Säiliön paine: määritelmä, ominaisuudet ja kaava

Sisällysluettelo:

Säiliön paine: määritelmä, ominaisuudet ja kaava
Säiliön paine: määritelmä, ominaisuudet ja kaava
Anonim

Tässä artikkelissa tutustumme säiliön paineen (RP) käsitteeseen. Tässä käsitellään kysymyksiä sen määrittelystä ja merkityksestä. Analysoimme myös ihmisten hyväksikäytön menetelmää. Emme ohita poikkeavan säiliöpaineen käsitettä, laitteiden mittausominaisuuksien tarkkuutta ja joitain yksittäisiä käsitteitä, jotka liittyvät hallitsevaan tässä tekstissä.

Esittely

kaivon säiliöpaine
kaivon säiliöpaine

Säiliön paine on paineen mitta, joka syntyy säiliönesteiden vaikutuksesta ja joka siirtyy tietyntyyppisiin mineraaleihin, kiviin jne.

Nesteet ovat mitä tahansa aineita, joiden käyttäytymistä muodonmuutoksen aikana voidaan kuvata käyttämällä nesteiden mekaniikan lakeja. Itse termi otettiin käyttöön tieteellisessä kielessä 1700-luvun puolivälissä. He merkitsivät hypoteettisia nesteitä, joiden avulla he yrittivät selittää kiven muodostumisprosessia fysikaalisesta näkökulmasta.

Altaan tunniste

Ennen kuin aloitammesäiliön paineen analysoinnissa tulee kiinnittää huomiota joihinkin siihen liittyviin tärkeisiin käsitteisiin, nimittäin: säiliö ja sen energia.

Geologit sanovat säiliötä muodoltaan litteäksi kappaleeksi. Samaan aikaan sen teho on paljon heikompi kuin sen leviämisalueen koko, jolla se toimii. Lisäksi tällä tehonilmaisimella on useita homogeenisiä ominaisuuksia ja se on rajoitettu joukkoon rinnakkaisia pintoja, sekä pieniä että suuria: katto - yläosa ja pohja - pohja. Lujuusilmaisimen määritelmä voidaan määrittää etsimällä lyhin etäisyys pohjan ja katon välillä.

epänormaali säiliöpaine
epänormaali säiliöpaine

Altaan rakenne

Kerroksia voidaan muodostaa useista eri kiviin kuuluvista kerroksista ja yhdistää toisiinsa. Esimerkki on hiilisauma, jossa on olemassa olevia mutakivikerroksia. Usein terminologista yksikköä "kerros" käytetään osoittamaan mineraalien kerrostuneita kertymiä, kuten hiili-, malmiesiintymiä, öljyä ja pohjavesikerrostumia. Kerrosten laskostuminen tapahtuu erilaisten sedimenttikivien sekä vulkanogeenisten ja metamorfisten kivien päällekkäisyydessä.

Altaan energiakonsepti

Säiliön paine liittyy läheisesti säiliöenergian käsitteeseen, joka on ominaisuus säiliöiden ja niissä olevien nesteiden, esimerkiksi öljyn, kaasun tai veden, ominaisuuksille. On tärkeää ymmärtää, että sen arvo perustuu siihen, että kaikki säiliön sisällä olevat aineet ovat jatkuvassa stressitilassakiven paine.

Energian lajien monimuotoisuus

hydrostaattinen säiliöpaine
hydrostaattinen säiliöpaine

Säiliöenergiaa on useita tyyppejä:

  • säiliönesteen (veden) paineenergia;
  • vapaiden ja kehittyneiden kaasujen energia alipaineisissa liuoksissa, kuten öljyssä;
  • puristetun kiven ja nesteen elastisuus;
  • aineen painovoimasta johtuva paineenergia.

Valittaessa nesteitä, erityisesti kaasua muodostumisväliaineesta, energiavarasto kuluu varmistamaan nesteiden liikkumisprosessi, jonka kautta ne voivat voittaa liikettä vastustavat voimat (nesteiden välisestä sisäisestä kitkasta vastuussa olevat voimat ja kaasut ja kivi sekä kapillaarivoimat).

Öljyn ja kaasujen liikesuunta säiliön tilassa määräytyy pääsääntöisesti uudentyyppisten säiliöenergian ilmenemisestä samanaikaisesti. Esimerkkinä on kiven ja nesteen elastisuusenergian ilmaantuminen ja sen vuorovaikutus öljyn painovoiman potentiaalin kanssa. Tietyn tyyppisen energiapotentiaalin vallitsevuus riippuu useista geologisista ominaisuuksista sekä olosuhteista, joissa tietyn resurssin esiintymää hyödynnetään. Tietyn nesteiden ja kaasujen siirtämiseen käytettävän energiamuodon vastaavuus tuotantokaivotyypin kanssa mahdollistaa kaasu- ja öljyesiintymien eri toimintatapojen erottamisen.

