Нефтегазовая гидромеханика

Современные теории образования нефти. Сущность концепции ее неорганического происхождения. Идея об образовании нефти из органического вещества (углей) под воздействием тепла. Основы флюидодинамической концепции нефтегазообразования. Расчет газопровода.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 09.04.2018
Размер файла 543,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нефтегазовая гидромеханика

1.Современные теории образования нефти

Нефть и газ известны человечеству с доисторических времен. Археологическими раскопками установлено, что на берегу Евфрата нефть добывалась за 6-4 тыс. лет до н. э. Использовалась она для различных целей, в том числе и в качестве лекарства. Древние египтяне применяли асфальт (окисленную нефть) при бальзамировании. Добывали они его, по сообщению древнегреческого историка и географа Страбона (63 г. до н. э. - 23-34 гг. н. э.), преимущественно у берегов Мертвого моря. Нефть являлась составной частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием «греческого огня». У народов, населявших южные берега Каспийского моря, нефть издавна применялась для освещения жилищ. Об этом свидетельствует древнеримский историк Плутарх, описавший походы Александра Македонского. В средние века нефть использовалась для освещения улиц в ряде городов Ближнего Востока и Южной Италии. В начале ХIХ века в России, а затем в Америке из нефти, путем ее возгонки, было получено осветительное масло, названное керосином. Впервые керосиновая лампа осветила операционный стол во львовском госпитале.

До середины ХIХ в. нефть добывалась в небольших количествах, в основном из неглубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на дневную поверхность. Зарождение нефтегазовой промышленности началось в конце 60-х годов прошлого века с началом бурения нефтяных скважин. Нефть и природный газ сейчас лежат в основе мирового топливно-энергетического баланса. Продукты переработки нефти широко используются во всех отраслях промышленности, сельского хозяйства, на транспорте и в быту.

Основоположник отечественной нефтяной геологии академик И. М. Губкин в 1932 г. писал: «Только тогда, когда мы будем иметь правильное представление о тех процессах, в результате которых возникла нефть, мы будем знать, каким образом в земной коре образуются ее залежи,… и получим… надежные указания, в каких местах надо искать нефть и как надлежит наиболее целесообразно организовать ее разведку» [1].

В объяснении происхождения нефти и газа уже более ста лет противоборствуют две основные концепции. Представители одной из них - органики - считают, что нефть и природный газ образовались в осадочном чехле земной коры в результате глубокого преобразования остатков животных и растительных организмов, населявших древние моря и озера. Их оппоненты - неорганики - утверждают, что нефть и газ образовались в мантии Земли в результате синтеза углерода и водорода в условиях высокой температуры и давления.

Наиболее последовательной концепцией неорганического происхождения нефти является минеральная - карбидная - гипотеза, предложенная великим русским ученым Д. И. Менделеевым (1837). Согласно его представлениям, нефть возникает в результате взаимодействия паров воды и карбидов металлов ядра Земли. Образующиеся при этом газообразные продукты, в том числе и углеводороды, поднимаются по трещинам вверх в осадочные породы, конденсируются и образуют скопления нефти. Д. И. Менделеев обосновал это и геологическими данными, указав на линейность расположения нефтяных месторождений, приуроченность их к предгорным районам, связь с вулканами и др.

Гипотеза неорганического происхождения нефти и газа в настоящее время развивается в работах В. Б. Порфирьева, Н. А. Кудрявцева, И. В. Гринберга, Э. Б. Чекалюка, Г. Н. Доленко, П. Н. Кропоткина, А. И. Кравцова, Л. Н. Еланского, Л. Н. Капченко, Н. С. Бескровного, Г. В. Рудакова и др.

В 1950 г. профессор Н.А. Кудрявцев выдвинул магматическую гипотезу образования нефти. По его мнению, на больших глубинах - в мантии Земли - в условиях очень высокой температуры углерод и водород образуют углеводородные радикалы - СН, СН2 и СН3. Вследствие перепада давления они перемещаются по веществу мантии в зоны глубинных разломов и вдоль этих разломов поднимаются вверх, ближе к земной поверхности. По мере понижения температуры в верхних слоях эти радикалы соединяются друг с другом и с водородом. В результате образуются более сложные неф-тяные углеводороды. Дальнейшее движение углеводородных газов и нефти приводит их или на поверхность Земли, или в ловушки, возникающие в проницаемых осадочных породах, а иногда и в кристаллических на границе с первыми. Передвижение углеводородов происходит по заполненным водой трещинам и вызывается огромным перепадом давления на пути миграции и в местах образования нефти в осадочной толще, а также разностью плотности воды и нефти.

