrácie plynu do nedokonalých vrtov v podmienkach porušenia Darcyho zákona viedol k vytvoreniu a rozsiahlemu zavedeniu novej techniky na spracovanie a interpretáciu výsledkov výskumu plynových vrtov. Objavili sa metódy na štúdium studní v podmienkach nestacionárnej filtrácie plynu.
V dôsledku realizácie množstva projektov rozvoja plynových polí sa nazhromaždili značné skúsenosti v integrovanej aplikácii metód geológie, geofyziky, podzemnej plynohydrodynamiky a priemyselnej ekonomiky.
Na základe geologických a geofyzikálnych štúdií sa stanoví geologická stavba ložiska plynu, vytvorí sa predstava o vodotlakovom systéme zásobníka a možnom režime ložiska plynu. Na základe údajov z testovania vrtov sa určujú parametre formovania.
V dôsledku plyno-hydrodynamických výpočtov je určená zmena času potrebného počtu vrtov na splnenie plánu výroby plynu. Na základe analýzy technicko-ekonomických ukazovateľov rôznych možností rozvoja sa vyberie tá najlepšia.
Začiatkom 60. rokov vstúpila teória projektovania a rozvoja ložísk zemného plynu do štvrtej etapy svojho vývoja. Charakteristickou črtou tejto etapy je integrovaná aplikácia v praxi projektovania, analýzy a určovania perspektív rozvoja pre oblasti plynu a plynových kondenzátov metód geológie, geofyziky vrátane jadrovej geofyziky, podzemnej plynovej hydrodynamiky, inžinierstva a technológie výroby plynu; existuje túžba využiť možnosti moderných vysokorýchlostných elektronických výpočtových a analógových strojov. V tomto prípade je hlavnou úlohou nájsť pomocou počítača možnosť rozvoja plynového (plynového kondenzátu) poľa a nastaviť pole, ktoré by malo optimálne technické a ekonomické ukazovatele.
Materiálová bilancia je základom všetkých technologických výpočtov. Podľa údajov materiálovej bilancie sa zisťuje veľkosť a počet potrebných zariadení, spotreba surovín a pomocných produktov, vypočítavajú sa koeficienty spotreby na suroviny, identifikuje sa odpad z výroby.
Materiálová bilancia je skutočným vyjadrením zákona zachovania hmotnosti vo vzťahu k chemickému technologickému procesu: hmotnosť látok prijatých pre technologickú operáciu (prítok) sa rovná hmotnosti látok získaných v tejto operácii (výstup), čo je zapísaná ako bilančná rovnica Σm prítok = Σm odtok.
Položky výnosov a nákladov v materiálovej bilancii sú hromadné užitočná zložka suroviny (m 1), nečistoty v surovinách (m 2), cieľový produkt (m 3), vedľajšie produkty (m 4), výrobné odpady (m 5) a straty (m 6) prijaté do výroby resp. túto operáciu:
m 1 + m 2 = m 3 + m 4 + m 5 + m 6
Materiálová bilancia sa zostavuje za jednotku času (hodinu), za jednotku výkonu, za jeden výrobný tok alebo za výrobnú kapacitu ako celok.
Tabuľka materiálovej bilancie pre kontinuálne procesy je umiestnená na diagrame postupu nižšie alebo na samostatných listoch v nasledujúci formulár:
Tabuľka 3.1 - Materiálová bilancia kontinuálneho procesu
tie. pre každý prietok je uvedené jeho zloženie, prietok v kg/h a nm3/h. Čísla prúdov sú uvedené na technologickej schéme.
Pre periodické procesy sa materiálová bilancia zostavuje vo forme tabuľky 3.2.
Tabuľka 3.2 – Materiálová bilancia periodického procesu
Na základe všeobecnej materiálovej bilancie výroby sa určujú koeficienty spotreby surovín a pomocných materiálov potrebné na posúdenie ekonomická efektívnosť výroby. Koeficienty spotreby surovín a pomocných materiálov by sa mali vykonať vo forme tabuľky 3.3.
Tabuľka 3.3 – Koeficienty spotreby surovín a pomocných materiálov
Pri zostavovaní materiálových bilancií je možné ako počiatočné údaje zadať nasledujúce hodnoty.
1. Ročná produktivita hotového výrobku v t/rok, ktorá sa musí pre výpočet prepočítať na kg/h (s prihliadnutím na skutočný počet prevádzkových hodín zariadenia za rok).
2. Zloženie surovín a hotového výrobku. Ak má surovina veľmi zložité zloženie, potom na výpočet materiálovej bilancie môžete použiť podmienené, ale celkom určité zloženie. Podľa prijatého zloženia suroviny sa vypočíta zloženie reakčných produktov.
