Click here to load reader

Rezumat IZ

  • View
    220

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Rezumat IZ

  • 8/13/2019 Rezumat IZ

    1/21

    1

    1. P roprietile rocilor colectoare

    1.1. Porozitatea

    Porozitatea este proprietatea rocii de a prezenta spaii libere numite pori sau fisuri . Deci, porozitatea msoar capacitatea rocii de a nmagazina fluide. n probleme de proiectareaexploatrii se opereaz cu dou tipuri de porozitate, astfel:

    - O porozitate efectiv, definit ca raport ntre volumul de pori(Vp) i volumul brut alsistemului roc--pori(Vb):

    b

    p

    VV

    m (1.1)

    - O porozitate dinamic, utilizat n problemele de dislocuire a ieiului de ctre alt fluid,care se poate calcula cu relaia:

    mm (1.2)unde: este un coeficient al utilizrii spaiului de pori, care ia n consideraie faptul c, ncondiii reale de zcmnt, agentul de dislocuire nu spal" complet ieiul din spaiul poros

    Porozitatea este o funcie de loc itimp. Astfel Ia adncimi mari, rocile colectoare auporoziti mai reduse dect ale rocilor situate Ia adncimi mai mici. Rocile mai "btrne"(geologic) au poroziti mai mici dect ale rocilor mai "tinere".

    Porozitatea este o funcie de natura rocilor . Astfel, pentru rocile sedimentare putem definio porozitate granular (porii dintre particulele de nisip). Aceast porozitate mai este denumit i porozitate primar, deoarece s-a format concomitent cu roca. n cazul rocilor de precipitarefizico-chimic (rocile carbonatice), se definete o porozitate fisural (de fisuri) care mai estedenumit i porozitate secundar, deoarece a luat natere dup geneza rocii, n urma unormicri orogenice. Fisurile pot aprea i n rocile sedimentare, caz n care vom avea ambeletipuri de porozitate n acelai colector.

    Porozitatea recilor sedimentare variaz ntre limite extrem de largi: de la cteva procentepn la 45-50%. Pentru rocile colectoare de iei, porozitatea predominant este ntre 20 i30%, iar pentru rocile colectoare de gaze, ntre 5 i 15%. Porozitatea fisural nu depete, ngeneral, 2%.

    Dup dimensiunea lor, fisurile pot fi microfisuri sau macrofisuri. Porozitatea efectiv are o variaie exponenial cu presiunea, mai exact cu variaia

    presiunii. Astf el, porozitatea efectiv la un moment t al exploatrii poate fi calculat cu ecuaia: po ppmm 0exp (1.3)

    unde: om este porozitatea efectiv a colectorului, Ia presiunea iniial: p - presiunea de referin; p0 - presiunea iniial de zcmnt.

    p - coeficientul de compresibilitate a porilor.Dezvoltndu-se n serie Taylor funcia exponenial din ecuaia 2.11 i reinndu-se doar

    primii doi termeni ai dezvoltrii, se obine ecuaie aproximativ, dup cum urmeaz: po ppmm 01 (1.4)

    Influena temperaturii asupra porozitii este mal greu de modelat. Avnd n vedere cprocesele de exploatare su nt, n marea lor majoritate izoterme, aceast influen poate fineglijat. De altfel, n proiectarea exploatrii, nici influena presiunii asupra porozitii nu esteluat n consideraie.

    Cunoaterea porozitii efective este necesar n calculele de evaluare a resurselor dehidrocarburi, la stabilirea capacitii energetice a zcmntului. la alegerea metodei deintensificare sau mbuntire a recuperrii etc.

    Porozitatea se poate determina prin metode fizice (msurtori pe carote n laborator) i

  • 8/13/2019 Rezumat IZ

    2/21

    2

    prin metode geofizice (din curbele de rezistivitate). Valoarea medie a porozitii pe zcmnt se poate determina pe cale statistic, dac se

    dispune de un volum mare de msurtori. Dac stratul productiv poate fi separat pe grosimealui n mai multe pachete atunci porozitatea medie trebuie calculat ca medie ponderat cugrosimea pachetelor n felul urmtor:

    n

    ii

    n

    iii

    medh

    hmm

    1

    1 (1.5)

    unde im este porozitatea medie pe pachetul cu grosimea medie ih . n cazul unor colectoare cu grad mare de neuniformitate este necesar construirea hrilor

    cu izoporoziti. n aceast situaie porozitatea medie pe zcmnt se va calcula cu relaia:

    n

    ii

    n

    iii

    med A

    Amm

    1

    1 (1.6)

    unde im reprezint porozitatea calculat ca medie aritmetic ntre dou izolinii vecine n timp cei A este aria suprafeei cuprins ntre cele doua izolinii msurat pe hart.

    1.2. Saturaia n fluide

    n porii rocii colectoare pot fi prezente urmtoarele fluide: ap, iei i gaze. Prin urmare, se

    poate vorbi de o saturaie n ap, o saturaie n iei i o saturaie n gaze. Numeric, saturaia seexprim ca raport ntre volumul de fluid din pori i volumul respectiv de pori i poate lua valorintre 0 i 1, respectiv ntre 0% i 100%. ntr-un anumit volum de pori pot coexista toate cele treifluide menionate, dar suma saturaiilor va fi ntotdeauna 1, respectiv 100%. Astfel, dacanalizm cazul general al unui zcmnt de iei avnd o cupol de gaze i un acvifer adiacent,distribuia saturaiilor este urmtoarea: o saturaie n ap ireductibil i una n gaze n cupola degaze; o saturaie n ap ireductibil, iei i gaze n zona productiv i o saturaie n ap nacviferul adiacent. n acvifer, porii rocii sunt saturai n ntregime cu ap (Sa = 1). Saturaia nap ireductibil, pentru un anumit zcmnt, rmne invariabil n procesul de exploatare. Deasemenea, saturaia n gazele din cupol rmne invariabil. Modificri ale saturaiilor apardoar n zona productiv, cnd presiunea de zcmnt este mai mic dect presiunea desaturaie. Deci, n zona productiv saturaia n fluide este o funcie de timp. Astfel, n momentul iniiaal exploatrii, vom avea urmtoarea distribuie a saturaiilor:

    10 ait SS (1.7)

    n timpul exploatrii. datorit fenomenului de ieire a gazelor din soluie, aceast distribuiea saturaiilor se va modifica n felul urmtor:

    1aigt SSS (1.8)

    n cazul ptrunderii apei din acvifer n zona productiv sau n cazul unor procese de

    dislocuire a ieiului de ctre ap, saturaia n ap depete valoarea saturaiei n apireductibil. n problemele de dislocuire se mai opereaz i cu noiunea de saturaie n ieiremanent (Str ), care reprezint valoarea minim Ia care poate fi redus saturaia n iei prinprocesul de exploatare.

  • 8/13/2019 Rezumat IZ

    3/21

    3

    Cunoaterea saturaiilor n fluide este important Ia evaluarea resurselor i a rezervelor dehidrocarburi i la prevederea comportrii zcmintelor n exploatare. Determinarea saturaiilorse poate realiza cu ajutorul metodelor fizice (determinri n laborator, pe carot e mecanice), prinmetode geofizice (din curbele de rezistivitate) sau prin calcule (pe baza ecuaiilor de bilan,folosindu-se datele de producie).

    Avnd n vedere c suma saturaiilor este 1, nu este necesar determinarea saturaiilorpentru fiecare fluid n parte. De regul, se determin saturaia n ap ireductibil i pe baza

    acesteia, se determin indirect i celelalte saturaii. Saturaia n ap ireductibil ia valori cuprinse ntr -un domeniu foarte larg, n funcie decompoziia chimico-mineralogic a rocilor colectoare, de structura porilor, de capacitatea deudare a rocilor etc. Cel mai adesea, saturaia n ap ireductibil variaz ntre 15% i 30%. ncazul fisurilor, forele molecular superficiale (cele care rein apa ireductibil) sunt mici, astfel csaturaia n ap ireductibil are valori foarte reduse (n cazul microfisurilor) sau poate fi chiarzero (n cazul macrofisurilor). n calculele de rezerve, pentru colectoarele fisurate se ia Sa =0,9%.

    Valoarea medie a saturaiei n ap ireductibil se poate calcula cu nite relaii similare cucele folosite n cazul porozitii, astfel:

    n

    i j

    n

    i j jai

    medai

    h

    hSS

    1

    1 (1.9)

    unde jaiS este saturaia n ap ireductibil medie pe pachetul cu grosimea medie jh sau:

    n

    i j

    n

    i j jai

    medai

    A

    ASS

    1

    1 (1.10)

    Relaia (1.10) se utilizeaz n cazul colectoarelor cu grad ridicat de neuniformitate dupsa turaie, caz n care trebuie s se construiasc harta cu izosaturaii. Deci jaiS este saturaiamedie dintre dou izolinii vecine, iar j A este aria suprafeei dintre cele dou izolinii.

    1.3. Permeabilitatea

    Permeabilitatea poate fi definit n general, ca proprietatea unui mediu de a permitecurgerea fluidelor prin el. n proiectarea exploatrii se opereaz cu toate cele trei categorii depermeabilitate cunoscute: absolut, efectiv (sau de faz) i relativ.

    Permeabilitatea absolut a unui colector reprezint permeabilitatea msurat fa de ofaz cnd porii rocii sunt saturai numai cu fluidul respectiv.

    Permeabilitatea efectiv este permeabilitatea msurat fa de o anumit faz cnd n porii rocii sunt prezente dousau mai multe faze (fluide). Din acest motiv i se mai spune i permeabilitate de faz. Aceasta este ntotdeauna mai mic dect permeabilitatea absolut. Desubliniat c prezena n porii rocii a altui fluid, chiar Ia saturaia la care acesta nu se deplaseaz,determin reducerea permeabilitii colectorului fa de fluidul de referin. Se poate vorbiastfel, de o permeabilitate efectiv fa de ap, o permeabilitate efectiv fa de iei i o

    permeabilitate efectiv fa de gaze. Permeabilitatea absolut, respectiv cea efectiv, se exprim, n S.I., nm, iar n unitimixte (practice) se exprim n Darcy (1D = 10-12 m2).

    Permeabilitatea relativ se exprim ca raport ntre permeabilitatea efectiv i cea

  • 8/13/2019 Rezumat IZ

    4/21

    4

    absolut, pentru acelai zcmnt . Se poate vorbi, de asemenea, de o permea bilitate relativfa de ap, o permeabilitate relativ fa de iei i o permeabilitate relativ fa de gaze.Permeabilitatea relativ este o mrime adimensional i ia valori ntre 0 i 1. Cnd mai multefluide curg simultan prin acelai colector, sumapermeabilitilor relative fa de acestea estetotdeauna mai mic dect 1. Utilizareapermeabilitilor relative este de preferat, pentrusimplificarea calculelor.Permeabilitatea efectiv i cea relativ variazn funcie de saturaia n fluide. Pentru calculele deprevedere este necesar cunoaterea acesteidependene. Folosindu-se carote i fluide dinzcmntul real, se pot obinecurbele permeabilitaterelativ-saturaie (fig. 1.1), prin determinriexperimental