Имеется и космическая гипотеза неорганического происхождения нефти и газа, базирующаяся на крупных достижениях науки в области планетарной космогонии. Исследования спектров небесных тел показали, что в атмосфере Юпитера и других больших планет, а также в газовых оболочках комет встречаются соединения углерода и водорода. Во всех без исключения метеоритах выявлены простейшие органические соединения, путем экстрагирования извлечены битумы, в которых обнаружены углеводороды алифатического и ароматического происхождения, аминокислоты и глюкоза. Опираясь на эти данные, русский геолог В. Д. Соколов выдвинул гипотезу, согласно которой углеводороды образовались на ранних высокотемпературных стадиях существования Земли, на этапе ее «горячего развития» путем синтеза углерода и водорода. В 1957 г. академик АН УССР В. Б. Порфирьев предложил обновленный вариант космической гипотезы. По его представлениям, углеводороды, существовавшие в первозданном веществе Земли, при ее остывании и формировании как планеты, поглощались остывающей магмой и позднее, поднимаясь по трещинам, внедрялись в осадочные породы.

Все гипотезы неорганического происхождения нефти и газа базируются на следующих основных положениях.

Синтез углеводородов возможен неорганическим путем (например, синтез Фишера-Тропша).

Однако это не соответствует условиям, которые существовали на Земле. Термодинамический анализ параметров магматического расплава, внедряющегося в осадочную оболочку, свидетельствует о том, что возникновение и существование более сложных углеводородов, чем метан, невозможно.

Температура образования углеводородов нефти, рассчитанная из соотношения содержания ряда изомеров углеводородов в предположении, что нефть представляет собой равновесную систему углеводородов, очень высока (свыше 600оС).

Нефть или ее признаки присутствуют в изверженных и метаморфических породах, в продуктах деятельности современных вулканов, в трубках взрыва и в космических телах.

Действительно, известно около 30 промышленных или полупромышленных залежей нефти, приуроченных к изверженным и метаморфическим породам; кроме того, имеется упоминание более чем о 200 случаях минералогических включений углеводородов в изверженных или метаморфических породах.

Скопления нефти и газа приурочены к зонам разломов в земной коре.

Гипотеза биогенного происхождения нефти и газа не объясняет: а) существования огромных концентраций нефти в гигантских месторождениях, а также уникальных скоплений битумов (Атабаска, Мелекесская впадина, Оленекское поднятие); б) причин отрыва рассеянных углеводородов от материнской толщи и их дальней миграции.

Критике концепции неорганического происхождения нефти и газа посвящено значительное количество работ. Возможность неорганического происхождения нефти и газа показана лишь лабораторными экспериментами, подтверждающими возможность синтезирования углеводородов в условиях высоких температур и давлений. Однако в опытах нельзя точно моделировать весь сложный неразрывный процесс образования углеводородов, условия их миграции и скопления. Что касается остальных аргументов в пользу неорганического происхождения нефти (нефтепроявления в кристаллических породах, высокая температура образования нефти, связь месторождений нефти с разломами и др.), то они или находят объяснение с позиции органического происхождения нефти, или же сами по себе недостаточно убедительны (определение температуры образования нефти по ее составу, связь месторождений с разломами). Неорганическая теория не объясняет ряда важных закономерностей в размещении месторождений нефти и газа, в частности вертикальной зональности образования углеводородов различного состава и фазового состояния их скоплений, связи времени образования ловушки с ее нефтегазоносностью и т. п.

Хотя в настоящее время проблема нефтегазообразования остается открытой, большинство ученых поддерживает гипотезу органического происхождения нефти.

Идея об образовании нефти из органического вещества (углей) под воздействием тепла Земли впервые, еще в 1763 г., была высказана М. В. Ломоносовым в его знаменитом труде «О слоях земных». С этой работы М. В. Ломоносова начинает фактически свое развитие концепция органического происхождения нефти. Она набирала силы и совершенствовалась в острой борьбе как с неорганиками, так и с теми, кто принял в целом эту концепцию, но не находил удовлетворительного ответа на ряд вопросов изучаемой проблемы, например: условия преобразования исходного органического вещества, время и механизм миграции углеводородов, процессы их накопления и преобразования, понятие «первичная нефть» и др.

Современные представления об органическом происхождении нефти сформулированы в работах А.А. Бакирова, И.О. Брода, Н.Б. Вассоевича, В.В. Вебер, М. Ф. Двали, А.Ф. Добрянского, Н.А. Еременко, М.К. Калинко, А.Э. Конторовича, М.Ф. Мирчинка, К.Ф. Родионовой, С.С. Неручева, В.А. Соколова, В.А. Успенского, А.А. Трофимука и др.

С позиций органической концепции происхождение нефти и газа в настоящее время представляется следующим образом. Исходным продуктом для образования нефти является органическое вещество во всем его многообразии. Наиболее обоснованным явилось представление немецкого исследователя Г. Потонье о смешанном растительно-животном происхождении исходного материала для нефти.

