במאמר זה נכיר את המושג לחץ במאגר (RP). כאן ייגעו בשאלות של הגדרתו ומשמעותו. ננתח גם את שיטת הניצול האנושי. לא נעקוף את הרעיון של לחץ מאגר חריג, דיוק יכולות המדידה של הציוד וכמה מושגים בודדים הקשורים לדומיננטי בטקסט זה.
מבוא
לחץ במאגר הוא מדד לכמות הלחץ שנוצרה מפעולת נוזלי המאגר ונעקר על זן מסוים של מינרלים, סלעים וכו'.
נוזלים הם כל חומר שניתן לתאר את התנהגותם במהלך דפורמציה על ידי שימוש בחוקי המכניקה של נוזלים. המונח עצמו הוכנס לשפה המדעית בסביבות אמצע המאה השבע-עשרה. הם ציינו נוזלים היפותטיים, בעזרתם ניסו להסביר את תהליך היווצרות הסלע מנקודת מבט פיזית.
זיהוי מאגר
לפני שנתחיללניתוח לחץ המאגר, יש לשים לב לכמה מושגים חשובים הקשורים אליו, כלומר: המאגר והאנרגיה שלו.
מאגר בגיאולוגים נקרא גוף בעל צורה שטוחה. יחד עם זאת, כוחו חלש בהרבה מגודל שטח הריבוי שבתוכו הוא פועל. כמו כן, מחוון כוח זה כולל מספר תכונות הומוגניות והוא מוגבל לקבוצה של משטחים מקבילים, קטנים וגדולים כאחד: גג - עליון וסוליה - תחתון. ניתן לקבוע את ההגדרה של מחוון החוזק על ידי מציאת המרחק הקצר ביותר בין הסוליה לגג.
מבנה המאגר
שכבות יכולות להיווצר מכמה שכבות השייכות לסלעים שונים ומקושרות ביניהן. דוגמה לכך היא תפר פחם עם שכבות קיימות של אבני בוץ. לעתים קרובות, היחידה המינוח "שכבה" משמשת לייעוד הצטברויות מרובדות של מינרלים, כגון: פחם, מרבצי עפרות, נפט ואקוויפרים. קיפול השכבות מתרחש באמצעות חפיפה של סלעי משקע שונים, כמו גם סלעים געשיים ומטמורפיים.
קונספט אנרגיה במאגר
לחץ במאגר קשור קשר הדוק למושג אנרגיית המאגר, המאפיין את יכולות המאגרים והנוזלים הכלולים בהם, למשל: נפט, גז או מים. חשוב להבין שערכו מבוסס על כך שכל החומרים בתוך המאגר נמצאים במצב של לחץ תמידי עקבלחץ סלע.
מגוון המינים של אנרגיה
יש כמה סוגים של אנרגיית מאגר:
- אנרגיית לחץ של נוזל המאגר (מים);
- אנרגיה של גזים חופשיים ומפותחים בתמיסות עם לחץ מופחת, כגון נפט;
- גמישות של סלע דחוס ונוזל;
- אנרגיית לחץ עקב כוח המשיכה של החומר.
במהלך בחירת נוזלים, בפרט גז, ממדיום היווצרות, מאגר האנרגיה נצרך כדי להבטיח את תהליך הנעת הנוזלים, שדרכו הם יכולים להתגבר על כוחות המתנגדים לתנועתם (כוחות האחראים לחיכוך פנימי בין נוזלים וגזים והסלע, כמו גם כוחות נימיים).
כיוון התנועה של נפט וגזים בחלל המאגר, ככלל, נקבע על ידי ביטוי של סוגים חדשים של אנרגיית מאגר בו-זמנית. דוגמה לכך היא הופעת אנרגיית האלסטיות של סלע ונוזל והאינטראקציה שלה עם פוטנציאל כוח המשיכה של הנפט. הדומיננטיות של סוג מסוים של פוטנציאל אנרגיה תלויה במספר מאפיינים גיאולוגיים, כמו גם בתנאים שבהם ניצול מרבץ של משאב מסוים. התכתבות של צורת אנרגיה ספציפית, המשמשת להעברת נוזלים וגזים, עם סוג באר הפקה מאפשרת להבחין בין אופני פעולה שונים של מרבצי גז ונפט.
חשיבות הפרמטר
לחץ במאגר הוא פרמטר חשוב ביותר המאפיין את פוטנציאל האנרגיהתצורות הנושאות משאבי מים או נפט וגז. כמה סוגים של לחץ מעורבים בתהליך היווצרותו. כולם יופיעו למטה:
- לחץ במאגר הידרוסטטי;
- עודף גז או נפט (כוח ארכימדס);
- לחץ המתרחש עקב שינויים בערך הממדים של נפח המיכל;
- לחץ עקב התרחבות או התכווצות של נוזלים, כמו גם שינויים במסה שלהם.
לחץ במאגר כולל שתי צורות שונות:
- Initial - האינדיקטור הראשוני שהיה למאגר לפני פתיחת המאגר שלו מתחת לאדמה. במקרים מסוימים, הוא עשוי להישמר, כלומר, לא להופרע עקב ההשפעה של גורמים ותהליכים מעשה ידי אדם.
- Current, נקרא גם דינמי.
אם נשווה את לחץ המאגר עם לחץ הידרוסטטי מותנה (לחץ של עמודת נוזל טרי, אנכית ממשטח היום לנקודת המדידה), אז נוכל לומר שהראשונה מחולקת לשתי צורות, כלומר חריגה ונורמלי. האחרון תלוי ישירות בעומק התצורות וממשיך לגדול, בכ-0.1 MPa לכל עשרה מטרים.
לחץ רגיל וחריג
PD במצב נורמלי שווה ללחץ ההידרוסטטי של עמוד המים, עם צפיפות השווה לגרם אחד לס מ3, מגג התצורה ועד פני כדור הארץ בֵּמְאוּנָך. לחץ מאגר חריג הוא כל צורהביטויי לחץ שונים מהרגיל.
ישנם 2 סוגים של PD חריג, אשר יידונו כעת.
אם ה-PD חורג מהידרוסטטי, כלומר כזה שבו ללחץ של עמודת המים יש אינדקס צפיפות של 103 ק"ג/מ"ר3, אז הוא נקרא גבוה לא נורמלי (AHPD)). אם הלחץ במאגר נמוך יותר, הוא נקרא נמוך באופן חריג (ALP).
Anomalous PD ממוקם במערכת מבודדת. נכון לעכשיו, אין תשובה חד משמעית לשאלה על יצירת APD, שכן כאן דעותיהם של מומחים שונות. בין הסיבות העיקריות להיווצרותו ניתן למנות גורמים כגון: תהליך הדחיסה של סלעי חרס, תופעת האוסמוזה, האופי הקטגנטי של הטרנספורמציה של הסלע והתרכובות האורגניות הכלולות בו, עבודת הטקטוגנזה, כמו גם נוכחות של סביבה גיאותרמית בבטן האדמה. כל הגורמים הללו עשויים להפוך לדומיננטיים בינם לבין עצמם, אשר תלוי במבנה המבנה הגיאולוגי ובהתפתחות ההיסטורית של האזור.
עם זאת, רוב החוקרים מאמינים שהסיבה החשובה ביותר להיווצרות מאגר זה או אחר ונוכחות הלחץ בו היא גורם הטמפרטורה. זה מבוסס על העובדה שמקדם ההתפשטות התרמי של נוזל כלשהו בסלע מבודד גדול פי כמה מזה של סדרת הרכיבים המינרלים בסלע.
הגדרת ה-ADF
APD מוקם כתוצאה מקידוחים בבארות שונות, הן ביבשה והן באזורי מים. זה קשור לחיפוש מתמשך, חיפוש ופיתוח של מרבצי גז ו/או נפט. הם נמצאים בדרך כלל בטווח עומק רחב למדי.
במקום שבו הוא עמוק מאוד בתחתית, ניתן למצוא לחץ מאגר גבוה חריג (מארבעה ק מ או יותר) לעתים קרובות יותר. לרוב, לחץ כזה יעלה על הלחץ ההידרוסטטי, בערך פי 1.3 - 1.8. לפעמים יש מקרים מ-2 עד 2.2; במקרים כאלה, לרוב הם אינם מסוגלים להשיג עודף לחץ גיאוסטטי המופעל ממשקל הסלע שמעל. נדיר ביותר למצוא מקרה שבו בעומק גדול ניתן לתקן AHRP השווה או גדול מערכו של הלחץ הגיאוסטטי. ההנחה היא שהדבר נובע מהשפעה של גורמים שונים, כגון: רעידת אדמה, הר געש בוץ, עלייה במבנה כיפת המלח.
הרכיב החיובי של AHRP
AHRP יש השפעה מועילה על תכונות המאגר של סלע המאגר. מאפשר להגדיל את מרווח הזמן לניצול שדות גז ונפט, מבלי להשתמש בשיטות יקרות משניות במהלך זה. זה גם מגדיל את מאגר הגז הספציפי ואת קצב זרימת הבאר, מנסה לשמר את הצטברות הפחמימנים ומהווה עדות לנוכחותם של אזורים מבודדים שונים באגן הנפט והגז. אם כבר מדברים על כל צורה של PD, חשוב לזכור ממה הוא נוצר: לחץ במאגר של גז, שמן ולחץ הידרוסטטי.
אתרי HAP שפותחו בעומק רב, במיוחד אלה עם תפוצה אזורית, מכילים היצע משמעותי של כאלהמשאב כמו מתאן. הוא נשאר שם במצב של תמיסה, הכלול במים מחוממים, בטמפרטורה של 150-200 מעלות צלזיוס.
כמה נתונים
האדם יכול לחלץ מאגרי מתאן ולהשתמש באנרגיה ההידראולית והתרמית של מים. עם זאת, יש כאן גם חיסרון, כי AHRP הופך לעתים קרובות למקור לתאונות שהתרחשו במהלך קידוח באר. עבור אזורים כאלה, נעשה שימוש בשיטת שקלול בתהליך הקידוח, שמטרתה למנוע תקיעה. עם זאת, הנוזלים המיושמים יכולים להיספג על ידי תצורות של שני לחצים: הידרוסטטי ונמוך באופן חריג.
במהלך הבנת תהליך הפקת משאבי הנפט והגז באמצעות התקנת אסדות, יש צורך לדעת על קיומו של המושג לחץ במאגר תחתון. ערך הלחץ בתחתית באר נפט, גז או מים הוא שמבצע את תהליך העבודה. זה צריך להיות נמוך מערך ההשפעה של המאגר.
מידע כללי
PD משתנה כל הזמן ככל שהמאגר מתפשט ועומק מרבצי הנפט או הגז גדל. הוא גם גדל עקב העלייה בעובי האקוויפר. לחץ זה מושווה רק לכל מישור אחד, כלומר המפלס, המיקום ההתחלתי של מגע שמן-מים. מחוונים של מכשירים כגון מדי לחץ מציגים תוצאות רק עבור אזורים מופחתים.
אם אנחנו מדברים ספציפית על לחץ היווצרות של באר, אז משמעות המילים הללו היא כמות הצטברות המינרלים הממוקמים בחלל החללים של כדור הארץ.הסיבה לתופעה זו הייתה ההזדמנות המקרית של חלקו העיקרי של המאגר לעלות אל פני השטח. תהליך שתיית המאגר מתבצע הודות לחורים שנוצרו.
SPPD
מערכת אחזקת לחץ במאגר היא קומפלקס טכנולוגי של ציוד הנדרש לביצוע עבודות הכנה, שינוע והזרקה של חומר המבצע את הכוח הדרוש לחדירת נפט לחלל המאגר. עכשיו ניגש ישר לפרטים הספציפיים.
תחזוקת לחץ במאגר מתבצעת על ידי מערכת הכוללת:
- חפצים לסוגים שונים של הזרקות, כגון מים לתוך המאגר;
- הכנת מי שאיבה למצב התנאים;
- פיקוח על איכות המים במערכות סל"ד;
- מעקב אחר יישום כל דרישות הבטיחות, וכן בדיקת רמת האמינות והאטימות בהתקן של מערכת תפעול תעלות המים בשטח;
- שימוש במחזור טיפול מים סגור;
- יצירת האפשרות לשנות את הפרמטרים האחראים על אופן הזרקת המים מחלל הבאר.
SPPD מכיל שלוש מערכות עיקריות: הזרקה לבאר, מערכות צינור והפצה, ולהזרקת חומר. כלול גם ציוד להכנת הסוכן המופעל להזרקה.
נוסחת לחץ במאגר: Рpl=h▪r▪g, שבו
h הוא רמת הגובה של עמודת הנוזל שמאזנת את ה-PD, r הוא הערך של צפיפות הנוזלים בתוך הבאר, g הואהאצה בנפילה חופשית m/s2.
