УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
По выполнению контрольной работы
По курсу «Физика нефтяного и газового пласта»
г. Октябрьский, 2015
Общие указания
Студенты выполняют одну контрольную домашнюю работу, состоящую из двух частей: теоретической и практической.
При изложении материала и проведении необходимых расчетов нужно обосновывать правильность выбора исходных данных и методик, давать ссылки на используемые при этом литературные источники.
Контрольная работа выполняется в соответствии с общими требованиями, предъявляемыми к оформлению курсовых заданий.
Контрольная работа выполняется машинописным или рукописным способом на одной стороне листа белой бумаги формата А4. Шрифт – Times New Roman, кегль – 14; межстрочный интервал – 1,5. Выравнивание текста по ширине страницы, используя перенос слов. Размер полей, не менее: правое – 10 мм, верхнее – 15 мм, нижнее – 20 мм, левое – 30 мм.
Контрольные работы, выполненные небрежно, с нарушением предъявляемых требований и не соответствующие заданному варианту, не зачитываются.
Структурные элементы контрольной работы:
- титульный лист;
- содержание;
- введение;
- основная часть (теоретическая и практическая);
- заключение;
- список использованных источников.
Основная часть:
Теоретическая часть.
Вариант задания выбирается по последней цифре зачетной книжки.
Объем ответа на каждый вопрос 3-5 стр.
| Вариант 1 1. Гранулометрический состав горных пород. Параметры и характеристики. 2. Физические свойства пластовых вод. 3. Теплота смачивания. |
| Вариант 2 1. Пористость горных пород. Фиктивный грунт. 2. Растворимость газов в воде под давлением. Коэффициенты Сеченова. 3. Уравнение Дюпре-Юнга. |
| Вариант 3 1. Виды (типы) пористости: особенности определения, применение. 2. Кристаллогидраты и определение условий гидратообразования. Возможность существования газогидратных залежей. 3. Смачивание и краевой угол. Формула Юнга. |
| Вариант 4 1. Проницаемость горных пород. Коэффициенты абсолютной, фазовой, относительной проницаемости. Определение, их размерность, практическое использование. 2. Адгезия и когезия. 3. Упругие свойства горных пород. |
| Вариант 5 1. Закон Дарси. 2. Кинетический гистерезис смачивания. 3. Пластические свойства горных пород. |
| Вариант 6 1. Фазовая и относительная проницаемость. Методы определения. 2. Прочность на сжатие и разрыв горных пород. 3. Акустические свойства пород |
| Вариант 7 1. Связь проницаемости с пористостью и размерами поровых каналов. 2. Напряженное состояние пород в условиях залегания в массиве и в районе горных выработок. 3. Тепловые свойства горных пород. |
| Вариант 8 1. Методы определения распределения пор по размерам. 2. Упругие изменения коллекторов в процессе разработки. Измерение упругих свойств пород. 3. Зависимость проницаемости от трещинной пористости и раскрытия трещин. |
| Вариант 9 1. Факторы, влияющие на величины фазовой и относительной проницаемости. 2. Причины выпадения солей из попутно добываемой воды. 3. Удельная поверхность горных пород. |
| Вариант 0 1. Техника и методика измерений проницаемости. 2. Капиллярная пропитка. 3. Формула Козени-Кармана. |
Практическая часть.
Вариант задачи выбирается по предпоследней цифре зачетной книжки.
Нефть в пластовых условиях может находиться, в зависимости от соотношения пластового давления (рпл) и давления насыщения (рнас), в однофазном недонасыщенном (рпл>рнас) и двухфазном насыщенном (рпл<рнас) состоянии. Рассмотрим расчет физических свойств нефти применительно к этим двум состояниям.
Задача 1. Определить основные физические свойства нефти в процессе ее однократного разгазирования при следующих исходных данных.
| Наименование параметра | Абсолютное значение | |||||||||
| Варианты заданий | ||||||||||
| 1) Пластовое давление рпл, МПа | 17,5 | 18,1 | 16,5 | 17,9 | 15,9 | 18,4 | 17,7 | 17,6 | 17,8 | 17,9 |
| 2) Давление насыщения нефти газом рнас, МПа | 9,2 | 9,3 | 8,2 | 8,4 | 7,6 | 9,6 | 9,5 | 8,6 | 9,4 | 9,3 |
| 3) Пластовая температура Тпл, К | ||||||||||
| 4) Плотность дегазированной нефти (при ро=0,1МПа, Тст=293К) ρнд, кг/м3 | ||||||||||
5)
Относительная плотность газа по воздуху 
| 1,119 | 1,117 | 1,115 | 1,116 | 1,118 | 1,121 | 1,118 | 1,119 | 1,115 | 1,117 |
| 6) Молярная доля азота в попутном газе однократного разгазирования нефти до ро=0,1МПа, Тст=293К уа | 0,069 | 0,071 | 0,067 | 0,070 | 0,068 | 0,072 | 0,070 | 0,069 | 0,067 | 0,071 |
| 7) Молярная доля метана в попутном газе однократного разгазирования нефти до ро=0,1МПа, Тст=293К ус | 0,355 | 0,358 | 0,352 | 0,356 | 0,353 | 0,357 | 0,356 | 0,358 | 0,352 | 0,356 |
| 8) Давление разгазирования р, МПа | 5,5 | 5,4 | 5,3 | 5,7 | 5,1 | 6,2 | 5,6 | 5,3 | 5,4 | 5,7 |
| 9) Температура разгазирования Т, К | 300,5 | 301,0 | 300,5 | 302,3 | 303,4 | 299,4 | 301,5 | 302,1 | 301,0 | 302,2 |
| 10) Газовый фактор Г, м3/м3 | 55,6 | 56,4 | 49,7 | 52,5 | 57,3 | 54,6 | 52,3 | 56,0 | 56,4 | 49,8 |
Решение:
1) Рассчитываем текущее равновесное давление насыщения при Т≤Тпл:
2) Определяем удельный объем выделившегося газа при заданных термодинамических условиях, предварительно определив вспомогательные коэффициенты R(р), m(Т), Д(Т)
где 
3) Рассчитываем остаточную газонасыщенность нефти (удельный объем растворенного газа) в процессе ее разгазирования:
4) Определяем относительную плотность выделившегося газа:
где а=1+0,0054(Т-293)
u=10-3ρндГ-186
5) Находим относительную плотность растворенного газа, остающегося в нефти при данных условиях ее разгазирования:
6) Рассчитываем объемный коэффициент, предварительно определив удельное приращение объема нефти за счет единичного изменения ее газонасыщенности λ(Т), и температурный коэффициент объемного расширения дегазированной нефти dн при стандартном давлении:
где
7) Определяем плотность газонасыщенности нефти при р и Т:
8) Оцениваем вязкость дегазированной нефти при ро и заданной температуре Т, К:
где а=10-0,0175(293-Т)-2,58;
9) Вязкость газонасыщенной нефти при давлении рнасТ и температуре Т,К определяем по такой последовательности:
а) пересчитываем по формуле:
удельный объем растворенного газа, полученный в п.3 для условий ро и Тст (значение dн см.п.6);
б) рассчитываем по формуле функции газосодержания А и В:
А=1+0,0129 
;
В=1+0,0017 
.
в) рассчитываем по формуле 
вязкость газонасыщенной нефти при рнасТ и Т.
10) Поверхностное натяжение газонасыщенной нефти на границе с газом при заданных термодинамических условиях определяем по формуле:
Задача 2. Используя условия предыдущей задачи определим физические свойства пластовой нефти, если рпл>рнас, Т=Тпл и 
, т.е. всесь газ растворен в нефти.
Решение:
1) Рассчитываем газонасыщенность пластовой нефти Гпл:
Гпл=Г∙m,
где m-коэффициент температурной корреляции.
m=1+0,029(Тпл-293)(ρнд∙ 
)
2) Рассчитываем относительную плотность растворенного в нефти газа в пластовых условиях:
где а=1,0+0,0054(Тпл-293)
Список литературы
1. Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта: учебник для вузов. – 4-е изд., стереотипное. Перепечатка с третьего издания 1982. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2005 – 311 с.
2. Гафаров Ш.А., Лысенков А.В. Физика пласта: учебное пособие. – Уфа: Монография, 2009. – 224 с.
3. Мирзаджанзаде А.Х. и др. Физика нефтяного и газового пласта. – М., Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2005.