В стадии седиментогенеза осадков, названной В. А. Соколовым биохимической, происходит деструкция остатков растений и животных под действием собственных ферментов отмершего организма (автолиз) и микроорганизмов. Процессы биохимического преобразования органического вещества происходят в самых верхних слоях осадка на глубине нескольких метров от морского дна, и уже на этом этапе органическое вещество в илах преобразуется так сильно, что по составу и физико-химическим свойствам абсолютно не похоже на то исходное вещество, которое выпадало в осадок. По мере накопления и погружения осадков морского дна идет процесс уплотнения и превращения их в осадочную породу, т. е. диагенез. Молодая осадочная порода при погружении попадает в зону катагенеза, где преобладают химические процессы, характеризующиеся преобразованием органического вещества под влиянием температуры и давления. Под воздействием высокой температуры начинается разложение более сложных соединений органического вещества на менее сложные, в том числе и углеводороды. С увеличением глубины погружения осадочных пород в разлагающемся органическом веществе растет содержание газообразных углеводородов и рассеянной нефти (микронефти - по Н. Б. Вассоевичу). Считается, что после достижения температуры 600С на глубине 2,0-2,5 км разложение органического вещества ускоряется, а в глубоких зонах земной коры, где температура составляет примерно 150-2000С, начинается деструкция нефти. В результате образуются сначала газоконденсат, а затем метан. Таким образом возникло представление о вертикальной зональности образования нефти и газа. Так, до глубины 1,5 км выделяется зона преимущественного газообразования, в интервале от 1,5-2,5 км до 6 км предполагается образование из органического вещества максимального количества жидких углеводородов микронефти. Здесь господствует температура от 60 до 1600С. Эта зона названа Н. Б. Вассоевичем главной зоной нефтеобразования [2]. А на больших глубинах, где температура более 150-2000С, генерируется, в основном, метан. Эта зона С. Г. Неручевым, А. М. Акрамходжаевым и другими советскими учеными выделена в качестве главной зоны газообразования (рис. 1).

Одним из важнейших вопросов является выяснение механизма концентрации микронефти в различных по масштабам скоплениях углеводородов. Согласно органической концепции, глинистые и известковые илы считаются нефтематеринскими породами. По мере их погружения и уплотнения рассеянная микронефть вместе с газообразными углеводородами и водой начинает выжиматься из илов в залегающие выше пористые породы (песчаники). Этот процесс получил название первичной миграции. Свойства настоящей нефти микронефть приобретает уже в пористой среде. В моменты последующих тектонических перестроек под влиянием гравитационных и других сил микронефть начинает медленное перемещение вверх вдоль пластов. Так начинается вторичная миграция нефти и газа (рис.2). По мнению И. М. Губкина, этот момент нужно считать уже началом образования самого нефтяного месторождения. Формирование залежей нефти и газа является сложным процессом, включающим в себя три основных составляющих: генерация углеводородов нефтематеринскими отложениями, миграция их в зоны более низкого давления и ловушки, аккумуляция в скопления нефти и газа.

Все возрастающее потребление нефти и газа является стимулом развития теоретической нефтегазовой геологии. К важным научным достижениям ХХ века следует отнести учение о нефтегазоносности осадочных бассейнов (И. О. Брод) и развитие осадочно-миграционной концепции неф-те- и газообразования, ядром которой является представление о главной фазе нефтеобразования (Н. Б. Вассоевич). В последние годы в общей теории нефтегазоносности появились флюидодинамическая и геодинамическая модели.

В основу флюидодинамической концепции нефтегазообразования (Б. А. Соколов, В. Е. Хаин, Б. М. Валяев, Ю. И. Пиковский и др.) положено представление о единстве триады, включающей понятия: очаг генерации углеводородов, пути миграции, зоны аккумуляции, объединяемые в автономную нефтегазовую флюидодинамическую систему [4].

Геодинамическая модель нефтегазообразования (В. А. Клешев, А. А. Шеин, В. П. Гаврилов и др.) построена на концепции «тектоники плит», или так называемой новой глобальной тектоники (В. Морган, З. Ле Пишон, Б. Айзекс и др.). Предполагается, что нефть образуется из органического вещества осадков океанического дна в зонах субдукций (при поддвигании и надвигании океанической коры на континентальную на месте глубоководных желобов) при погружении на глубину с температурой порядка 100-4000С. Нефть мигрирует вверх через надвинутую континентальную плиту и концентрируется, образуя большие скопления в осадочных породах (Х. Хедберг, О. Г. Сорохтин и др.) [5]. Отсюда следует и новый механизм обогащения углеводородов в краевых и предгорных прогибах, выжимавшихся из зон поддвига плит и мигрировавших затем по напластованиям осадочного чехла прогибов в сторону самих платформ. Этот механизм оказывается очень мощным. В таких зонах в результате тектоно-сейсмической деятельности выделяется более 95% всей механической энергии Земли.