3. Základné technologické parametre (teplota, tlak, molárny alebo hmotnostný pomer medzi činidlami), údaje o konverzii a selektivite. Konverziu a selektivitu možno predpokladať na základe literatúry, výroby alebo laboratórnych údajov.
4. Straty v každej fáze procesu. Technologické straty vznikajú v dôsledku prenosu časti reakčných produktov s výfukovými plynmi alebo s prúdmi výfukových plynov v dôsledku čiastočného rozpustenia, neúplnej extrakcie v procesoch prenosu hmoty (absorpcia, extrakcia, rektifikácia atď.). Tieto straty sú špecifikované alebo ich hodnoty sú identifikované vo výrobnej praxi. Ak projekt zahŕňa nové procesy a zariadenia, potom je potrebné vykonať predbežný výpočet týchto procesov, aby sa našli uvedené hodnoty.
Všetky chýbajúce údaje pre zostavenie materiálovej bilancie sa zisťujú výpočtom, na základe zákonitostí chemických a technologických procesov.
Pri vykonávaní výpočtov na zostavenie materiálových bilancií je potrebné jasne pochopiť podstatu procesov, ktoré sa vyskytujú v rôznych fázach konkrétneho zariadenia. Je vhodné dodržať nasledovné poradie:
1. Zostavte vývojový diagram procesu (bez pomocné vybavenie– čerpadlá, kompresory a pod.) s aplikáciou všetkých zariadení, kde dochádza k zmenám zloženia a hodnôt materiálových tokov.
2. Napíšte rovnice chemické reakcie, prúdi v každom z prístrojov tam, kde je chemická premena. Na ich základe, ak je známe množstvo a zloženie tokov opúšťajúcich aparatúru, možno vypočítať požadované množstvo počiatočných produktov. Naopak, ak je známe zloženie a množstvo východiskových produktov, potom je možné pri znalosti konverzie a selektivity procesu vypočítať zloženie a množstvo prúdu opúšťajúceho reakčnú jednotku.
3. Nakreslite do diagramu všetky známe číselné údaje o kvantitatívnom a kvalitatívnom zložení tokov.
4. Stanovte, ktoré chýbajúce veličiny treba určiť výpočtom, a zistite, aké matematické vzťahy treba zostaviť, aby sa neznáme veličiny našli.
5. So všetkými potrebnými vzťahmi medzi známymi a neznámymi veličinami, ako aj potrebnými referenčnými údajmi, pristúpte priamo k výpočtu materiálových bilancií.
Nižšie je uvedený postup výpočtu materiálovej bilancie pre najčastejšie prípady.
Príklad 1 Známe:
─ produktivita hotového výrobku, t/rok;
─ kvalita surovín a zloženie hotového výrobku, hm. %;
─ stupeň extrakcie alebo výťažnosti hotového výrobku vo všetkých štádiách procesu;
─ zloženie všetkých tokov opúšťajúcich výrobné jednotky.
Materiálová bilancia sa v tomto prípade zostavuje v tomto poradí:
1. Stanoví sa obsah cieľovej zložky a iných nečistôt v hotovom výrobku (kg/h).
2. Po znalosti straty cieľového produktu v každom štádiu (Pi) určite, koľko cieľovej zložky by malo byť obsiahnuté v počiatočnej reakčnej hmote:
S r.m. = C pr (100 + Σ % P i),
kde C r.m. ─ obsah cieľovej zložky v počiatočnej reakčnej hmote;
% P i ─ podiel straty cieľovej zložky v každom stupni;
P─ počet fáz procesu.
Príklad 2 Známe:
─ produktivita hotového výrobku v t/rok;
─ ukazovatele procesu ─ selektivita, konverzia, pomer počiatočných zložiek;
─ zloženie suroviny.
V tomto prípade je vhodné vypočítať materiálovú bilanciu za
1000 kg spracovaných surovín. Výpočet sa vykonáva v nasledujúcom poradí:
1. Na základe údajov o zložení suroviny, konverzie, selektivite, pomere východiskových činidiel a reakčných rovníc sa určí zloženie a prietok reakčnej hmoty.
2. Vykonajú sa výpočty na určenie veľkosti tokov vstupujúcich a vystupujúcich z prístroja, pričom sa berie do úvahy obsah cieľového produktu vo výstupných tokoch.
3. Určte výťažnosť hotového výrobku na 1000 kg spracovaných surovín. Potom sa konverzný faktor pre danú produktivitu pre hotový výrobok určí pomocou vzorca:
Kde q z─ špecifikovaná produktivita pre hotový výrobok;
q─ množstvo hotového výrobku získaného spracovaním 1000 kg surovín.
4. Zostavuje sa všeobecná a postupná materiálová bilancia výroby s prihliadnutím na konverzný faktor.
Príklad 3 Známe:
─ produktivita hotového výrobku, obsah cieľovej zložky v ňom;
─ hlavné ukazovatele procesu ─ konverzia, selektivita, podmienky procesu, pomery počiatočných zložiek.
V tomto prípade neexistujú žiadne údaje o stupni extrakcie hlavných zložiek alebo zložení medziprúdov v stupňoch separácie reakčných produktov.
Na zostavenie materiálovej bilancie výroby je vhodné vykonať výpočty na 1000 kg surovín alebo jednej z počiatočných zložiek v poradí uvedenom v druhom príklade.
Avšak v tomto prípade, aby sa našli hodnoty koncentrácie zložky v medziprietokoch, je potrebné vykonať predbežný výpočet zariadenia (kondenzátor, separátor, destilačná kolóna atď.). Za týmto účelom nastavte prevádzkové podmienky zariadenia (podľa výrobných alebo literárnych údajov) a so znalosťou zloženia a množstva prúdu vstupujúceho do zariadenia vypočítajte zloženie a množstvo prúdu opúšťajúceho zariadenie a naopak. V tomto prípade je potrebné pre aparatúru zvoliť také prevádzkové podmienky, ktoré by zabezpečili maximálny stupeň extrakcie úžitkovej zložky, boli ekonomicky rentabilné a zároveň by spĺňali požiadavky na kvalitu hotového výrobku a pre emisné normy do ovzdušia alebo odpadových vôd.
Všeobecná materiálová bilancia výroby (inštalácie) teda zahŕňa len toky vstupujúce a vystupujúce z výroby a materiálové bilancie zariadení zahŕňajú charakteristiky vstupných a výstupných tokov daného zariadenia.
Vo výpočte a vysvetlivke projektu diplomovej práce musia byť pri príprave výsledkov výpočtu materiálovej bilancie uvedené všetky rovnice chemických reakcií, ktoré v procese prebiehajú, a musia byť uvedené výpočty, ktoré sa na nich vykonávajú.
V technológii organických látok sa často používajú schémy recirkulačného toku. V tomto prípade je zostavovanie materiálovej bilancie inštalácie zložitejšie. Hlavná úloha výpočet s recykláciou má na základe daného množstva spracovaných surovín určiť výťažnosť cieľového produktu a celkové zaťaženie každého zariadenia.
Najjednoduchšia schéma takejto inštalácie vyzerá takto:
I ─ miešací blok; II ─ blok reaktora; III ─ jednotka na separáciu reakčného produktu.
q 1─ tok čerstvých surovín;
q 4─ tok hotového výrobku;
q 5─ čistenie plynov;
q 6─ recirkulačný prietok.
Obrázok 3.1 ─ Schéma procesu s recirkuláciou a stripovaním časti toku
Na základe špecifikovanej produktivity hotového výrobku môžete vždy určiť, koľko by malo byť obsiahnuté v toku q 4 opustenie reaktora. Z údajov o konverzii a selektivite, ktoré sú špecifikované počas návrhu, a pomocou rovníc chemickej reakcie je možné určiť prietok q 3 a jeho zložkové zloženie (obsah hlavných a vedľajších produktov).
Poznať množstvo a zloženie toku q 3, je možné určiť množstvo a zloženie toku q 2 pomocou rovníc chemických reakcií. Pri výpočte prietoku q 2 je potrebné brať do úvahy obsah inertných látok v nej, ktorých koncentrácia sa zvyčajne nastavuje alebo reguluje na základe technologických úvah. Množstvo inertných látok sa musí brať do úvahy pri ďalších tokoch.
Prietokové množstvo q 4 a jeho zloženie sú určené produktivitou zariadenia pre hotový výrobok a požiadavkami naň, ktoré sú spravidla špecifikované.
Na zostavenie materiálovej bilancie celej inštalácie a určenie zaťaženia jednotlivých zariadení je potrebné určiť veľkosť prietokov q 1,q 4,q 6 a zloženie toku q 4,q 6(zlúčenina q 1 zvyčajne špecifikované pri návrhu alebo určené neskôr s prihliadnutím na konverziu a selektivitu procesu).
Metódy zostavovania a výpočtu materiálových bilancií sú uvedené v literatúre.