Áp suất hồ chứa: định nghĩa, tính năng và công thức

Mục lục:

Áp suất hồ chứa: định nghĩa, tính năng và công thức
Áp suất hồ chứa: định nghĩa, tính năng và công thức
Anonim

Trong bài này chúng ta sẽ làm quen với khái niệm áp suất bình chứa (RP). Ở đây các câu hỏi về định nghĩa và ý nghĩa của nó sẽ được giải đáp. Chúng tôi cũng sẽ phân tích phương pháp bóc lột con người. Chúng tôi sẽ không bỏ qua khái niệm về áp suất bình chứa bất thường, độ chính xác của khả năng đo của thiết bị và một số khái niệm riêng lẻ liên quan đến ưu thế trong văn bản này.

Giới thiệu

áp suất bể chứa của giếng
áp suất bể chứa của giếng

Áp suất bể chứa là thước đo lượng áp suất được tạo ra do tác động của chất lỏng trong bể chứa và dịch chuyển trên một số loại khoáng chất, đá nhất định, v.v.

Chất lỏng là bất kỳ chất nào mà ứng xử của chúng trong quá trình biến dạng có thể được mô tả bằng cách sử dụng các định luật cơ học đối với chất lỏng. Bản thân thuật ngữ này đã được đưa vào ngôn ngữ khoa học vào khoảng giữa thế kỷ XVII. Họ biểu thị chất lỏng giả thuyết, với sự giúp đỡ của họ, họ cố gắng giải thích quá trình hình thành đá từ quan điểm vật lý.

Nhận dạng hồ chứa

Trước khi chúng ta bắt đầuđể phân tích áp suất bể chứa, người ta nên chú ý đến một số khái niệm quan trọng đi kèm với nó, đó là: bể chứa và năng lượng của nó.

Hồ chứa trong các nhà địa chất gọi là vật thể có hình dạng dẹt. Đồng thời, sức mạnh của nó yếu hơn nhiều so với kích thước của vùng lan truyền mà nó hoạt động. Ngoài ra, chỉ báo nguồn này có một số tính năng đồng nhất và được giới hạn trong một tập hợp các bề mặt song song, cả nhỏ và lớn: mái - trên và đế - dưới. Định nghĩa của chỉ số độ bền có thể được xác định bằng cách tìm khoảng cách ngắn nhất giữa đế và mái.

áp suất hồ chứa bất thường
áp suất hồ chứa bất thường

Cấu trúc hồ chứa

Lớp có thể được hình thành từ nhiều lớp thuộc các loại đá khác nhau và liên kết với nhau. Một ví dụ là vỉa than với các lớp đá bùn hiện có. Thông thường, đơn vị thuật ngữ "lớp" được sử dụng để chỉ các tích tụ phân tầng của khoáng sản, chẳng hạn như: than, mỏ quặng, dầu và các tầng chứa nước. Sự gấp nếp của các lớp xảy ra thông qua sự chồng chéo của các loại đá trầm tích khác nhau, cũng như đá núi lửa và đá biến chất.

Khái niệm năng lượng hồ chứa

Áp suất của bể chứa có liên quan chặt chẽ đến khái niệm năng lượng của bể chứa, là đặc tính của khả năng của các bể chứa và chất lỏng chứa trong chúng, ví dụ: dầu, khí hoặc nước. Điều quan trọng là phải hiểu rằng giá trị của nó dựa trên thực tế là tất cả các chất bên trong bể chứa đều ở trạng thái ứng suất liên tục doáp lực đá.

Đa dạng về loài của năng lượng

áp suất bể chứa thủy tĩnh
áp suất bể chứa thủy tĩnh

Có một số loại năng lượng hồ chứa:

  • năng lượng áp suất của chất lỏng chứa (nước);
  • năng lượng của khí tự do và khí tiến hóa trong các dung dịch có áp suất giảm, chẳng hạn như dầu;
  • độ đàn hồi của đá nén và chất lỏng;
  • năng lượng áp suất do trọng lực của vật chất.

Trong quá trình lựa chọn chất lỏng, cụ thể là khí, từ môi trường hình thành, năng lượng dự trữ được tiêu thụ để đảm bảo quá trình chuyển động của chất lỏng, qua đó chúng có thể vượt qua các lực chống lại chuyển động của chúng (lực gây ra ma sát bên trong giữa các chất lỏng và khí và đá, cũng như lực mao dẫn).

Hướng chuyển động của dầu và khí trong không gian của vỉa, như một quy luật, được xác định bởi sự biểu hiện của các dạng năng lượng mới của vỉa cùng một lúc. Một ví dụ là sự xuất hiện của năng lượng đàn hồi của đá và chất lỏng và tương tác của nó với thế năng của trọng lực dầu. Ưu thế của một dạng tiềm năng năng lượng nhất định phụ thuộc vào một số đặc điểm địa chất, cũng như các điều kiện khai thác mỏ của một loại tài nguyên cụ thể. Sự tương ứng của một dạng năng lượng cụ thể, được sử dụng để di chuyển chất lỏng và khí, với loại hình sản xuất cho phép bạn phân biệt giữa các phương thức hoạt động khác nhau của cặn khí và dầu.