Parametrin tärkeys

Säiliön paine on erittäin tärkeä parametri, joka kuvaa energiapotentiaaliamuodostelmat, jotka kuljettavat vettä tai öljy- ja kaasuvaroja. Sen muodostumisprosessissa on mukana useita painetyyppejä. Ne kaikki luetellaan alla:

  • hydrostaattinen säiliöpaine;
  • ylimääräinen kaasu tai öljy (Arkimedes-joukot);
  • paine, joka syntyy säiliön tilavuuden mitta-arvon muutoksista;
  • nesteiden laajenemisesta tai supistumisesta johtuva paine sekä niiden massan muutokset.

Säiliön paineessa on kaksi eri muotoa:

  1. Alkumerkki – alkuilmaisin, joka säiliöllä oli ennen säiliön avaamista maan alle. Joissain tapauksissa se voi säilyä eli olla häiriintymättä ihmisen aiheuttamien tekijöiden ja prosessien vaikutuksesta.
  2. Nykyinen, jota kutsutaan myös dynaamiseksi.

Jos vertaamme säiliön painetta ehdolliseen hydrostaattiseen paineeseen (tuoreen nesteen kolonnin paine, pystysuorassa päivän pinnasta mittauspisteeseen), voidaan sanoa, että ensimmäinen on jaettu kahteen muotoon, nimittäin poikkeavaan muotoon. ja normaali. Jälkimmäinen on suoraan riippuvainen muodostumien syvyydestä ja jatkaa kasvuaan, noin 0,1 MPa jokaista kymmentä metriä kohden.

Normaali ja epänormaali paine

säiliön pohjareiän paine
säiliön pohjareiän paine

PD normaalitilassa on yhtä suuri kuin vesipatsaan hydrostaattinen paine, jonka tiheys on yksi gramma per cm3 muodostuman katolta maan pintaan pystysuoraan. Epänormaali säiliöpaine on missä tahansa muodossanormaalista poikkeavia paineen ilmenemismuotoja.

On olemassa 2 tyyppistä poikkeavaa PD:tä, joista keskustellaan nyt.

Jos PD ylittää hydrostaattisen, eli sellaisen, jossa vesipatsaan paineen tiheysindeksi on 103 kg/m3, sitä kutsutaan epänormaalin korkeaksi (AHPD)). Jos paine säiliössä on alhaisempi, sitä kutsutaan epätavallisen alhaiseksi (ALP).

Anomaalinen PD sijaitsee eristetyssä tyyppisessä järjestelmässä. Tällä hetkellä kysymykseen APD:n synnystä ei ole yksiselitteistä vastausta, koska tässä asiantuntijoiden mielipiteet eroavat. Sen muodostumisen tärkeimpiä syitä ovat sellaiset tekijät kuin: savikivien tiivistymisprosessi, osmoosiilmiö, kiven ja siihen sisältyvien orgaanisten yhdisteiden muuntumisen katageneettinen luonne, tektogeneesityö sekä geotermisen ympäristön läsnäolo maan suolistossa. Kaikki nämä tekijät voivat tulla hallitseviksi keskenään, mikä riippuu geologisen rakenteen rakenteesta ja alueen historiallisesta kehityksestä.

Useimmat tutkijat uskovat kuitenkin, että tärkein syy jonkin säiliön muodostumiseen ja paineen esiintymiseen siinä on lämpötilatekijä. Tämä perustuu siihen tosiasiaan, että minkä tahansa nesteen lämpölaajenemiskerroin eristetyssä kivessä on monta kertaa suurempi kuin kiven mineraalikomponenttien sarjan lämpölaajenemiskerroin.

ADF:n asettaminen

korkea säiliöpaine
korkea säiliöpaine

APD on perustettu erilaisten kaivojen porauksen tuloksena sekä maalla että vesialueilla. Se liittyykaasu- ja/tai öljyesiintymien jatkuva etsintä, etsintä ja kehittäminen. Niitä löytyy yleensä melko laaj alta syvyysalueelta.

Jos se on äärimmäisen syvällä pohjassa, poikkeavaa korkeaa säiliöpainetta (alkaen neljä kilometriä tai enemmän) voi esiintyä useammin. Useimmiten tällainen paine ylittää hydrostaattisen paineen, noin 1,3 - 1,8 kertaa. Joskus on tapauksia 2 - 2,2; tällaisissa tapauksissa ne eivät useimmiten pysty saavuttamaan ylimääräistä geostaattista painetta, jonka päällä olevan kiven paino kohdistaa. On erittäin harvinaista löytää tapausta, jossa suurella syvyydellä on mahdollista kiinnittää AHRP yhtä suuri tai suurempi kuin geostaattisen paineen arvo. Tämän oletetaan johtuvan useiden tekijöiden vaikutuksesta, kuten: maanjäristys, mutatulivuori, suolakuvun rakenteen lisääntyminen.

AHRP:n positiivinen komponentti

muodostumiskaasun paine
muodostumiskaasun paine

AHRP:llä on edullinen vaikutus säiliökiven säiliöominaisuuksiin. Voit pidentää kaasu- ja öljykenttien hyödyntämisen aikaväliä käyttämättä toissijaisia kalliita menetelmiä tämän aikana. Se lisää myös ominaiskaasuvarastoa ja kaivon virtausnopeutta, yrittää säilyttää hiilivetyjen kertymisen ja on todiste erilaisten eristyneiden alueiden esiintymisestä öljy- ja kaasu altaassa. Kaikista PD:n muodoista puhuttaessa on tärkeää muistaa, mistä se muodostuu: kaasun, öljyn säiliöpaineesta ja hydrostaattisesta paineesta.

HAP-sivustot, jotka on kehitetty syvälle, erityisesti alueellisesti jakautuneet, sisältävät huomattavan määrän tällaisiaresurssi, kuten metaani. Hän pysyy siellä liuenneessa tilassa, joka sisältyy tulistettuun veteen, jonka lämpötila on 150-200 °C.

Jotkut tiedot

Ihminen voi ottaa metaanivarastoja ja käyttää veden hydraulista ja lämpöenergiaa. Tässä on kuitenkin myös haittapuoli, koska AHRP:stä tulee usein kaivon porauksen aikana sattuneiden onnettomuuksien lähde. Tällaisille vyöhykkeille käytetään porauksen aikana painotusmenetelmää, jonka tarkoituksena on estää puhallus. Levitetyt nesteet voivat kuitenkin imeytyä kahden paineen muodostelmien kautta: hydrostaattinen ja epätavallisen matala.

Ymmärtääksemme öljy- ja kaasuvarojen t alteenottoprosessia porauslautoja asentamalla, on tarpeen tietää pohjareiän säiliön paineen käsite. Se on öljy-, kaasu- tai vesikaivon pohjassa oleva painearvo, joka suorittaa työprosessin. Sen tulee olla pienempi kuin säiliön vaikutusarvo.

Yleistä tietoa

PD muuttuu jatkuvasti, kun säiliö leviää ja öljy- tai kaasuesiintymien syvyys kasvaa. Se kasvaa myös pohjavesikerroksen paksuuden lisääntymisen vuoksi. Tätä painetta verrataan vain mihin tahansa tasoon, nimittäin tasoon, öljy-vesi-kontaktin alkuasentoon. Laitteiden, kuten painemittarien, ilmaisimet näyttävät tuloksia vain rajoitetuilla vyöhykkeillä.

muodostuspaineen ylläpitojärjestelmä
muodostuspaineen ylläpitojärjestelmä

Jos puhumme nimenomaan kaivon muodostumispaineesta, niin nämä sanat tarkoittavat maapallon tyhjiöissä olevien mineraalien kertymisen määrää. Syynä tähän ilmiöön oli säiliön pääosan vahingossa nouseminen pintaan. Säiliön juominen tapahtuu muodostuneiden reikien ansiosta.

SPPD

Säiliön paineen ylläpitojärjestelmä on tekninen laitteistokokonaisuus, jota tarvitaan sellaisen aineen valmisteluun, kuljetukseen ja ruiskuttamiseen liittyvissä töissä, jotka suorittavat voiman, joka tarvitaan öljyn tunkeutumiseen säiliöön. Siirrytään nyt suoraan yksityiskohtiin.

Säiliön paineen ylläpito suoritetaan järjestelmällä, joka sisältää:

  • esineitä erityyppisiin injektioihin, kuten vesi säiliöön;
  • imuveden valmistus olosuhteisiin;
  • vesilaadun valvonta RPM-järjestelmissä;
  • kaikkien turvallisuusvaatimusten toteutumisen valvonta sekä kenttävesijohtokäyttöjärjestelmän laitteen luotettavuus- ja tiiviystason tarkistaminen;
  • suljetun vedenkäsittelysyklin käyttö;
  • luodaan mahdollisuuden muuttaa kaivon ontelon veden ruiskutustavasta vastaavia parametreja.

SPPD sisältää kolme pääjärjestelmää: kaivon ruiskutus, putkisto ja jakelujärjestelmät sekä aineen ruiskutus. Mukana on myös laitteet ruiskeen käytettävän aineen valmistelemiseksi.

Säiliön painekaava: Рpl=h▪r▪g, missä

h on nestepatsaan korkeuden taso, joka tasapainottaa PD:n, r on kaivon sisällä olevan nesteen tiheyden arvo, g onkiihtyvyys vapaassa pudotuksessa m/s2.

Suositeltava: