RUDARSKO – GEOLOŠKI FAKULTET
SEMINARSKI RAD
Predmet: Razrada naftnih i gasnih ležišta
Tema: Teorija frakcionog protoka
Profesor: Student:
Vladimir Mitrović
SADRŽAJ
1. Osnovni pojmovi i definicije geologije nafte i gasa………………………………….1
2. Prirodni podzemni rezervoari.......................................................................................1
3. Rezervoar stena naftnih i gasnih ležišta……………………………………...………3
4. Tipovi i vrste rezervoar stena………………………………………………………...3
5.Granulometrijski sastav rezervoar stena naftnih i gasnih ležišta…...………………...5
6. Poroznost rezervoar stena…………………………………………………………....6
7. Specifične površine…………………………………………………………………..7
8. Propusnost rezervoar stene…………………………………………………………...8
9. Kriterijumi primene Darsijevog zakona………………………………………………11
10. Klasifikacija propusnosti stena………………………………………………………12
11. Površinski efekti na kontaktu faza u uslovima naftnih i gasnih ležišta……………...14
12. Medjufazni naponi…………………………………………………………………...16
13. Fenomen kvašenja……………………………………………………………………18
14. Kapilarni efekti………………………………………………...…………………….19
15. Fazne i relativne propusnosti……………………………...…………………………21
16. Krive relativnih propusnosti za naftu i vodu u funkciji zasićenja vodom dvofazni
protok……...……………………………………………………………………………..23
17. Trofazni protok……………………...……………………………………………….24
18. Specifičnosti petrofizičkih karakteristika rezervoar stena sa sekundarno i
kombinovano formiranom poroznošću prirodno frakuirana ležišta……………………25
1
Od 300 najvećih ležišta nafte i gasa naftne rezervoare njih 99% čine sedimentne stene a
samo 1% metamorfne. Rezultati ovih istraživanja su od pre 20 godina, međutim današnja
istraživanja koja se vrše u metamorfni stenama sve veća. Zaštitne izolacione stene
prekrivaju i ograničavaju kolektore nisu propusne, a u ležištu zadrzavaju fluide. To su naj
češće gline, glinci lapori, laporci, magmatske i metamorfne stene. Imajući u vidu oblike
rezervoar stena i karakterističnih odnosa izmedju njih i zaštitnih stena ruski naftni geolog,
I.O.Brod je prirodne rezervoare podelio na 3 osnovne vrste:
-slojni prirodni rezervoari;
-masivni prirodni rezervoari;
-zonarni(rezervoari sa nepravilnim oblikom) “sočivasta“.
Zamke ili trapovi
su delovi prirodnog rezervoara u kome se uslovljeno geološkom
preprekom-barijerom zaustavljaju i akumuliraju fluidi. Zamke ispunjene ugljovodoni
čnim fluidima predstavljaju naftna i gasna ležišta. Zamke se mogu obrazovati na više
načina, a najčešće tektonskim deformacijama prirodnog rezervoara u procesu rasedanja,
stratigrafskim diskordacijama, promenom litološkog sastava stena ili kombinovanjem
prethodnih mogućnosti. Razmatrajući oblik zamke kao kriterijum klasifikacije ruski
naftni geolog je zamke podelio u 3 tipa:
-zatvorene zamke;
-poluzatvorene;
-otvorene.
Ležišni fluidi (sirove nafte, prirodni gasovi i ležišne vode)
-ispunjavaju pornu
zapreminu kolektor stena, a nalaze se u stanju relativnog mirovanja sve do početka
eksploatacije ležista. U ležištima fluidi predstavljaju hidrodinamičku celinu tj. sistem
termodinamičkog stanja. Svaka promena pritiska ili temperature u ležistu izaziva kretanje
i promenu karakteristike i raspored fluida. Prema tipu i kvant.odnosima ugljovodoničnih
fluida izdvajaju se :
naftna ležišta;
naftna ležišta sa slobodnim gasom (gasnom kapom);
gasna ležišta;
gasokondenzatna ležista (prelazak u tečno stanje prilikom pada pritiska).
Geološka klasifikacija ležišta po Vladimiru Aksinu:
slojna ležišta;
masivna ležista;
zonarna ležista
i kompleksna ležista.
2
Rezervoar stena naftnih i gasnih ležišta
Unitarne postavke naftne geologije upućuju na shvatanje da rezervoar(kolektor) stena
predstavlja element prirodnih rezervoara odnosno naftnih i gasnih ležišta tj. stensku masu
u kojoj se u slučaju akumulacije nalaze ugljovodonični fluidi. Rezervoar stene poseduju
sposobnost da prime i nagomilavaju određenu količinu fluida i da ih pod određenim
uslovima u izvesnoj meri oslobode. Prostor između stenskih elemenata tj. porozni deo
stene (poroznost) determiniše kvantitativni sadržaj ležišnih fluida, a struktura i forma
prevodnika tj. karakter ukupnog pornog sistema utiču na dinamiku fluida (propusnost).
Gline su porozne ali su nepropusne, čestice su raspoređene skoro paralelno a dimenzije su
im veoma male tako da ako se nalaze blizu vode one je upijaju i zadržavaju zbog svog
afiniteta prema njoj. Nafta pokušava da nastavi put prolaskom kroz glinu, ali ne uspeva
iako je pod veoma jakim pritiskom.
Svojstva porne strukture kolektora zavise od geloških faktora tj. karakteristike stenskog
materijala u uslovima formiranja i transformacije stenske mase.
Tipovi i vrste rezervoar stena
Sve vrste stena u zemljinoj kori obuhvaćene petrografskim klasifikacijama po kriterijumu
genetskih i geoloških faktora predstavljaju potencijalne nosioce ugljovodoničnih fluida
pod uslovom da su na bilo koji način u bilo kojoj fazi zadobile odgovarajuće porne
sisteme. Zbog svoje strukture i teksture i mineralnog sastava sedimentne stene su najčešći
kolektori. Sedimentni kolektori se mogu svrstati u 3 grupacije:
1.Klastične(detritične) stene;
2.Karbonatne stene;
3.Glinovite stene.
1. Klastični sedimenti (pesak, peščar, breča, konglomerat..)
su najrasprostranjenije
stene zemljine kore ,a ujedno predstavljaju više od 50% svih do sada otkrivenih kolektor
stena. Nastale su od ostatka raspadanja starijih stena usled mehaničkih, hemijskih i
bioloških delovanja, što znači da ih izgrađuju odlomci i agregati mineralnih fragmenata
zrna i čestica, različitog sastava i tipomorfnih osobina. Osnovna tekstura i karakteristika
sedimenata je slojevitost. U mineralnoj kompoziciji najzastupljeniji su:kvarc, feldspati,
liskuni, kalcit, dolomit..
4
Klasifikujući kaverne prema veličini autor S.J.Pirson predlaže podelu na:
– mikrokaverne……….. Ø < 1mm
– srednje kaverne……...1-4 mm
– velike kaverne………..4-10mm i veoma velike kaverne... Ø > 10 mm
3. Glinovite kolektor stene
Mogu se podeliti na :
- glinene kolektor stene
- glinene-detriti čne kolektor stene.
Glinene stene mogu raspolagati kolektorskim svojstvima ukoliko su u postgenetskim
procesima dobile pukotine i prsline. Glineno-detritične stene su relativno česti kolektori,
a pojavljuju se u vidu 3 osnovna tipa:
dispergovane strukture;
laminarne strukture i strukturni tipovi.
Granulometrijski sastav rezervoar stena naftnih i gasnih
ležišta
U zavisnosti od mineralnog sastava i sila delovanja formira se granulometrijski sastav.
Razdvajanjem na granulometrijske frakcije granulometrijskom analizom može se
odrediti procentualno maseno učešće frakcije u ukupnoj masi uzorka. Predstavlja se
kumulativnom krivom i koeficijentom jednorodnosti, odnosno raznorodnosti (primer:
α=d60/ d10).
-primer: odre đivanjem G.S. dobijamo:
frakcija prečnika 5mm, učestvuje u ukupnoj masi sa 20%
frakcija 1mm, učestvuje u ukupnoj masi sa 25%
frakcija 0,1mm učestvuje u ukupnoj masi sa 25%
frakcija 0,01mm učestvuje u ukupnoj masi sa 30%