Tầm quan trọng của tham số

Áp suất bình chứa là thông số cực kỳ quan trọng đặc trưng cho thế năngcác thành tạo mang tài nguyên nước hoặc dầu khí. Một số loại áp suất có liên quan đến quá trình hình thành của nó. Tất cả chúng sẽ được liệt kê bên dưới:

  • áp suất bể chứa thủy tĩnh;
  • khí hoặc dầu thừa (lực lượng Archimedes);
  • áp suất xảy ra do sự thay đổi giá trị thứ nguyên của thể tích bồn chứa;
  • áp suất do sự giãn nở hoặc co lại của chất lỏng, cũng như sự thay đổi khối lượng của chúng.

Áp suất hồ chứa bao gồm hai dạng khác nhau:

  1. Ban đầu - chỉ số ban đầu mà hồ chứa có trước khi mở hồ chứa dưới lòng đất. Trong một số trường hợp, nó có thể được bảo toàn, tức là không bị xáo trộn do tác động của các yếu tố và quy trình nhân tạo.
  2. Hiện tại, còn được gọi là động.

Nếu chúng ta so sánh áp suất bể chứa với áp suất thủy tĩnh có điều kiện (áp suất của một cột chất lỏng mới, thẳng đứng từ bề mặt ban ngày đến điểm đo), thì chúng ta có thể nói rằng áp suất đầu tiên được chia thành hai dạng, cụ thể là và bình thường. Phần sau phụ thuộc trực tiếp vào độ sâu của các thành tạo và tiếp tục phát triển, khoảng 0,1 MPa cho mỗi mười mét.

Áp suất bình thường và bất thường

áp suất đáy hồ chứa
áp suất đáy hồ chứa

PD ở trạng thái bình thường bằng áp suất thủy tĩnh của cột nước, với khối lượng riêng bằng một gam trên cm3, từ mái hình thành đến bề mặt trái đất theo chiều dọc. Áp suất bình chứa bất thường là bất thườngbiểu hiện của áp lực khác với bình thường.

Có 2 loại PD bất thường, bây giờ sẽ được thảo luận.

Nếu PD vượt quá thủy tĩnh, tức là một trong đó áp suất của cột nước có chỉ số mật độ là 103 kg / m3, thì nó được gọi là cao bất thường (AHPD). Nếu áp suất trong bể chứa thấp hơn, thì nó được gọi là thấp bất thường (ALP).

Anomalous PD nằm trong một hệ thống loại biệt lập. Hiện tại, không có câu trả lời rõ ràng cho câu hỏi về nguồn gốc của APD, vì ở đây các ý kiến của các chuyên gia khác nhau. Trong số những lý do chính cho sự hình thành của nó là các yếu tố như: quá trình nén chặt của đá sét, hiện tượng thẩm thấu, bản chất từ tính của quá trình biến đổi của đá và các hợp chất hữu cơ có trong nó, quá trình hình thành tectogenesis, cũng như sự hiện diện của môi trường địa nhiệt trong ruột trái đất. Tất cả những yếu tố này có thể trở nên chi phối lẫn nhau, điều này phụ thuộc vào cấu trúc của cấu trúc địa chất và sự phát triển lịch sử của khu vực.

Tuy nhiên, hầu hết các nhà nghiên cứu đều tin rằng lý do quan trọng nhất dẫn đến sự hình thành bể chứa và sự hiện diện của áp suất trong đó là yếu tố nhiệt độ. Điều này dựa trên thực tế là hệ số giãn nở nhiệt của bất kỳ chất lỏng nào trong đá cô lập đều lớn hơn nhiều lần so với hệ số giãn nở của chuỗi thành phần khoáng chất trong đá.

Đặt ADF

áp suất hồ chứa cao
áp suất hồ chứa cao

APD được thành lập nhờ quá trình khoan ở nhiều giếng khác nhau, cả trên cạn và ở các vùng nước. Nó được kết nối vớiliên tục tìm kiếm, thăm dò và phát triển các mỏ khí và / hoặc dầu. Chúng thường được tìm thấy trong phạm vi độ sâu khá rộng.

Nơi cực sâu dưới đáy, áp suất hồ chứa cao bất thường (từ bốn km trở lên) có thể được tìm thấy thường xuyên hơn. Thông thường, áp suất như vậy sẽ vượt quá áp suất thủy tĩnh, khoảng 1,3 - 1,8 lần. Đôi khi có trường hợp từ 2 đến 2,2; trong những trường hợp như vậy, chúng thường không thể đạt được áp suất địa tĩnh vượt quá do trọng lượng của lớp đá bên trên tạo ra. Rất hiếm khi tìm thấy một trường hợp mà ở độ sâu lớn có thể cố định AHRP bằng hoặc lớn hơn giá trị của áp suất địa tĩnh. Người ta cho rằng điều này là do ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau, chẳng hạn như: động đất, núi lửa bùn, sự gia tăng cấu trúc vòm muối.

