Malzeme dengesi, üretimi kontrol etmeye, ürünlerin bileşimini düzenlemeye ve üretim kayıplarını belirlemeye yarar. Kullanarak malzeme dengesi ekonomik göstergeler belirlenebilir teknolojik süreçler ve üretim yöntemleri (üretim kayıpları, süt bileşenlerinin kullanım derecesi, hammadde tüketimi, bitmiş ürünün verimi)
Maddi dengenin temeli, matematiksel olarak iki denklem şeklinde yazılan maddenin korunumu yasasıdır.
İlk denklem- bu, hammaddelerin ve onlardan yapılan ürünlerin dengesidir
Nerede Mİle , M G , M n - sırasıyla hammadde, bitmiş ve yan ürün kütlesi, kg, P– üretim kayıpları, kg.
İşlemden sonra ortaya çıkan ürünlerin kütlesi, işlenmiş hammaddelerin kütlesinden daha azdır. Aralarındaki fark üretim kayıplarıdır. Üretim kayıpları ayrıca işlenmiş hammadde miktarının yüzdesi olarak da ifade edilir:
Daha sonra denklem (1) şu şekli alacaktır:
(2)
İkinci denklem Malzeme dengesi süt katılarının veya bireysel bileşenlerin kütlesine dayanır
Sütün bileşenleri teknolojik işlemler sırasında kimyasal değişime uğramıyorsa, ham maddelerdeki miktarlarının nihai ve yan ürünlerdeki miktara eşit olması gerekir. Sütün işlenmesi sırasındaki bileşenlerinin dengesi şu şekilde derlenebilir:
(3)
Nerede Hİle , H G , H n – sırasıyla hammadde, bitmiş ürün ve yan ürünlerdeki süt bileşenlerinin kütle oranı, %; P h, – süt bileşenlerinin kaybı, kg.
Kayıplar, ham maddelerde bulunan süt bileşenlerinin yüzdesi olarak ifade edilir:
Nerede N h – süt bileşenlerinin kaybı, %.
Oyuncu değişikliğinden sonra P h denklem (3)'e dönüştürülürse, ikinci malzeme dengesi denklemi şu şekli alır:
(4)
Süt bileşenlerinin kaybı N h ve hammadde kaybı N Yüzde olarak ifade edilen değerler sayısal olarak eşittir.
Denge, sütün - yağın herhangi bir kısmı için düzenlenebilir VE, süt katıları İLE, yağsız süt katıları (SMR) HAKKINDA. Yani sütü ayırırken yağ dengesi
Nerede VE M , VE sl , VE yaklaşık, – sırasıyla süt, krema ve yağdaki yağın kütle oranı kaymağı alınmış süt, %; N g – ayırma sırasında yağ kaybı, %
Toz ve yoğunlaştırılmış süt üretimi için bakiye, kuru süt kalıntısına göre derlenebilir:
(5)
Nerede Mсг – yoğunlaştırılmış sütün kütlesi, kg, İLE nm. , İLEсг – normalize ve yoğunlaştırılmış sütteki kuru süt kalıntısının kütle oranı, sırasıyla, %; N c.v – yoğunlaştırılmış süt üretimi sırasında kuru madde kaybı, %.
Denklem (5)'te, koyulaştırma ve kurutma sırasında yan ürün (su) süt katıları içermediğinden bir terim eksiktir.
Birinci (2) ve ikinci (4) malzeme dengesi denklemlerini birlikte çözerek, hammadde kütlesini şu şekilde belirlemek mümkündür: tamamlanmış ürün en bilinen bileşim hammaddeler, bitmiş ürünler ve yan ürünler veya bitmiş ürünün kütlesini hammadde kütlesine göre belirler:
(6)
(7)
(8)
Malzeme hesaplamaları genellikle üretim kayıpları dikkate alınarak yapılır. Yaklaşık hesaplamalarda ihmal edilirler. Bitmiş hammaddelerin ve yan ürünlerin kütlesi, kayıplar dikkate alınmadan formüllerle belirlenir.
(9)
(10)
(11)
500 kg tereyağı üretimi için krema kütlesinin belirlenmesi gerekir; eğer tereyağındaki yağın kütle oranı %78, kremada - 38, ayranda - %0,7 ise. Petrol üretiminde standart kayıplar %0,6'dır.
Sorunu çözmek için formül (7) kullanıyoruz:
Hammadde bazında bitmiş ürünün kütlesi veya bitmiş ürün bazında hammadde kütlesi hem cebirsel yöntemle (formüller kullanılarak) hem de grafiksel olarak (hesaplama üçgeni kullanılarak) belirlenebilir.
Üçgen kullanarak hesaplama yönteminin özü aşağıdaki gibidir. Üçgenin köşelerine, ham maddede bulunan süt bileşenlerinden birinin kütle kesrini yazın. H ile, hazır H g ve yan Hürün.
H g Açık iç taraflar ah üçgen
Hammadde kütlesini kaydedin Tİle,
H G - Hİle H G - H hazır T g ve yan M n ürün
M P M c karşılık gelen kütlelerinin karşısında
onlara göre süt bileşeninin kütle oranı
Hİle M G H p ka. Üçgenin dış kenarlarında
Hİle - H n Sütün bileşenlerinin (üçgenin köşelerinde bulunan) kütle kesirleri arasındaki farkı, büyük değerden küçük olanı çıkararak elde edin.
Tasarım üçgeni kuralına uygun olarak bir oran çizilir: iç tarafların dış taraflara oranı belirli bir üçgen için sabit bir değerdir:
Bu orandan gerekli miktarlar belirlenir.
Ders 2. Rezervuar geliştirme denklemleri (bölüm 1)
Saha geliştirme göstergeleri hesaplanırken ana denklemler şunlardır:
- · malzeme dengesi,
- · Kuyu operasyonunun teknolojik modu,
- · kuyuya sıvı akışı,
- · kaldırma borularındaki hareketler.
Bu denklem sistemini çözmek, rezervuardaki ve kuyudaki sıvı hareketinin modellerini bulmayı sağlar.
Malzeme Dengesi Denklemleri
Malzeme dengesi denklemleri, bunlardan seçilen gaz ve sıvı hacimlerine ilişkin verilere dayanarak saha gelişim göstergelerini ve mevduat rezervlerini belirlemek için kullanılır.
Malzeme dengesi ilkesine göre, rezervuardaki petrolün başlangıç kütlesi Mn, t zamanında seçilen petrolün Mdob kütlesine ve rezervuar köprüsünde kalan petrolün kütlesine eşittir:
Malzeme dengesi yöntemini kullanarak saha verilerine dayanarak petrol ve gaz rezervuar gelişiminin analizi
Yatağın petrole doymuş kısmının toplam hacmini Vn ve gaz kapağının kapladığı rezervuarın hacmini Vg olarak gösterelim. Petrolün Pnas gazı ile doyma basıncına eşit olan ilk rezervuar basıncında, yağın hacimsel katsayısı bno, gaz kapağının gazının hacimsel katsayısı bgo, yağın başlangıç gaz içeriği G0'dır.
Qn yatağından petrol (standart koşullar altında) ve su Qv çekilirken, ortalama rezervuar basıncı P değerine düştü. P basıncında, petrol bn, gaz bg, su bv, petrol G'nin gaz içeriğinin hacimsel katsayıları. Söz konusu geliştirme periyodu sırasında formasyon suyu Wv yatağı istila etti ve ortalama gaz faktörü şuydu.
Malzeme dengesi yöntemini kullanıyoruz. Başlangıç rezervuar basıncı ve sıcaklığındaki rezervuar Gn* bno yağını içeriyordu. Gelişme anında, basınç mevcut P değerine düştüğünde, petrolün hacmi (Gн? Qн) bн oldu. Toplanan petrol miktarı şu şekilde belirlenecektir:
Basınç düştüğünde petrolden salınan hacmi dikkate alarak formasyondaki serbest gaz miktarındaki değişimi belirleyeceğiz.
Gelişimin başlangıcında formasyondaki serbest gaz miktarı, gaz başlığındaki içeriğine göre belirlenir. Gaz kapağının bağıl hacmi şu şekilde gösterilirse:
o zaman formasyondaki serbest gazın hacmi GnbnoGsh olacaktır ve Toplam Petrolde çözünmüş hacim dikkate alınarak gaz şu ifadeyle belirlenecektir:
Söz konusu geliştirme dönemi sırasında yataktan petrolle birlikte gaz alınırsa (bu dönem için ortalama gaz faktörüdür), o zaman rezervuardaki P basıncındaki serbest gazın hacmi aşağıdaki gibi ifade edilecektir:
Formasyondaki serbest gaz hacmindeki azalma, ilk andaki ve mevcut basınçtaki rezervleri arasındaki farkla belirlenir:
Depozitodaki suyun hacmi, söz konusu geliştirme dönemi boyunca şu miktara göre değişti:
Geliştirme sürecinde bir petrol ve gaz rezervuarındaki gözenek hacmindeki küçük değişiklikleri hesaba katmadığımızdan, petrol, serbest gaz ve su hacimlerindeki değişikliklerin toplamının sıfıra eşit olması gerektiğini elde ederiz. (2.1), (2.2) ve (2.3)'ü dikkate alarak ifadenin eşitliğine ulaşırız:
ifade (2.3)
Bu eşitlik (2.4 numaralı), bir petrol ve gaz rezervuarının gelişimi sırasında gözenek hacmindeki basınçtan kaynaklanan değişiklikleri hesaba katmadan malzeme dengesinin genelleştirilmiş bir ifadesidir.
Gösterimi tanıtalım:
Bu basınca bağlı "iki fazlı hacim katsayısı", basınç mevcut rezervuar basıncından atmosfer basıncına düştükçe petrol ve gazın birim hacmindeki değişimi karakterize eder. Açıkçası, ilk rezervuar basıncında, değer ne zaman.
Denklem (2.4)'ün (2.5) dikkate alınarak yapılan dönüşümleri, bir petrol ve gaz rezervuarındaki başlangıç petrol rezervleri için hesaplama formülüne yol açar:
Yatağın akifer alanıyla bağlantısı olmasaydı, su onu istila edemezdi () ve petrolle birlikte götürülemezdi (). Bu durumda, petrol ve gaz yatağındaki başlangıçtaki petrol rezervleri, payında terim bulunmayan son ifadeye göre belirlenecektir.
Bir petrol ve gaz rezervuarının geliştirilmesi sırasında gaz kapağı genişlemesi, çözünmüş gaz ve rezervuara su girişi mekanizmalarının petrol üretimi üzerindeki etkisini değerlendirmek için son denklemi aşağıdaki forma indiriyoruz:
Bu eşitliğin her iki tarafını da sağ tarafına bölerek bire eşit bir ifade elde ederiz:
Ortaya çıkan ifadenin sol tarafındaki terimlerin payları, sırasıyla rezervuarın petrol kısmının başlangıç hacmindeki değişimi, ilk gaz kapağını ve rezervuara giren suyun etkin hacmini karakterize eder. Tüm terimlerin ortak paydası, mevcut rezervuar basıncında toplam petrol ve gaz üretiminin rezervuar hacmini ifade eder. Açıkçası, her terim rezervuardan çeşitli mekanizmalarla elde edilen toplam üretim içindeki payı (petrol geri kazanım faktörü) temsil etmektedir. Denklemi ilk elde eden Pearson'un notasyonunu kullanarak, rejimlerin ortaya çıkışı nedeniyle üretilen petrolün göreceli miktarlarını yazıyoruz:
çözünmüş gaz:
gaz kapağının genişlemesi:
su basıncı modu:
Örnek 2.1
Petrol ve gaz yataklarının başlangıç petrol rezervlerini ve petrol geri kazanım faktörlerini tahmin edin.