С этой точки зрения интересны работы якутских ученых по выявлению роли природных тектоно-сейсмических факторов в реализации процессов образования и накопления углеводородов. Лабораторные эксперименты по моделированию воздействия этих факторов на осадочную толщу, содержащую органическое вещество, показали, что процесс преобразования органического вещества сопровождается генерацией широкой гаммы углеводородов [6]. Достоверность разработанных моделей, которые учитывают роль механической энергии в геохимических процессах, доказана в работах автора по изучению органического вещества современных осадков регионов с активной тектоно-сейсмической деятельностью [7-9].

Химико-битуминологическое изучение органического вещества донных осадков озера Байкал, расположенного в пределах Байкальской рифтовой зоны, показало, что оно достигло высокой степени преобразования, соответствующей буро-угольной стадии [7]. Исследование органического вещества современных осадков Охотского моря, расположенного в активной зоне сочленения Азиатского континента и дна Тихого океана, позволило выявить высокую степень битуминизации и высокое содержание углеводородов, сопоставимое с их количеством в органическом веществе пород, залегающих на глубине нескольких километров на континентах [8] (рис. 3). Другим примером современных осадков с глубоким преобразованным без участия термальных факторов органическим веществом являются осадки Черного моря, а также Японского моря в районе глубоководного желоба Нанкай. Оба района находятся в зонах повышенной сейсмичности [9].

Результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что тектоно-сейсмические процессы оказывают существенное, а в некоторых случаях и определяющее влияние на генерацию углеводородов органическим веществом. Они играют роль движущих сил в перераспределении и аккумуляции углеводородов. Основные области их образования связаны с приграничными зонами литосферных плит, в пределах которых выделяется большая часть механической энергии Земли.

Анализ распределения нефтегазоносных бассейнов мира показал, что приблизительно 80% мировых залежей нефти и газа действительно тяготеют к современным, особенно к существовавшим в прошлые геологические периоды фанерозоя зонам поддвига плит [10]. Сюда относятся и уникальные углеводородные бассейны Персидского залива, Венесуэлы, Среднего Запада США, Канады, Аляски, Индонезии, классические месторождения Аппалачей, Предуральского прогиба, Кавказа, Карпат и других регионов мира. Открытие крупных месторождений нефти и газа в поднадвиговых зонах горных сооружений Северной Америки - яркий пример удачного прогноза существования в конкретном месте полезных ископаемых, данного с позиций теоретического представления тектоники литосферных плит.

В наступившем столетии, по всей вероятности, будет создана общая теория нефтегазообразования, объединяющая существующие сегодня органический, неорганический и космический подходы к данной проблеме. Это даст возможность более эффективно и рентабельно осваивать углеводородные ресурсы недр Земли.

Скарн

Другие названия (синонимы):

Горнфельз, тактит

Разновидности:

Существует несколько систем классификации скарнов: Фации глубинности образования: безволластонитовая, волластонитовая, периклазовая, геленит-монтичеллитовая, ларнит-мервинитовая По времени образования: магматические и постмагматические По характеру процесса: инфильтрационные и диффузионные По геологическому положению: эндоскарны (по вмещающей толще) и экзоскарны (по интрузивному массиву) По составу: магнезиальные, известковые, магнезиальные преобразованные, известковые апомагнезиальные, апоалюмосиликатные, автореакционные (родингиты)

Свойства

Главные минералы:

Форстерит, диопсид, шпинель, флогопит, геденбергит, флогопит, гроссуляр, андрадит, волластонит, доломит, скаполит, эпидот

Структура:

Гранобластовая, гомеобластовая, гетеробластовая, гипидиогранобластовая, гипидиобластовая, панидиогранобластовая, пойкилобластовая

Плотность, гр/см3:

2,85-3,45

Форма залегания

Скарны образуют контактовые ореолы, столбы, жилы и межпластовые тела

Происхождение

Скарны образуются на контакте интрузива и вмещающей его карбонатной толщи на малых, средних и больших глубинах. При этом горные породы преобразуются с участием температуры и магматогенных растворов. Из преимущественно кальцитовых вмещающих карбонатов образуются известковые скарны, из доломитовых - магнезиальные. Для магнезиальных скарнов наиболее типичны форстерит, диопсид, шпинель, флогопит. Для известковых - гранаты гроссуляр-андрадитового ряда, пироксены диопсид-геденгербитового ряда, волластонит Скарны образуются на разной стадии становления интрузивного массива. Различают магматические (этап внедрения интрузива) и постмагматические (этап застывания интрузива) скарны. На постмагматической стадии часто преобразуются известковые и магнезиальные скарны магматического этапа с образованием магнезиальных преобразованных скарнов, известковых апомагнезиальных скарнов, апоалюмосиликатных скарнов. Скарны могут образовываться как в непосредственной близи с интрузивным массивом (диффузионные скарны), так и на удалении от него (инфильтрационные скарны) за счет магматогенных флюидов. Основные магматические породы иногда образуют автореакционные скарны за счет автометасоматоза - преобразование горной породы содержащимися в ней самой магматогенными растворами. С ростом глубины образования в скарнах минералы, богатые кальцием, последовательно замещаются на более бедные. На самых небольших глубинах в скарнах образуется ларнит и мервинит. С ростом глубины они сменяются геленитом и монтичеллитом. Дальше они последовательно замещаются периклазом. Периклаз сменяется волластонитом. Волластонит сменяется гроссуляром и андрадитом. В наиболее глубинных условиях гроссуляр не образуется, и типоморфным минералом там является андрадит.

Является плохим коллектором. Низкая пористость и проницаемость.

Ракушечником является скопления обломков и целых раковин моллюсков, сцементированных в однородный ячеистый агрегат.

Говоря точнее, это светлоокрашенная чаще всего белого, желтоватого либо серого цветов горная осадочная порода, складывающаяся в основном из раздробленных и целых раковин длиной от микроскопических 0,1 мм до целых 3-5 см, скомпонованная полностью из кальцита лишь с незначительными примесями глины, кварца и иных минералов.

Ракушечник образован в результате скопления в прибрежных частях небольших лагун и морей скелетных остатков морских организмов -- раковин. Удельная масса кальцита около 2,7, он довольно хрупок, а при нагревании до 900° распадается на окись кальция и углекислый газ.

Ракушечник из различных месторождений имеет разное строение -- от мелкого, зернистого и плотного до грубого, ноздреватого и рыхлого, что придает ему различия и в физико-механических свойствах.

Объемный вес у ракушечника составляет 1100-2200 кг/куб. м.; твердость по Шору в пределах 16-22; пористость в зависимости от вида от 22 до 60%, при этом закрытая пористость достигает 40% от открытой; весовое водопоглощение в широком диапазоне 4-30%, но может быть и больше.

Показатель теплопроводности равен 0,25-0,85 ккал/м. кв. град. час, а воздухопроницаемости соответственно 14-320 л/м. кв. час. Предел прочности на сжатие 4-280 кг/см. кв.; морозостойкость до 15-35 циклов смен замораживания и оттаивания; наиболее велики износ и истираемость ракушечника.

Чем более пористый ракушечник, тем меньшая у него прочность. Во время набора воды прочность породы еще больше снижается, а коэффициент размягчения в пределах 0,4-0,9.

Положительный фактор, что данный тип известняка не сгорает, но при воздействии высокой температуры он начинает разлагаться, сильно теряя свою прочность и в итоге полностью разрушается.

Ракушечник легко распиливается, обтесывается, подвергается фрезеровке и сверлению, а также абразивной либо ударной обработке; ввиду своей увеличенной пористости он хорошо сцепляется со штукатурными и кладочными растворами. Ракушечник можно искусственно раскрасить масляными, водными и другими красками.

Наиболее широко данный известняк применяется в строительстве для возведения стен и перегородок. Кроме того, совместно с другими видами известняков ракушечник используется как сырье для производства извести и прочих вяжущих веществ, а в виде порошка как составляющая для асфальтобетонных смесей.

Является отличным коллектором. Отличная пористость и проницаемость. Приближена к песчаникам

ГРАНИТ - горная кристаллическая порода, состоящая из полевого шпата, слюды и кварца.

Граниты -- широко распространенная порода, встречающаяся на всех материках нашей планеты. Иногда они выходят на поверхность в областях, сложенных древними породами, где в результате эрозионных процессов были разрушены перекрывающие их отложения.

Однако в большинстве случаев застывшая магма, из которой образовались граниты, не достигает поверхности земной коры и застывает (кристаллизуется) на различной глубине, образуя тела неодинаковой формы и размеров.

Гранит, как правило, имеет зернистую структуру: от мелко - до крупнозернистого

Гранит - сложный по составу натуральный природный камень. В основном образован из полевых шпатов, слюды и кварца

В зависимости от пропорционального сочетания минералов приобретает различные цвета. Имеет богатую цветовую гамму: от черного - до традиционного красно-бордового с черным - до белого с серым.

Кстати, эффект «пятнистости» создают именно полевой шпат и кварц.

Гранит бывает крупнозернистым, среднезернистым и с мелким зерном. Этот удивительный камень имеет богатую цветовую гамму: от традиционного красно-бордового варианта в черную крапинку до белого с серыми вкраплениями (и наоборот).

Самые распространенные граниты серые ("Сибирский", Grey Quenna) и черные (Absolute Black, Nero Africa), но встречаются также породы розово-красных (Rosso Marina), белых ("Мансуровский"), желтых ("Жильтау") и зеленых (Forest Green) тонов.

1.Долговечность. Лучшие сорта мелкозернистого гранита начинают обнаруживать первые признаки разрушения более чем через 500 лет, поэтому его нередко называют «вечным» камнем;

2.Прочность. Гранит отличается высокой устойчивостью к трению, сжатию и истиранию. Это очень плотный (2,6-2,7 т/м³) и прочный камень (его прочность при сжатии -- 90-250 МПа -- вдвое больше, чем у мрамора);

3.Устойчивость к воздействию атмосферных явлений и кислот. Гранит -- идеальный камень для наружной отделки зданий.

4.Водонепроницаемость. Гранит практически не впитывает влагу (коэффициент водопоглощения -- 0,05-0,17%). Именно поэтому гранит прекрасно подходит для облицовки набережных.

5.Экологичность. Вопреки бытующим предрассудкам, естественный радиационный уровень большинства гранитов соответствует 1-му классу -- т.е. они радиационно безопасны и пригодны для всех видов строительства без ограничений;

6.Богатство фактур. Неполированный, шершавый камень, поглощающий свет; отполированный до зеркального блеска, являющий миру неповторимую световую игру слюдяных вкраплений -- декоративные возможности гранита способны удовлетворить даже самым сложным дизайнерским замыслам;

7.Совместимость с другими материалами. Гранит отлично сочетается с деревом, металлом, керамикой и другими материалами, используемыми в современном строительстве. Он «впишется» в любой интерьер -- от классического до ультрасовременного;

8.Богатая цветовая палитра. Наиболее распространенным является серый гранит, однако встречается и красный, розовый, оранжевый, голубовато-серый, голубовато-зеленый.

Является плохим коллектором. Низкая трещиноватость и проницаемость.

3. Решение задач

Расчет простых трубопроводов

Газ течет по трубопроводу длиной l и диаметром d при температуре toC. Движение установившееся и изометрическое. Давление в начале трубопровода равно p1, в конце p2, массовый расход газа равен Qm.

Таблица исходных данных

Вариант

µ14, кг/кмоль

to,

С

d,

мм

p1,

МПа

p2,

МПа

Qm,

кг/с

l,

км

Газ

3

44

15

400

2,9

1,8

?

150

Углекислый газ

Дано:

= 400 мм = 0,40 м

1 = 2,9 МПа = 2,9*106 Па

P2 = 1,8 МПа = 1,8*106 Па

L = 150 км = 1,5*105 м

Найти:

Qm - ?

hТ - ?

где d - внутренний диаметр газопровода, м; P12,P22 - давление в начале и конце газопровода, соответственно, Па; L - длина газопровода, м.

Решение:

Плотность с и кинематическая вязкость углекислого газа н при температуре t = 15єС равны: с = 1,84 кг/м3 и н = 7,2?10-6 м2/с.

Исходя из значений, данных в таблице, и допущения в п. 1 указаний = 0,02, найдем массовый расход газа :

;

С = 1 - коэффициент фильтрации

кг/с

Из полученных значений выведем значение :

Используя полученные значения, найдем Q:

Используя полученные значения, найдем скорость движения газа U:

Определим число Рейнольдса Re:

Отсюда делаем вывод, что течение является турбулентным.

Коэффициент гидравлического сопротивления для турбулентного сечения по формуле Блазиуса:

Определение потерь по длине трубопровода:

Расчет проницаемости, коэффициента фильтрации, скорости потока

Определить скорость фильтрации газа у стенки гидродинамически - совершенной скважины, если известно, что приведенный к атмосферному давлению объемный расход газа Qат = 1 млрд м3/сут, радиус скважины rc = 0,1 м, мощность пласта h = 20 м, абсолютное давление газа на заборе pc = 50 am.

Дано:

Qат =1 млрд м3/сут

rc= 0,1 м

h=20 м

pc= 50 aт

Найти:

w = ?

Построение графической модели

Рисунок 1 - Схема плоскорадиального потока в пласте

Перевод размерностей исходных данных в систему СИ

· Объемный расход газа Qат =1 млрд м3/сут = 11 570 м3/с;

· Абсолютное давление газа на заборе pc = 50 aт = 4,903*106 Па;

Определение математической модели

Формула определения скорости фильтрации u:

где ,

м3

Расчет заданных параметров среды

Скорость фильтрации газа:

Анализ адекватности полученных результатов

Скорость фильтрации газа w соответствует типичной.

Определение типа рыхлой породы и ее неоднородности по гранулометрическому составу

По приведенным ниже результатам ситового анализа несвязанных пород построить интегральную кривую зернового состава, определить степень неоднородности и дать наименование пород.

Зерновой состав частиц % по массе

< 2 мм

2-5 мм

5-10 мм

10-20 мм

20-40 мм

40-60 мм

60-100 мм

100-200 мм

> 200 мм

6

3

3

2

3

1

3

17

62

Степень окатанности - окатанные

Решение

Для построения интегральной кривой гранулометрического состава вычисляем суммарное содержание частиц (%) и результаты сводим в таблицу:

Диаметры частиц, мм

<2

<5

<10

<20

<40

<60

<100

<200

<300

Суммарное содержание частиц А,%

6

9

12

14

17

18

21

38

100

Строим кривую, откладывая по оси абсцисс диаметры частиц, а по оси ординат суммарное содержание частиц (%) менее данного диаметра.

Рисунок 2 - Кривая гранулометрического состава в обычном масштабе, %

Рисунок 3 - Кривая гранулометрического состава в полулогарифмическом масштабе, %

Для определения названия породы по гранулометрическому составу определяем суммарное содержание частиц (%), начиная от наиболее крупных фракций, и сравниваем его с табличными значениями (ГОСТ 25100-95):

· крупнее 200 мм - 62% (более 50 %), значит порода валунная;

Эффективные диаметры d10 и d60 находим графически. По графику определяем: d10?6,5 мм; d60?230 мм.

Вычисляем степень неоднородности:

Так как Сн>3, порода неоднородная и обладает меньшей проницаемостью по сравнению с однородной породой.

Вывод: Порода неоднородная, окатанная с преобладанием частиц более 50% размером более 200 мм - валунная.

Список литературы

нефть неорганический газопровод

1. Губкин И. М. Учение о нефти. - М.: Наука, 1975. - 384 с.

2. Вассоевич Н. Б. Теория осадочно-миграционного происхождения нефти // Известия АН СССР. Сер. “Геология”. - 1967. - № 11. - С. 135-156.

3. Тиссо Б., Вельте Д. Образование и распространение нефти. - М.: Мир, 1981. - 504 с.

4. Соколов Б. А. Флюидодинамическая модель неф-тегазообразования. - М.: Геос, 1999. - 76 с.

5. Сорохтин О. Г., Ушаков С. А., Федынский В. В. Динамика литосферных плит и происхождение месторождений нефти // Доклады АН СССР. - 1974. - Т. 214. - № 6. - С. 1407-1410.

6. Черский Н. В., Царев В. П., Сороко Т. И., Кузне- цов О. Л. Влияние тектоно-сейсмических процессов на образование и накопление УВ. - Новосибирск: Наука, 1985. - 224 с.

7. Сороко Т. И., Захарова С. С. Геохимия ОВ донных осадков озера Байкал // Влияние механических и температурных полей на процессы генерации и аккумуляции УВ. - Якутск, 1985. - С. 14-31.

8. Сороко Т. И., Захарова С. С. Органическое вещество акваторий и роль сейсмо-тектонического фактора в его преобразовании. - Якутск, 1991. - 152 с.

9. Захарова С. С., Царев В. П. Геохимические показатели нефтегазообразования в современных осадках высокомобильных регионов // Влияние механических и температурных полей на процессы генерации и аккумуляции УВ. - Якутск, 1985. - С. 5-13.

10. Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Роль океанов в формировании месторождений полезных ископаемых и нефтегазоносных бассейнов континентов // Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа: Материалы V Международной конференции - М.: Изд-во МГУ, 2001. - Ч. 1. - С. 41-47.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Концепции неорганического происхождения нефти: гипотеза Менделеева, Кудрявцева, Соколова. Основные аргументы в пользу биогенного происхождения нефти. Образование природного газа. Условия нефтеобразования: время, умеренные температуры, давление.

    реферат [178,7 K], добавлен 16.06.2015

  • Положения различных гипотез и теорий происхождения нефти. Нефтегазоматеринские породы и свиты. Нефтеобразование по О.Г. Сорохтину и К.П. Калицкому. Образование нефти в угленосных толщах. Современные представления об этапах формирования нефтегазоносности.

    курсовая работа [55,3 K], добавлен 19.06.2011

  • Периоды познания генетической природы нефти. История развития гипотезы неорганической природы "черного золота". Описание в работах Ломоносова, Бертло и Менделеева идей о происхождении нефти из растительных остатков. Содержание геосолитонной теории.

    курсовая работа [21,0 K], добавлен 24.04.2012

  • История практического получения органического ила растительной природы. Содержание вулканической и космической гипотез абиогенной теории происхождения нефти. Описание стадий осадконакопления и преобразования органических остатков в горное масло.

    реферат [21,7 K], добавлен 15.01.2011

  • Исторические сведения о нефти. Геология нефти и газа, физические свойства. Элементный состав нефти и газа. Применение и экономическое значение нефти. Неорганическая теория происхождения углеводородов. Органическая теория происхождения нефти и газа.

    курсовая работа [3,2 M], добавлен 23.01.2013

  • Понятие главной фазы нефтеобразования. Космическая, минералогическая, флюидодинамическая и вулканическая гипотезы. Современные гипотезы минеральной концепции. Синтез углеводородов по методу Фишера-Тропша. Осадочно-миграционная теория образования нефти.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.10.2015

  • Особенности химического состава нефти, глубина ее залегания и первые упоминания о добыче. Теории знаменитых ученых об абиогенном, органическом или космическом происхождении нефти. Перечень процессов, приводящих к образованию газообразного метана.

    презентация [631,2 K], добавлен 27.03.2014

  • Определение и понятие флюидодинамики осадочных бассейнов. Анализ существующих гипотез происхождения нефти и формирования месторождений углеводородов. Критика осадочно-миграционной теории происхождения нефти и взгляды современных ученых на эту проблему.

    реферат [58,4 K], добавлен 28.06.2009

  • Тектонические элементы поверхности фундамента и нижнего структурного яруса осадочного чехла. Литолого-стратиграфическое распределение запасов нефти. Нефтегазоносность Припятского прогиба. Геохимические особенности органического вещества, нефтей и газов.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.12.2013

  • Анализ неорганической и органической теорий происхождения нефти и газа. Залегание нефти и газа в месторождении, состав коллекторов, их формирование и свойства. Проблемы коммерческой нефте- и газодобычи на шельфе Арктики, устройство ледостойких платформ.

    презентация [3,5 M], добавлен 30.05.2017

  • Расчет материального баланса установки подготовки нефти. Расчет сепаратора первой, второй и конечной ступени сепарации. Расчет резервуара для товарной нефти и насоса для откачки пластовой воды. Технология глубокого обезвоживания и сепарации нефти.

    дипломная работа [1,2 M], добавлен 10.12.2013

  • Катагенез органического вещества. Отражательная способность витринита органического вещества и других микрокомпонентов органического вещества. Показатель преломления микрокомпонентов органического вещества. Визуальная диагностика стадий катагенеза.

    курсовая работа [35,6 K], добавлен 20.04.2012

  • Изучение теории органического происхождения нефти и газа. Литологически ограниченные со всех сторон ловушки и условия их образования. Особенности геологического строения надсолевого комплекса Прикаспия. Тектоническая схема района месторождения Доссор.

    дипломная работа [7,3 M], добавлен 12.01.2014

  • Параметры спектра электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Сверхтонкая структура спектров ЭПР. Факторы, влияющие на целесообразность использования метода, особенности его применения. Определение генезиса рассеянного органического вещества и нефти.

    реферат [5,1 M], добавлен 02.01.2015

  • Основные положения науки о движении нефти, воды, газа и их смесей (флюидов) через коллектора. Описание требований адекватности моделей реальным процессам подземной гидромеханики. Изучение особенностей законов фильтрации пористой и трещинной среды.

    презентация [760,3 K], добавлен 15.09.2015

  • Химический и механический состав нефти в зависисости от месторождения. Нефти парафинового и асфальтового основания. Химическая классификация нефти по плотности и углеводородному составу. Геохимические, генетические и технологические классификации.

    презентация [128,6 K], добавлен 22.12.2015

  • Развитие нефтяной и газовой промышленности. Добыча нефти и газа с технической точки зрения. Общие сведения о Мамонтовском месторождении. Организация работ при подготовке нефти. Механизированные скважины, оборудованные электроцентробежными насосами.

    курсовая работа [55,0 K], добавлен 21.05.2009

  • Характеристики сжимаемости и упругости нефти. Относительное изменение объема пластовой нефти при изменении давления на единицу. Зависимость коэффициента сжимаемости от состава пластовой нефти, температуры и абсолютного давления. Определение усадки нефти.

    презентация [212,7 K], добавлен 20.10.2014

  • Общие сведения о перегонке и ректификации нефти и газов. Перегонка нефти на топливные фракции и мазут. Технология простой перегонки нефтяных смесей. Перегонка нефти на установках АТ. Описание атмосферной колонны. Расчет стриппинг-секций, высоты колонны.

    дипломная работа [2,6 M], добавлен 11.07.2012

  • Физические и химические свойства нефти. Теория возникновения газа. Применение продуктов крекинга. Внутреннее строение Земли. Геодинамические закономерности относительного изменения запасов и физико-химических свойств нефти различных месторождений.

    дипломная работа [3,8 M], добавлен 06.04.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.