ВВЕДЕНИЕ. Основними видами спеціальної техніки та майна ЦО централізованого постачання (табельне майно) є:

ВВЕДЕНИЕ.

На первой вводной лекции, предвосхищающей курс лекций, который я планирую прочитать вам в этом семестре в рамках темы «ТЕОРИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К НЕФТЕГАЗОВЫМ ПЛАСТОВЫМ СИСТЕМАМ», я коротко рассказал об особенностях того материала, который буду излагать.

Рассказал о структуре и содержании курса.

Что такое «ТЕОРИЯ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ И КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К НЕФТЕГАЗОВЫМ ПЛАСТОВЫМ СИСТЕМАМ»?

На процессы разработки нефтяных, нефтегазовых и газоконденсатных месторождений большое влияние оказывают фазовые превращения пластовой смеси, определяя ход процесса и выход целевого продукта. Моделирование фазовые превращения осложнено наличием пористой среды, которую насыщает пластовая смесь.

Анализ экспериментальных данных приводит нас к заключению, что разрабатываемую залежь следует рассматривать как единую пластовую фильтрационную систему (ПФС), включающую в себя: флюидальную (пластовые флюиды) и коллекторную компоненты (пористая среда) (рис. 1.).

Рис. 1. Схема ПФС как комплекса флюидальной и коллекторной компонент.

1 – извлекаемая часть углеводородов, 2 – ТРИЗ, 3 – неизвлекаемая часть углеводородов

Эффективная разработка залежей ТРИЗ возможна только при условии того или иного способа воздействия на эту залежь. Изучив особенности фазового поведения пластовых флюидов в пористых средах, представляя разрабатываемую залежь в виде рис.1, мы сразу определяем объекты воздействия.

Как видно из рис. 2, методы воздействия на ПФС включают:

- воздействие на флюидальную, коллекторную компоненты системы,

- межфазную границу раздела между ними,

- а также на границы раздела собственно многофазной флюидальной компоненты.

Цели воздействия на флюидальную компоненту.

- Поддержание фильтрующейся части пластового флюида газоконденсатной залежи в однофазном состоянии, исключающем возможность выпадения конденсата (сайклинг процесс).

- Уменьшение остаточной нефте- конденсато- насыщенности путём искусственного перевода части нефтяных и конденсатных фракций в пласте в паровую фазу при нагнетании в залежь газов высокого давления (закачка углеводородных и неуглеводородных растворителей).

- Снижение вязкости пластовых флюидов, уменьшение поверхностного натяжения и влияния капиллярных сил, частичное растворение в мобильной жидкой фазе выпавших из неё и сорбированных высокомолекулярных компонентов (термические, волновые методы).

- Перераспределение потоков флюидальной компоненты (барьерное и площадное заводнение, закачка полимеров и т.д.).

Рис. 2. Возможные методы разработки запасов углеводородов. ТРИЗ – трудноизвлекаемые запасы, ПАВ – поверхностно-активные вещества, ГРП – гидроразрыв пласта, ГПП – гидропескоструйная перфорация

Цели воздействия на межфазные границы (флюидальной и коллекторной компонент, а также границ раздела собственно многофазной флюидальной компоненты).

- Снижение межфазного поверхностного натяжения и, как следствие, снижение вязкости фильтрующейся фазы (поверхностно-активные вещества, электромагнитное и микробиологическое воздействие, термические, волновые методы).

- Уменьшение доли сорбированной углеводородной фазы относительно общего количества флюидальной компоненты. Достигается в результате воздействия на интенсивность сорбционно-десорбционных процессов путём модификации свойств поверхности раздела флюидальной и коллекторной компонент (термогазохимическое, электромагнитное и микробиологическое воздействие, поверхностно-активные вещества, термические, волновые методы).

Цели воздействия на коллекторную компоненту.

- Снижение фильтрационных сопротивлений при эксплуатации коллектора (гидроразрыв пласта, гидропескоструйная перфорация, кислотная обработка, внутрипластовые взрывы).

- Повышение коэффициента охвата (сочетание вертикальных и горизонтальных стволов при проводке скважин).

Таким образом, единая пластовая фильтрационная система включает в себя: флюидальную и коллекторную компоненты.

На сегодня имеются различные концепции образования и эволюции пластовой системы.

Наш подход включает всё позитивное из имеющихся на сегодня двух крайних концепций.

I. Первая из них исходит из того факта, что сформированная на стадиях седиментогенеза и диагенеза геологическая породообразующая система обладает свойствами полимеров и по существу является минерально-органической полимерной системой (Н.А.Скибицкая).

Основу этого заключения составляют факты нахождения карбонатного породообразующего вещества в определённых зонах залежей УВ в особом, метастабильном, набухшем в низкомолекулярных УВ (газе, конденсате, нефти) студнеобразном состоянии.

В рамках данного научного направления создаются новые фундаментальные представления о генетической взаимосвязи органической и минеральной составляющих породообразующего вещества – минерально-органических систем залежей УВ.

II. Вторая концепция – это современные классические представления о фильтрации флюидов.

С точки зрения классической теории фильтрации значение твердого скелета пористой среды, прежде всего геометрическое, он ограничивает ту область пространства, в которой движется жидкость.

Обычно силовое взаимодействие между скелетом и прилегающими к нему слоями жидкости не учитывается. Поэтому свойства пористой среды в теории фильтрации описываются некоторым набором геометрических средних характеристик.

Классические представления основываются на том, что при одинаковых термобарических условиях фазовое поведение исследуемой системы в пористой среде остается таким же, как и в свободном объеме.

Фазовые превращения пластовой смеси оказывают большое влияние на процессы разработки нефтяных, нефтегазовых и газоконденсатных месторождений.

Моделирование фазовых превращений осложнено наличием пористой среды, которую насыщает пластовая смесь.

Сейчас начнём обсуждать фазовое поведение флюидов в свободном (без пористой среды) объёме.

Фазовые превращения вещества – широко распространённое явление в природе. простейшими их примерами служат превращение перегретой жидкости в пар, кристаллизация жидкости, выпадение растворённого вещества из пересыщенного раствора. Приведенные примеры относятся к фазовым превращениям первого рода.

Фазой называется макроскопическая физически однородная часть вещества, отделённая от остальной части системы границами раздела, так что она может быть извлечена из системы механическим путём.

К концу XIX столетия физико-химикам казалось, что всё многообразие фазовых равновесий исчерпано в следующих типах равновесий: кристалл – кристалл, кристалл – жидкость, кристалл – газ, жидкость – жидкость и жидкость – газ. Теория этих фазовых равновесий была изложена в работах Коновалова, Столетова, Гиббса, Ван-дер-Ваальса, Куэнена и др. Существовало и убедительное подтверждение теоретических представлений.

Сейчас нам кажется странным, почему возможность существования ещё одного типа равновесий – равновесие между двумя газовыми фазами (наличие которого можно было предположить хотя бы по простой аналогии) вообще не обсуждалась до самого конца XIX столетия.

Термодинамические диаграммы, в которых по осям координат откладываются давление, температура, мольный объём и наносятся кривые фазового равновесия называются фазовыми диаграммами. Для многокомпонентных систем по осям координат может откладываться и состав.

Кривой фазового равновесия называется линия на фазовой диаграмме, соответствующая состояниям равновесия сосуществующих фаз.

Что такое равновесие?