Yatağın petrole doymuş kısmının toplam hacmi Vн = 13,8·107 m3, gaz kapağının kapladığı rezervuarın hacmi Vг = 2,42·107 m3'tür.
Petrolün gazla doyma basıncına eşit olan başlangıç rezervuar basıncı, =Рsat= 18,4 MPa; başlangıç basıncında yağın hacimsel katsayısı bno = 1,34 m3/m3; gaz başlığı gaz hacimsel katsayısı 0,00627 m3/m3; Petrolün başlangıç gaz içeriği = 100,3 m3/m3.
Yataktan Qн = 3,18·106 m3 petrol (standart koşullar altında) ve Qв = 0,167·106 m3 su çıkarıldığında, ortalama rezervuar basıncı Р=13,6 MPa'ya, gaz içeriği ise Г = 75 m3/m3'e düştü. P = 13,6 MPa basınçta, yağın hacimsel katsayısı bн = 1,28 m3/m3, gazın hacimsel katsayısı bг = 0,00849 m3/m3 ve suyun hacimsel katsayısı bв = 1,028'dir. Geliştirme sırasında ortalama gaz faktörünün = 125 m3/m3 olduğu ortaya çıktı, akifer alanından gelen su birikintiyi istila etti
Wв = 1,84·106 m3.
Başlangıçtaki petrol rezervlerini hesaplayalım. İlk olarak, ilgili formülleri kullanarak gaz kapağının göreceli başlangıç hacmini ve iki fazlı hacim katsayısının değerini belirleriz:
Rezervuardaki petrol rezervleri şöyle olacaktır:
Söz konusu geliştirme döneminde, rezervuar basıncında %26,1 oranında göreceli bir düşüşle birlikte petrol geri kazanım faktörü şu şekildeydi:
Bir su havzasıyla hidrodinamik bağlantının olmadığı bir petrol ve gaz yatağının geliştirilmesi (girilen ve çekilen su miktarı sıfırdır) ve önceki problemin ilk verileri, başlangıçtaki petrol rezervleri ve bir petrol geri kazanım faktörü ile gerçekleştirilebilir. m3, .
m3'lük bir petrol ve gaz rezervuarı geliştirirken, gaz kapağı genişlemesi, çözünmüş gaz ve rezervuara su girişi mekanizmalarının petrol üretimi üzerindeki etkisini değerlendirelim.
Verilen formülleri kullanarak, rejimlerin ortaya çıkışı nedeniyle üretilen göreceli petrol miktarlarını belirleyeceğiz:
çözünmüş gaz:
gaz kapağının genişlemesi:
su basıncı modu:
Petrol üretiminde üç mekanizmanın katılımının toplamı bire eşittir. İlginçtir ki, rezervuar geliştirme aşamasında, rezervuar enerjisinin baskın biçimi, petrolden salınan içinde çözünmüş gazın enerjisidir. Bu faktör nedeniyle petrolün %45'i üretildi. Petrolün su ile yer değiştirme mekanizması, çıkarılan yağın %31'ini oluştururken, gaz kapağının genleşmesi nedeniyle %24'ü alınmıştır.
Örnek 2.2.
Bir petrol ve gaz yatağının gaz kapağındaki gaz rezervlerini ve buradan toplam gaz çıkarımını hesaplayın; yataktaki ortalama basınç başlangıçtan Rezervuar sıcaklığınaC düştüğünde gaz kapağının sabit hacmini sağlayın. Gaz başlığının kapladığı formasyonun toplam hacmi m3'tür. Ortalama gözeneklilik, gözenek hacminin bağlı su ile doygunluğu, gaz kapağının hacmindeki dağılmış petrol içeriği. Gazın bağıl yoğunluğu 0,66'dır.
Çözüm. Rezervuarın bilinen hacmine, gözenekliliğine ve doygunluğuna (milyon m3 cinsinden) dayanarak gaz kapağındaki gazın hacmini belirleyelim:
Aşağıdaki formülü kullanarak gazın hacimsel katsayısını hesaplıyoruz:
standart ve ortalama mevcut rezervuar basıncı nerede; standart sıcaklık (273K) ve oluşum sıcaklığı; z süper sıkıştırılabilirlik katsayısı.
Z değerlerini bulalım. Yani, z = 0,914 başlangıç basıncında ve mevcut Ppl = 16,1 MPa'da z'nin değeri 0,892'dir. Şunu elde ederiz:
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.
Rezervuarlardaki gaz hacmini standart koşullara dönüştürmek için elde edilen hacimsel katsayıların ters değerlerini kullanacağız:
176,7 m3/m3.
138,1 m3/m3.
Standart koşullar altında başlangıç gaz rezervleri:
İyi oyun. st = 3,09*106*176,6 =545*106 m3
Rezervuar basıncı düştüğünde gaz çekilmediği takdirde gaz kapağının hacmi artacaktır. Gaz kapağının hacminin değişmeden kalması için aşağıdaki miktarda gazın çıkarılması gerekir:
Sorunun koşulları için elimizde:
Problemde ele alınan an itibariyle, rezervuardaki basınç 16,1 MPa'ya düştüğünde, gaz kapağının boyutunun değişmemesi için başlangıç rezervlerinin %25,4'ünün gaz kapağından alınması gerekmektedir.
Malzeme Dengesi Denklemi
Gerçekleştirmek için elastik modda petrol sahası geliştirme süreçlerinin hesaplanması, Filtrelenen maddenin kütlesinin süreklilik denkleminden türetilen bu rejim için öncelikle bir diferansiyel denklem elde etmek gerekir.
24. Çözünmüş gaz modu. Mod çeşitleri (saf gaz modu, karışık mod, gaz basıncı modu)
Geliştirilen formasyonda basınç doyma basıncının altına düştüğünde çözünmüş gaz rejimi gelişir. Gözenek boşluğunun yağdan salınan serbest gaza doygunluğu hala düşük olduğunda gaz, kabarcıklar halinde yağın içinde kalır. Rezervuar basıncındaki kademeli bir azalmaya bağlı olarak gaz doygunluğunun artmasıyla birlikte, gaz kabarcıkları yerçekiminin etkisi altında yüzer ve rezervuarın yükseltilmiş kısmında bir gaz birikimi oluşturur - oluşumu katmanlı olarak engellenmezse bir gaz kapağı veya diğer heterojenlik.
Petrolden salınan gaz, basınç azalmasıyla genişleyerek, petrolün rezervuardan yer değiştirmesine katkıda bulunur. Bu tür petrol yer değiştirmesinin meydana geldiği rezervuar rejimine çözünmüş gaz rejimi denir. Haznede gazın bir bütün olarak yağdan ayrılması ve bir gaz kapağı oluşması durumunda çözünmüş gaz rejiminin yerini gaz basıncı alır.
RRG ile rezervuar enerji rezervleri, petroldeki çözünmüş gaz miktarına bağlıdır.
25 . Su baskını türleri ve uygulama alanları. Şu anda, su taşkını, üretim kuyularının sayısını önemli ölçüde azaltmaya, akış hızlarını artırmaya ve üretilen 1 ton başına maliyetleri düşürmeye olanak tanıyan en yoğun ve uygun maliyetli etki yöntemidir. yağ. 80'lerin başında SSCB'deki yardımıyla, nüfusun %90'ından fazlası yağ.
Rezervuara göre enjeksiyon kuyularının konumuna bağlı olarak yağŞunları ayırt edin: kontur, kontur çevresi ve devre içi taşma. Bu çeşitlerin bir kombinasyonu birçok alanda kullanılmaktadır.
KONTUR TAŞIMASI
|
|
Geliştirme süreci sırasında kontur sularının yetersiz tanıtımı, bu da seçimi telafi etmiyor yağ rezervuar basıncının azalması ve kuyu akış hızlarının azalmasıyla birlikte kontur taşma yönteminin ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bu olgunun özü, teşvik için harcanan doğal enerji kaynaklarının hızla yenilenmesinde yatmaktadır. yağ yüzlere operasyonel kuyular Bu amaçla dışarıda bulunan enjeksiyon kuyularından su pompalanarak rezervuar basıncı korunur. petrol suyun kapladığı bölgedeki üretken formasyonun bir kısmı (dış konturun ötesinde) yağ içeriği) (Şekil 1). Bu durumda enjeksiyon hattı, yağ içeriğinin dış çevresinin biraz ötesinde işaretlenir. Bu mesafe aşağıdaki gibi faktörlere bağlıdır:
· yatağın keşfedilme derecesi - dış konturun konumunun belirlenmesinde güvenilirlik derecesi yağ içeriği bu da yalnızca açılan kuyu sayısına değil, aynı zamanda üretken oluşumun geliş açısına ve sabitliğine de bağlıdır;
· enjeksiyon kuyuları arasında beklenen mesafe;
· dış ve iç konturlar arasındaki mesafe yağ içeriği ve dahili petrol taşıyan kontur ile üretim kuyularının ilk sırası arasında.
Keşif derecesi ne kadar iyi olursa, dış konturun konumu o kadar güvenilir bir şekilde belirlenir yağ içeriği Formasyon ne kadar dik ve tutarlı olursa, enjeksiyon hattı kontura o kadar yakın çizilebilir. Bu gerekliliğin anlamı, formasyonun petrol taşıyan kısmında enjeksiyon kuyularının kurulmasına karşı garanti sağlamaktır. Enjeksiyon kuyuları arasındaki mesafe ne kadar büyük olursa, yağ taşıyan konturdan enjeksiyon hattına olan mesafe de o kadar büyük olur. Bu gereksinimin yerine getirilmesi, konturların şeklinin korunmasını sağlar yağ içeriği suyun sert dilleri istila etmeden yağ formasyonun bir kısmı enjeksiyon kuyularına karşı ve petrol-su temasının (OWC) düzgün hareketini sağlamak.
Kenar su basma sisteminin olumlu etkisi
Kontur taşması önemli bir etki sağlar ve dörtten fazla kuyu bataryası olmadığında küçük ve orta ölçekli yataklar geliştirilirken yukarıda belirtilen dezavantajlara sahip değildir.
Kontur taşması ile sürecin doğal akışı bozulmaz, yalnızca yoğunlaşır ve besleme alanını birikintiye yaklaştırır.
Geliştirme deneyimi yağ Kenar taşkınını kullanan alanlar aşağıdaki ana sonuçlara yol açtı:
1. Kontur taşması, rezervuar basıncını yalnızca başlangıç seviyesinde tutmakla kalmaz, aynı zamanda onu aşmayı da sağlar.
2. Kontur taşkınlarının kullanılması, maksimum saha geliştirme oranının başlangıçtaki geri kazanılabilir rezervlerin% 5-7'sine getirilmesini sağlamayı, 20-60 10 4 m2 / kuyu deseni yoğunluk parametresine sahip geliştirme sistemlerini kullanmayı mümkün kılar. oldukça yüksek bir finalle yağ kurtarma nispeten homojen oluşumlarda ve viskozitede 0,50 - 0,55'e ulaşır yağ rezervuar koşullarında yaklaşık 1-5 10 –3 Pa·s.
3. Beş sıradan fazla üretim kuyusu bulunan geniş alanlı tarlalar geliştirilirken, kenar taşkınlarının orta kısımlar üzerinde zayıf bir etkisi vardır, bunun sonucunda üretme bu parçalardan gelen yağın düşük olduğu ortaya çıkıyor. Bu durum sınır taşkınları ile genel olarak geniş alanların gelişme hızının yeterince yüksek olamamasına yol açmaktadır.
4. Kontur taşması, formasyonun bireysel yerel alanlarının, onlardan iyileşmeyi hızlandırmak için etkilenmesine izin vermez yağ, çeşitli katmanlarda ve ara katmanlarda rezervuar basıncının eşitlenmesi.
5. Kontur taşması ile rezervuara enjekte edilen suyun oldukça önemli bir kısmı konturun ötesinde bulunan akifere gider. yağ içeriği yağı depodan çıkarmadan.
KONTUR TAŞIMASI
Kenar taşması, kenar kısmında geçirgenliği büyük ölçüde azaltılmış formasyonlar için kullanılır. Bununla birlikte enjeksiyon kuyuları sondaj yapıyorlar rezervuarın yağ-su bölgesinde iç ve dış konturlar arasında yağ içeriği(İncir. 2).
Pirinç. 2. Çevresel su baskını için kuyu yerleştirme şeması
Kenar taşkınlarının avantajları açıktır. Yatakların dış yağ taşıyan çevre hattına kadar olan kenar kısımları düşük kalınlıkla karakterize edilir. petrol Gelişim açısından pratik önemi olmayan kayalar. Büyük platform yataklarında, düşük kalınlıktaki alanlara (1 – 3 m) üretim kuyuları açılmamaktadır.
Periferik sel yöntemi, diğer daha yoğun yöntemlere göre kısa sürede maksimum seviyeye ulaşılmasını sağlayamaz. üretme, ancak oldukça yüksek istikrarlı bir seviyenin korunması için daha uzun bir süreye izin verir üretme.
DEVRELER ARASI TAŞMA
Kenar taşkınlarından elde edilen sonuçlar yağ oluşumlar kalkınmada daha fazla iyileşmeye neden oldu yağ alanlar ve formasyonların enjeksiyon kuyusu sıraları ile ayrı alanlara veya bloklara kesilmesiyle, özellikle geniş alanlarda devre içi su basmanın kullanılmasının mümkün olmasına yol açtı.
Devre içi su baskını sırasında, rezervuar enerjisi dengesinin korunması veya eski haline getirilmesi, rezervuarın yağa doymuş kısmına doğrudan su enjekte edilerek gerçekleştirilir (Şekil 3).
Rusya'da aşağıdaki devre içi su baskını türleri kullanılmaktadır:
depozitoyu kesmek yağ bireysel bölgelere enjeksiyon kuyusu sıraları;
· bariyer su baskını;
· bağımsız gelişimin ayrı bloklarına bölünmek;
· çatının su basması;
· odak taşması;
· bölgesel su baskını.
Pirinç. 3. Devre içi su baskını için kuyu yerleştirme şeması
Rezervuarın ayrı alanlara kesildiği su tahliye sistemi, geniş su-petrol bölgelerine sahip geniş platform tipi sahalarda kullanılmaktadır. Bu zonlar yatağın ana kısmından kesilerek bağımsız bir sisteme göre geliştirilmektedir. Orta ve küçük boyutlu birikintiler için, enjeksiyon kuyuları sıraları (blok taşması) ile enine bloklar halinde kesilirler. Alanların ve blokların genişliği, 3-4 km aralığındaki katmanların viskoziteleri ve süreksizlikleri (litolojik değişim) dikkate alınarak tek sayıda üretim kuyusu sırası (5-7'den fazla değil) dikkate alınarak seçilir; içeriye yerleştirildi.
Ayrı alanlara ve bloklara ayırma, Romashkinsky (23 katman D1 ufuk, Tataria), Arlansky (Bashkiria), Mukhanovsky (Kuibyshev bölgesi), Osinsky (Perm bölgesi), Pokrovsky (Orenburg bölgesi), Uzensky (Kazakistan), Pravdinsky'de uygulama alanı buldu , Mamontovsky, Batı Surgut, Samotlor ( Batı Sibirya) ve diğer doğum yerleri.
Yerel su baskını şu anda ana su baskını sistemine ek bir önlem olarak kullanılmaktadır. Formasyonun heterojen yapısından, kum kütlelerinin oluşumunun mercek şeklindeki yapısından ve diğer nedenlerden dolayı petrol rezervlerinin üretilmediği yatak alanlarında gerçekleştirilir.
Gelişimin daha sonraki aşamalarında daha etkilidir. Tataria, Başkurtya, Perm, Orenburg bölgeleri vb. alanlarda uygulanmaktadır.
Katmanların belirgin heterojenliğine sahip birikintiler durumunda seçici su baskını kullanılır. Bu tip su taşkınlarının özelliği kuyunun başlangıcında Buryat bölünmeden tekdüze bir kare ızgara üzerinde operasyonel ve enjeksiyon kuyuları araştırılıp belli bir süre geliştirildikten sonra bunlar arasından en etkili enjeksiyon kuyuları seçilmektedir. Bu sayede daha az sayıda su baskını ile en yoğun su baskını sistemi uygulanmakta ve daha eksiksiz bir su baskını kapsamı elde edilmektedir.
Alan taşkını, rezervuarın tüm alanı boyunca dağınık su enjeksiyonu ile karakterize edilir. yağ içeriği. Merkezinde bir üretim kuyusu bulunan yatağın her bir elemanının kuyu noktalarının sayısına dayanan alansal su taşkın sistemleri dört, beş, yedi ve dokuz noktalı ve ayrıca doğrusal olabilir (Şekil 4).
|
|
Pirinç. 4 Alansal dört-(a), beş-(b), yedi-(B), dokuz noktalı (d) ve doğrusal (e,f) taşkın sistemleri (vurgulanan öğelerle birlikte)
Düşük geçirgenliğe sahip oluşumlar geliştirildiğinde alan taşması etkilidir. Etkinliği, homojenliğin, oluşum kalınlığının artmasıyla ve ayrıca viskozitenin azalmasıyla artar. yağ ve mevduatın derinliği.
Gaz ve gaz yoğuşma sahalarının tasarımı ve geliştirilmesine yönelik teorik temellerin geliştirilmesi 4 aşamaya ayrılabilir.
SırasındaBENsahne(devrim öncesi yıllar ve Sovyet iktidarının ilk yılları), gaz tüketicisinin yakınında tesadüfen keşfedilen gaz sahalarında kuyular açıldı. Sonraki kuyuların sondajı, tüketiciye gerekli miktarda gaz sağlamak için gerekli hacimde, ön araştırma yapılmadan öncekilere bitişik olarak gerçekleştirildi. (Stavropol bölgesindeki Melnikovskoye, Melitonolskoye alanları ve Dağıstan Işıkları alanı).
Aşama II, zanaatkar geliştirme yöntemlerinin yerini aldı. Bu aşamada tamamen kullandılar ampirik yöntemler ABD gaz sahası geliştirme yöntemlerinin yanı sıra, petrol sahası geliştirme uygulamalarının mekanik olarak genişletilmesiyle gaz sahalarının geliştirilmesi.
Aşama III, gaz sahalarından yararlanmaya yönelik bilimsel temelli yöntemlerin oluşturulması ve uygulanmasıyla karakterize edilir. Bu çalışma, adını taşıyan Moskova Petrol Enstitüsü'nde gerçekleştirildi. N.M. Gubkina.
Elde edilen sonuçlara ve daha ileri teorik araştırmalara dayanarak, Kuibyshevgaz vakfının gaz sahalarının geliştirilmesine yönelik ilk bilimsel temelli projeler gerçekleştirildi ve ardından diğer sahalarda (Shebelinskoye, Kuzey Stavropol, Gazlinsky, vb.)
Sonuç olarak bilimsel olarak Araştırma çalışmasıÜçüncü aşamada, gaz sahası geliştirme teorisinin geliştirilmesinde önemli ilerleme kaydedildi. Gerekli sayıda gaz kuyusu, rezervuar, dip deliği ve kuyu başı basınçlarında zaman içinde meydana gelen değişiklikleri hesaplamak için gaz dinamiği yöntemleri ve su basıncı koşulları altında saha geliştirme sırasında kontur veya taban suyunun hareketini hesaplamak için yaklaşık yöntemler oluşturulmuştur.
Daha önce baskın olan sabit seçim yüzdesi rejimi yerine:
burada: %, seçimin sabit bir yüzdesidir,
Q RG– bir gaz kuyusunun çalışma akış hızı,
Q SCR– akan bir gaz kuyusunun akış hızı.
Gaz kuyularının işletilmesi için tek rasyonel teknolojik mod olarak kabul edilen yeni teknolojik modlar haklı çıkarıldı ve tasarım uygulamasına dahil edildi. Bunlar, kuyunun tabanında sabit bir maksimum izin verilen basınç gradyanını koruma modlarını veya yetersiz rezervuar stabilitesi durumunda sabit çöküntüyü, taban suyunun varlığında gaz kuyularının maksimum susuz akış hızı modunu içerir.
Darcy yasasını ihlal eden kusurlu kuyulara gaz filtrasyonu üzerine yapılan araştırmalar, gaz kuyusu araştırmalarının sonuçlarının işlenmesi ve yorumlanması için yeni bir tekniğin oluşturulmasına ve yaygın olarak uygulanmasına yol açtı. Sabit olmayan gaz filtreleme koşulları altında kuyuların incelenmesine yönelik yöntemler ortaya çıkmıştır.
Bir dizi gaz sahası geliştirme projesinin uygulanması sonucunda jeoloji, jeofizik, yeraltı gaz-hidrodinamiği ve endüstriyel ekonomi yöntemlerinin entegre uygulanmasında önemli deneyim birikmiştir.
Jeolojik ve jeofizik çalışmalara dayanarak gaz yatağının jeolojik yapısı oluşturulmuş, rezervuar su basıncı sistemi ve gaz yatağının olası rejimi hakkında bir fikir oluşturulmuştur. Kuyu testi verilerine dayanarak oluşum parametreleri belirlenir.
Gaz-hidrodinamik hesaplamalar sonucunda gaz üretim planının karşılanması için gerekli kuyu sayısının zaman içindeki değişimi belirlenir. Çeşitli geliştirme seçeneklerinin teknik ve ekonomik göstergelerinin analizine dayanarak en iyisi seçilir.
60'lı yılların başında doğal gaz sahalarının tasarımı ve geliştirilmesi teorisi, gelişiminin dördüncü aşamasına girdi. Bu aşamanın bir özelliği, nükleer jeofizik, yeraltı gaz-hidrodinamiği, gaz üretimi mühendisliği ve teknolojisi dahil olmak üzere jeoloji, jeofizik yöntemlerinin gaz ve gaz yoğunlaşma alanları için tasarım, analiz ve geliştirme beklentilerinin belirlenmesi pratiğinde entegre uygulamadır; modern yüksek hızlı elektronik bilgi işlem ve analog makinelerin yeteneklerini kullanma arzusu var. Bu durumda asıl görev, bilgisayar kullanarak bir gaz (gaz yoğuşması) alanı geliştirmek ve optimum teknik ve ekonomik göstergelere sahip bir alan oluşturmak için bir seçenek bulmaktır.
Malzeme dengesi tüm teknolojik hesaplamaların temelidir. Malzeme dengesi verilerine göre gerekli cihazların büyüklüğü ve sayısı, hammadde ve yardımcı ürün tüketimi belirlenir, hammadde tüketim katsayıları hesaplanır ve üretim atıklarının tespiti yapılır.
Malzeme dengesi, kimyasal teknolojik süreçle ilgili olarak kütlenin korunumu yasasının gerçek bir ifadesidir: teknolojik bir işlem için alınan maddelerin kütlesi (giriş), bu işlemde elde edilen maddelerin kütlesine (çıktı) eşittir; denge denklemi olarak yazılır Σm giriş = Σm çıkış.
Maddi dengedeki gelir ve gider kalemleri kütlelerdir faydalı bileşen hammaddeler (m 1), hammaddelerdeki yabancı maddeler (m 2), hedef ürün (m 3), yan ürünler (m 4), üretim atıkları (m 5) ve üretime alınan kayıplar (m 6) veya bu operasyon:
m1 + m2 = m3 + m4 + m5 + m6
Malzeme dengesi, birim zaman (saat), çıktı birimi başına, bir üretim akışı başına veya bir bütün olarak üretim kapasitesi başına derlenir.
Sürekli prosesler için malzeme dengesi tablosu aşağıdaki proses akış şemasında veya ayrı sayfalarda yer almaktadır. aşağıdaki form:
Tablo 3.1 - Sürekli bir prosesin malzeme dengesi
onlar. her akış için bileşimi, kg/saat ve nm3/saat cinsinden akış hızı belirtilmektedir. Akış numaraları teknolojik diyagramda belirtilmiştir.
Periyodik işlemler için malzeme dengesi tablo 3.2 şeklinde derlenir.
Tablo 3.2 – Periyodik prosesin malzeme dengesi
Üretimin genel malzeme dengesine göre değerlendirme için gerekli hammadde ve yardımcı malzemelerin tüketim katsayıları belirlenir. ekonomik verimüretme. Hammadde ve yardımcı malzemelerin tüketim katsayıları tablo 3.3 şeklinde yapılmalıdır.
Tablo 3.3 – Hammadde ve yardımcı malzemelerin tüketim katsayıları
Malzeme bakiyeleri derlenirken başlangıç verileri olarak aşağıdaki değerler belirtilebilir.
1. Hesaplama için kg/saat'e dönüştürülmesi gereken, bitmiş ürünün t/yıl cinsinden yıllık verimliliği (tesisin yıllık gerçek çalışma saati sayısı dikkate alınarak).
2. Hammadde ve bitmiş ürünün bileşimi. Hammadde çok karmaşık bir bileşime sahipse, malzeme dengesini hesaplamak için koşullu ancak oldukça kesin bir bileşim alabilirsiniz. Hammaddenin kabul edilen bileşimine göre reaksiyon ürünlerinin bileşimi hesaplanır.
3. Temel teknolojik parametreler (sıcaklık, basınç, reaktifler arasındaki molar veya kütle oranı), dönüşüm ve seçiciliğe ilişkin veriler. Dönüşüm ve seçicilik literatüre, üretime veya laboratuvar verilerine dayanılarak varsayılabilir.
4. Sürecin her aşamasındaki kayıplar. Reaksiyon ürünlerinin bir kısmının egzoz gazları veya kısmi çözünme nedeniyle egzoz akıntıları ile taşınması, kütle transfer süreçlerinde eksik ekstraksiyon (absorbsiyon, ekstraksiyon, rektifikasyon vb.) nedeniyle teknolojik kayıplar ortaya çıkar. Bu kayıplar üretim uygulamasında belirtilir veya değerleri belirlenir. Proje yeni proses ve aparatlar içeriyorsa belirtilen değerleri bulmak için bu proseslerin ön hesaplamasını yapmak gerekir.
Malzeme dengesinin derlenmesi için eksik olan tüm veriler, kimyasal ve teknolojik süreçlerin yasalarına dayanarak yapılan hesaplamalarla bulunur.
Malzeme dengelerini derlemek için hesaplamalar yaparken, belirli bir aparatta çeşitli aşamalarda meydana gelen süreçlerin özünü açıkça anlamak gerekir. Aşağıdaki sıraya uymanız tavsiye edilir:
1. Bir süreç akış şeması çizin (olmadan yardımcı ekipman– pompalar, kompresörler vb.) malzeme akışlarının bileşimlerinde ve değerlerinde değişikliklerin meydana geldiği tüm cihazların uygulanmasıyla.
2. Denklemleri yazın kimyasal reaksiyonlar bulunduğu aparatların her birinde akan kimyasal dönüşüm. Bunlara dayanarak, aparattan çıkan akışların miktarı ve bileşimi biliniyorsa, gerekli başlangıç ürünleri miktarı hesaplanabilir. Tersine, başlangıç ürünlerinin bileşimi ve miktarı biliniyorsa, prosesin dönüşümü ve seçiciliği bilindiğinde, reaksiyon ünitesinden çıkan akışın bileşimini ve miktarını hesaplamak mümkündür.
3. Akışların niceliksel ve niteliksel bileşimine ilişkin bilinen tüm sayısal verileri diyagram üzerine çizin.
4. Hesaplamayla hangi eksik niceliklerin belirlenmesi gerektiğini belirleyin ve bilinmeyen nicelikleri bulmak için hangi matematiksel ilişkilerin kurulması gerektiğini bulun.
5. Bilinen ve bilinmeyen miktarlar arasındaki gerekli tüm ilişkilerin yanı sıra gerekli referans verilerinin olması, doğrudan malzeme bakiyelerinin hesaplanmasına ilerleyin.
Aşağıda en yaygın durumlar için malzeme dengesini hesaplama prosedürü verilmiştir.
Örnek 1. Bilinen:
─ bitmiş ürünün verimliliği, t/yıl;
─ hammadde kalitesi ve bitmiş ürünün bileşimi, ağırlıkça %;
─ sürecin tüm aşamalarında bitmiş ürünün ekstraksiyon derecesi veya verimi;
─ üretim birimlerinden çıkan tüm akışların bileşimleri.
Bu durumda malzeme dengesi aşağıdaki sırayla derlenir:
1. Bitmiş üründeki hedef bileşenin içeriği ve diğer safsızlıklar belirlenir (kg/saat).
2. Her aşamada hedef ürünün kaybını (Pi) bilerek, başlangıç reaksiyon kütlesinde hedef bileşenin ne kadarının bulunması gerektiğini belirleyin:
R.m. = C pr (100 + Σ % P ben),
nerede C r.m. ─ başlangıç reaksiyon kütlesindeki hedef bileşenin içeriği;
% P i ─ her aşamada hedef bileşenin kaybının oranı;
P─ süreç aşamalarının sayısı.
Örnek 2. Bilinen:
─ bitmiş ürünün t/yıl cinsinden verimliliği;
─ süreç göstergeleri ─ seçicilik, dönüşüm, ilk bileşenlerin oranı;
─ hammaddenin bileşimi.
Bu durumda malzeme dengesini hesaplamak uygundur.
1000 kg işlenmiş hammadde. Hesaplama aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir:
1. Hammaddenin bileşimi, dönüşüm, seçicilik, başlangıç reaktiflerinin oranı ve reaksiyon denklemlerine ilişkin verilere dayanarak reaksiyon kütlesinin bileşimi ve akış hızı belirlenir.
2. Çıkış akışlarındaki hedef ürünün içeriği dikkate alınarak aparata giren ve çıkan akışların büyüklüğünü belirlemek için hesaplamalar yapılır.
3. 1000 kg işlenmiş hammadde başına bitmiş ürünün verimini belirleyin. Daha sonra, bitmiş ürün için belirli bir üretkenliğin dönüşüm faktörü aşağıdaki formül kullanılarak belirlenir:
Nerede qz─ bitmiş ürün için belirtilen verimlilik;
Q─ 1000 kg hammaddenin işlenmesiyle elde edilen nihai ürün miktarı.
4. Dönüşüm faktörü dikkate alınarak genel ve aşamalı bir üretim maddi dengesi derlenir.
Örnek 3. Bilinen:
─ bitmiş ürünün verimliliği, içindeki hedef bileşenin içeriği;
─ sürecin ana göstergeleri ─ dönüşüm, seçicilik, süreç koşulları, başlangıç bileşenlerinin oranları.
Bu durumda, reaksiyon ürünlerinin ayrılma aşamalarında ana bileşenlerin ekstraksiyon derecesi veya ara akışların bileşimi hakkında hiçbir veri yoktur.
Üretimin maddi dengesini oluşturmak için, ikinci örnekte özetlenen sırayla 1000 kg hammadde veya ilk bileşenlerden biri başına hesaplamalar yapmak uygundur.
Ancak bu durumda ara akışlardaki bileşenin konsantrasyon değerlerini bulmak için aparatın (kondenser, ayırıcı, damıtma kolonu vb.) ön hesaplamasının yapılması gerekir. Bunu yapmak için, aparatın çalışma koşullarını ayarlayın (üretim veya literatür verilerine göre) ve aparata giren akışın bileşimini ve miktarını bilerek, aparattan çıkan akışın bileşimini ve miktarını hesaplayın veya bunun tersini yapın. Bu durumda, aparat için, yararlı bileşenin maksimum derecede ekstraksiyonunu sağlayacak, ekonomik açıdan karlı olacak ve aynı zamanda bitmiş ürünün kalitesine ilişkin gereklilikleri karşılayacak ve aynı zamanda atmosfere veya atık suya emisyon standartları için.
Dolayısıyla, bir üretimin (tesisatın) genel malzeme dengesi yalnızca üretime giren ve çıkan akışları içerir ve cihazların malzeme dengeleri, belirli bir cihazın giren ve çıkan akışlarının özelliklerini içerir.
Tez projesinin hesaplama ve açıklama notunda madde dengesi hesaplama sonuçları hazırlanırken proseste meydana gelen kimyasal reaksiyonların tüm denklemleri verilmeli ve bunlar üzerinde yapılan hesaplamalar sunulmalıdır.
Organik madde teknolojisinde sıklıkla devridaim akış şemaları kullanılır. Bu durumda tesisatın malzeme dengesinin derlenmesi daha karmaşık hale gelir. Ana görev Geri dönüşümle hesaplama, belirli miktarda işlenmiş ham maddeye dayanarak hedef ürünün verimini ve her aparatın toplam yükünü belirlemektir.
Böyle bir kurulumun en basit diyagramı şöyle görünür:
I ─ karıştırma bloğu; II ─ reaktör bloğu; III ─ reaksiyon ürünü ayırma ünitesi.
q 1─ taze hammadde akışı;
soru 4─ bitmiş ürünün akışı;
soru 5─ gazları temizleyin;
soru 6─ devridaim akışı.
Şekil 3.1 ─ Akışın bir kısmının devridaimi ve sıyırılmasıyla birlikte proses diyagramı
Bitmiş ürünün belirtilen üretkenliğine bağlı olarak, akışta ne kadarının bulunması gerektiğini her zaman belirleyebilirsiniz. soru 4, reaktörden ayrılıyor. Tasarım sırasında belirlenen dönüşüm ve seçicilik verilerinden ve kimyasal reaksiyon denklemleri kullanılarak akış hızı belirlenebilir. 3. soru ve bileşen bileşimi (ana ve yan ürünlerin içeriği).
Akışın miktarını ve bileşimini bilmek 3. soru akışın miktarını ve bileşimini belirlemek mümkündür q 2 Kimyasal reaksiyon denklemlerini kullanma. Akış q'yu hesaplarken 2 konsantrasyonu genellikle teknolojik hususlara göre belirlenen veya düzenlenen inertlerin içeriğini hesaba katmak gerekir. Sonraki akışlarda inert miktarı dikkate alınmalıdır.
Akış miktarı soru 4 ve bileşimi, bitmiş ürün için tesisin verimliliği ve kural olarak belirtilen gereksinimler ile belirlenir.
Tüm kurulumun malzeme dengesini derlemek ve bireysel cihazlardaki yükü belirlemek için akışların büyüklüğünü belirlemek gerekir. q 1,soru 4,soru 6 ve akış bileşimi soru 4,soru 6(birleştirmek q 1 genellikle tasarım sırasında belirtilir veya sürecin dönüşümü ve seçiciliği dikkate alınarak daha sonra belirlenir).
Malzeme dengelerini derleme ve hesaplama yöntemleri literatürde verilmektedir.