Thành phần tích cực của AHRP

áp suất khí hình thành
áp suất khí hình thành

AHRP có ảnh hưởng có lợi đến đặc tính vỉa của đá chứa. Cho phép bạn tăng khoảng thời gian khai thác các mỏ khí và dầu mà không cần sử dụng các phương pháp thứ cấp đắt tiền trong quá trình này. Nó cũng làm tăng trữ lượng khí cụ thể và tốc độ dòng chảy của giếng, cố gắng duy trì sự tích tụ của hydrocacbon và là bằng chứng về sự hiện diện của các khu vực biệt lập khác nhau trong bể dầu khí. Nói về bất kỳ dạng PD nào, điều quan trọng cần nhớ là nó được hình thành từ gì: áp suất bình chứa khí, dầu và áp suất thủy tĩnh.

Các trang web HAP đã được phát triển ở độ sâu lớn, đặc biệt là những trang có phân phối theo khu vực, chứa một nguồn cung cấp đáng kể như vậytài nguyên như mêtan. Anh ta ở đó trong trạng thái dung dịch, được chứa trong nước quá nóng, có nhiệt độ 150-200 ° C.

Một số dữ liệu

Con người có thể khai thác dự trữ khí mêtan và sử dụng năng lượng thủy lực và nhiệt năng của nước. Tuy nhiên, ở đây cũng có một mặt trái, vì AHRP thường trở thành nguồn gốc của các tai nạn xảy ra trong quá trình khoan giếng. Đối với các khu vực như vậy, một phương pháp trọng số được sử dụng trong quá trình khoan, mục đích của nó là để ngăn chặn sự bùng nổ. Tuy nhiên, chất lỏng được áp dụng có thể được hấp thụ bởi sự hình thành của hai áp suất: thủy tĩnh và thấp bất thường.

Trong quá trình tìm hiểu quy trình khai thác tài nguyên dầu khí thông qua việc lắp đặt giàn khoan, cần biết về sự hiện diện của khái niệm áp suất vỉa đáy. Nó là giá trị áp suất ở đáy giếng dầu, khí hoặc nước thực hiện quá trình làm việc. Nó phải thấp hơn giá trị tác động của hồ chứa.

Thông tin chung

PD liên tục thay đổi khi vỉa lan rộng và độ sâu của cặn dầu hoặc khí tăng lên. Nó cũng tăng lên do sự gia tăng độ dày của tầng chứa nước. Áp suất này chỉ được so sánh với bất kỳ một mặt phẳng nào, cụ thể là mức, vị trí ban đầu của sự tiếp xúc giữa dầu và nước. Các chỉ báo của thiết bị như đồng hồ đo áp suất chỉ hiển thị kết quả cho các vùng giảm.

hệ thống duy trì áp suất hình thành
hệ thống duy trì áp suất hình thành

Nếu chúng ta nói cụ thể về áp suất hình thành của giếng, thì những từ này có nghĩa là lượng khoáng chất tích tụ nằm trong khoảng trống của trái đất. Lý do cho hiện tượng này là cơ hội ngẫu nhiên cho phần chính của hồ chứa nổi lên bề mặt. Quá trình uống hồ chứa được thực hiện nhờ các lỗ hình thành.

SPPD

Hệ thống duy trì áp suất bể chứa là một tổ hợp công nghệ của thiết bị được yêu cầu để thực hiện công việc chuẩn bị, vận chuyển và phun một tác nhân thực hiện lực cần thiết để thâm nhập vào không gian bể chứa có dầu. Bây giờ chúng ta hãy đi thẳng vào chi tiết cụ thể.

Việc duy trì áp suất hồ chứa được thực hiện bởi một hệ thống bao gồm:

  • đối tượng để tiêm nhiều loại khác nhau, chẳng hạn như nước vào bể chứa;
  • chuẩn bị hút nước về trạng thái điều kiện;
  • giám sát chất lượng nước trong hệ thống RPM;
  • giám sát việc thực hiện tất cả các yêu cầu an toàn, cũng như kiểm tra mức độ tin cậy và độ kín của thiết bị của hệ thống vận hành ống dẫn nước hiện trường;
  • sử dụng chu trình xử lý nước khép kín;
  • tạo khả năng thay đổi các thông số chịu trách nhiệm về chế độ phun nước từ khoang giếng.

SPPD chứa ba hệ thống chính: phun cho giếng, hệ thống đường ống và phân phối, và phun cho đại lý. Ngoài ra còn có thiết bị để chuẩn bị cho đại lý vận hành để tiêm.

Công thức áp suất hồ chứa: Рpl=hosystemrooter, trong đó

h là mức chiều cao của cột chất lỏng cân bằng PD, r là giá trị của mật độ chất lỏng bên trong giếng, g làgia tốc rơi tự do m / s2.

Đề xuất: