Полезная емкость природного резервуара зависит от

Горные породы, обладающие способностью вмещать нефть и газ и отдавать эти полезные ископаемые при разработке, называются коллекторами. Коллекторские свойства породы зависят от ее пористости и проницаемости. В Советском Союзе проводились и проводятся большие работы по изучению коллекторов. В результате этих работ было предложено несколько классификаций коллекторов.

Ф. А. Требин, детально изучавший песчаные коллекторы, предложил классифицировать их но проницаемости и пористости. Он выделяет: 1) класс А — коллекторы высокой проницаемости (&пр от 300 до 3000 мд и более; k3/L от 14 до 25% и выше); 2) класс Б — средней проницаемости (knfот 40 до 350 мд; k3^ от 9 до 15%); 3) класс В — незначительной проницаемости (kuyот 0 до 50 мд; k^ от 0 до 10%).

Приведенное расчленение предложено на основе рассмотрения кривой фильтрации песчаников, построенной по величинам k3i. и kuf.

Г. А. Теодорович выделяет четыре группы коллекторов:

А — более или менее равномерно проницаемые по порам;

Б — неравномерно проницаемые по порам;

В — проницаемые по трещинам и трещиноватые;

Г — смешанные.

Каждая группа разбивается на пять классов по величине проницаемости.

Таким образом, для характеристики коллекторов нефти и газа необходимо определить целый комплекс свойств, отражающих их емкостные и фильтрационные свойства, количество и состав насыщающих их флюидов. Поскольку такие свойства пород, как проницаемость, изменяются в зависимости от термодинамических условий, определения их надо вести в пластовых условиях.

§ 3. Коллекторы и природные резервуары

В природе вместилищем для нефти, газа и воды служит коллектор, заключенный в плохо проницаемых породах. Такой коллектор является как бы сосудом, имеющим определенную форму. И. О. Брод называет его природным резервуаром. Природный резервуар — это естественное вместилище для нефти, газа и воды, внутри которого они могут циркулировать и форма которого обусловлена соотношением коллектора с вмещающими его плохо проницаемыми породами. В зарубежной литературе термину природный резервуар придается иногда несколько иной смысл. Так, А. И. Леворсен понимает под природным резервуаром только ту часть коллектора, в которой нефть и природный газ способны образовывать скопления.

Нефть, газ и вода совместно находятся в природных резервуарах. Поскольку нефть и природный газ легче воды, они всплывают кверху. Поэтому при рассмотрении природных резервуаров особенно большое внимание уделяется характеру перекрытия их непроницаемыми породами сверху, так называемой покрышке. Покрышка важна и в другом отношении. Создание в резервуаре водонапорной (артезианской) системы возможно только при наличии покрышки. Существенное значение также имеет и наличие нижней ограничивающей водоупорной поверхности. Таким образом, для соотношения подвижных веществ в природном резервуаре большое значение имеют водоупорные разделы, ограничивающие резервуар.

Находящиеся в резервуаре вода, нефть и газ образуют энергетическую систему. Обычно (но далеко не всегда) основной энергетический запас такой системы определяется энергией воды.

Энергетические запасы резервуара определяются его емкостью, точнее емкостью заполняющих его жидкости и газа, и его положением по отношению к условному энергетическому уровню (за последний обычно принимается уровень океана).

Характер распределения потенциальной энергии резервуара определяется положением пьезометрической поверхности.

Появление в резервуаре скоплен^т нефти или газа вносит изменения в энергетическую систему резервуара. Скопления нефти и (или) газа имеют собственную дополнительную энергию, вызывающую появление аномалий в общем плане распределения энергии в резервуаре.

Количество нефти и газа в резервуаре по отношению к количеству заключенной в нем воды может изменяться в весьма широких пределах. Соответственно изменения в распределении потенциальной энергии резервуара, вызываемые скоплениями нефти и (или) газа, также могут иметь значительный размах.

Характеризуя тот или иной резервуар, следует отмечать следующие его особенности: тип коллектора, слагающего резервуар; соотношение коллектора с ограничивающими его непроницаемыми (водоупорными) породами; емкость резервуара; условия залегания

Гл. VI. Горные породы как вместилище нефти и гааа

резервуара. Для характеристики коллектора резервуара может быть использована одна из классификаций коллекторов, описанных ранее.

По соотношению коллектора с ограничивающими его плохо проницаемыми породами И. О. Брод предлагает выделять три основных типа природных резервуаров: 1) пластовые резервуары; 2) массивные резервуары; 3) резервуары неправильной формы, литологически ограниченные со всех сторон.

Пластовы и природный резервуар (рис. 47) представляет собой коллектор, ограниченный на значительной площади в кровле и подошве плохо проницаемыми породами. В таком

Рис. 47. Принципиальная схема пластового резервуара.

1 — коллектор (песок); 2 — плохо проницаемые породы (глины).

резервуаре на значительных площадях мощность коллектора более или менее выдерживается. При общем сохранении пластового характера коллектора на тех или иных локальных участках или по границе распространения коллектора может наблюдаться существенное изменение мощностей, приводящее иногда к полному выклиниванию коллектора.

Коллектор в пластовых резервуарах обычно литологически выдержан, но может иметь и более сложное строение. Он может быть представлен, например, тонким переслаиванием пород, причем породы-коллекторы отделены друг от друга относительно незначительными, иногда выклинивающимися глинистыми разделами. Такое явление наблюдается, например, в X пласте продуктивной толщи (плиоцен) на месторождении Бибиэйбат. Другим примером может служить ахтырская подсвита палеогена на северо-западном Кавказе или свита фернандо плиоценового возраста на месторождении Санта-Фе-Спрингс в Калифорнии (США). В пластовом природном резервуаре существует единая гидродинамическая (артезианская) система. Давления в этой системе закономерно изменяются в зависимости от положения областей нагрузки и разгрузки. Наиболее характерным видом движения жидкостей и газов является боковое движение по пласту.

§ 3. Коллекторы и природные резервуары

Массивный природный резервуар представляет собой мощную толщу проницаемых пород, перекрытую сверху и ограниченную с боков плохо проницаемыми породами. Коллекторы, слагающие массивные резервуары, литологически могут быть однородными (рис. 48) или неоднородными (рис. 49). Однородные массивные резервуары могут быть представлены карбонатными, метаморфическими или изверженными породами. Пористость и проницаемость таких коллекторов обусловлены наличием в них каверн и трещин. В качестве примера может быть приведено газовое месторождение Шебелинка на Украине (рис. 50). Здесь мощная толща пород, охватывающая стратиграфический интервал от карбона до

Рис. 48, Схема однородного массив- Рис. 49. Схема неоднородного мас-
ного резервуара. сивного резервуара.

юры, образует единый природный резервуар. Мощность его более 1000 м. В строении резервуара принимают участие литологически самые разнообразные породы: пески и песчаники, глинистые сланцы, галогенные осадки, ангидриты, карбонаты.

Распространение зон пористости и проницаемости в массивных резервуарах не имеет строгой стратиграфической приуроченности, как и в пластовых резервуарах. Часто можно наблюдать в теле массива отдельные изолированные зоны с хорошей пористостью и проницаемостью, пересекающие стратиграфические поверхности.

В массивных резервуарах боковое перемещение жидкости и газа ограничено распространением проницаемых зон и не может происходить на большие расстояния. Возможные перемещения но вертикали соизмеримы или даже больше возможных перемещений жидкостей и газов в направлении напластований. Гидродинамические системы массивных резервуаров пока плохо изучены. В некоторых случаях наблюдается связь массивных резервуаров с пластовыми. Например, в Шебелинке такая связь, по-видимому, происходит по отложениям карбона. В таких случаях можно говорить о сложном сочетании в земной коре резервуаров двух различных типов. Для одного из них характерно площадное распространение, для другого — вертикальное. В то же время для многих участков земной коры, особенно к геосинклинальных областях, можно говорить о развитии локальных по площади проницаемых (трещиноватых) зон на значительную глубину.

Гл. VI. Горные породы как вместилище нефти и газа

§ 3. Коллекторы и природные резервуары

Резервуары неправильной формы, литологически ограниченные со всех сторон. В эту группу резервуаров объединены природные резервуары всех видов, в которых насыщающие их газообразные и жидкие углеводороды окружены со всех сторон практически непроницаемыми породами. К резервуарам неправильной формы относятся лишь зоны повышенной пористости и проницаемости пород, связанные с местным изменением петрографического состава породы и не распространяющиеся на сколько-нибудь значительную площадь. Принципиальная схема таких резервуаров изображена на рис. 51. Движение жидкостей и газов в них ограничено малыми размерами самого резервуара.
Емкость резервуаров всех типов определяется их размерами и качеством коллектора. С емкостью резервуара тесно связан его энергетический запас. Энергетические запасы заполненного жидкостью и газом природного резервуара используются главным образом для извлечения на поверхность нефти, газа и в некоторых случаях воды.
При прочих равных условиях энергетические

соотношения пропорциональны количествам содержащихся в резервуаре флюидов. Поэтому важно выяснить хотя бы ориентировочно возможные соотношения между нефтью, газом и водой в резервуарах различного типа. Условия образования скоплений нефти и газа и наблюдаемые в природе особенности их залегания позволяют отметить следующее. В природных резервуарах неправильной формы возможно полное или почти полное заполнение всей емкости резервуара нефтью и газом.

Уровень энергетической поверхности (пьезометрический) может резко отличаться от уровня энергетических поверхностей резервуаров, залегающих выше и ниже за счет избыточных и аномальных давлений. При вскрытии такого резервуара скважинами поступление нефти и газа на поверхность возможно за счет энергии, аккумулированной в них самих (рассматриваются только естественные источники энергии).

Рис. 51. Принципиальная схема резервуара, ограниченного со всех сторон плохо проницаемыми породами. 1 — песок; 2 — глина.

В массивном резервуаре, имеющем ограниченное площадное распространение, роль энергии, аккумулированной в нефти и газе, может быть значительной в общем балансе энергии.

Уровень энергетической поверхности в типичных массивных резервуарах может изменяться так же, как и в резервуарах, литологически ограниченных со всех сторон. При наличии связи массивного резервуара с пластовыми она наиболее убедительно устанавливается по характеру энергетической поверхности. В этом случае изменения уровня должны происходить плавно, с появлением положительной аномалии в пределах залежи исключительно за счет избыточных давлений.

В пластовых резервуарах доля энергии, аккумулированной в нефти и газе, весьма мала по сравнению с общей энергией резервуара. В пластовых резервуарах изменения энергетической поверхности происходят плавно в соответствии с направлением и скоростью движения воды в резервуаре. В случае неподвижных вод поверхность имеет горизонтальное положение. В случае движения вод она наклонена в направлении движения воды. На фоне общих изменений уровня энергетической поверхности наблюдаются локальные положительные аномалии в пределах скоплений нефти и газа, обусловленные только избыточным давлением. Появление здесь аномальных давлений возможно только в том случае, если резервуар разбит на отдельные тектонические блоки, изолированные друг от друга. Но тогда резервуар теряет свою основную особенность — непрерывность, и практически не может рассматриваться как пласто-вый. Отдельные изолированные блоки такого резервуара должны

Гл. VI. Горные породы каквместилище нефти и газа

рассматриваться самостоятельно как резервуары, ограниченные со всех сторон.

В табл. 34 представлена классификация природных резервуаров с учетом сделанных выше замечаний. Выделение описанных типов природных резервуаров в значительной степени условно. Здесь, так же как и в классификации коллекторов, возможно выделение различных переходных типов.

Таблица 34

Источник

Объем резервуара АЗС, и для хранения воды или любых других пищевых жидкостей нужно знать для корректного ведения учетных и торговых операций с нефтью и нефтепродуктами и др жидкостями.

Для чего нужен такой показатель, как объем резервуара? Многие считают, что он рассчитывается при проектировании исключительно для каких-то технических целей. На самом деле объем резервуара АЗС или любого другого предприятии нужно знать для корректного ведения учетных и торговых операций с нефтью и нефтепродуктами. Строго говоря, это касается и тех резервуаров, которые используются для хранения воды или любых других пищевых жидкостей. Определение объема и вместимости позволяет составить градуировочные таблицы, и в дальнейшем на них можно опираться при определении массы принятых или сданных нефтепродуктов или других жидкостей.

Показатели для расчета: полезный объем

Следует отметить, что рассчитывают, прежде всего, полезный объем резервуара. Эта величина определяется произведением горизонтального сечения емкости на ее высоту от днища до уровня максимального заполнения (если речь идет о конструкциях со стационарной крышей) или до максимального подъема нижней части плавающей крыши или понтона (если речь идет о модификациях такого типа). Таким образом, как следует из самой методики расчета, полезный объем резервуара – это просто объем цилиндра, который несколько адаптируется к реальности, то есть с самого начала планируется какой-то небольшой недолив резервуара, обусловленный технологическими требованиями.

Полезный объем резервуара с теоретической точки зрения представляет собой ту часть емкости, которая используется для управления технологическими процессами обеспечения перекачки и приема нефти. Хотя считается, что он соответствует разности между физическими объемами резервуара и его недоливом, на самом деле в расчет берутся неиспользованные верхние и нижние пространства. Собственно, сама величина объема цилиндра, которая определяется произведением горизонтального сечения резервуара на высоту его стенки называется геометрическим объемом.

Номинальный и рабочий объем резервуара

Рассчитывается также номинальный объем резервуара. Он представляет собой округленную условную величину, которая принимается для идентификации различных нормативных требований к конструктивным особенностям таких емкостей.

Для чего используется такая величина как номинальный объем резервуаров? Она фигурирует в таких расчетах как:

определение типоразмера резервуара,
расчет для установки систем охлаждения и пожаротушения,
определение компоновки резервуарных парков, вместимости групп резервуаров и т.д.

Используются также такие понятия, как рабочий объем резервуара и аварийный объем. В первом случае речь идет об объеме жидкости, который сохраняется между моментами включения и выключения оборудования. Во втором – о дополнительной защите резервуара от переполнения.

Объемы резервуара определяются при его проектировании. Интересно, что для АЗС обычно используются типовые конструкции (хотя при желании заказчика возможна разработка и негабаритных конструкций). В целом полезный объем топливных резервуаров для заправок редко превышает 75 куб.м. При этом заполняются такие емкости на 95% от номинального объема, чтобы исключить перелив. В этих же целях устанавливается отсечной клапан.

Объем пожарного резервуара

Как правило, относительно объема такой емкости заказчик задумывается еще при заказе резервуара. Многие компании-изготовители предлагают готовые пожарные резервуары, однако, они могут различаться объемом. Для того, чтобы принять решение, нужно учесть, что запаса воды должно хватить на тушение пожара любого масштаба. Кроме того, в расчет принимается еще несколько факторов:

1- специфика работы предприятия. Если фирма работает уже давно, то есть статистика случаев возгорания – за неделю, месяц или год. Если таких случаев еще не было, стоит ознакомиться с отраслевой статистикой. Это позволит понять примерное число вероятных возгораний и другие показатели, связанные с такими ситуациями,
2 – время, которое может быть затрачено на устранение одного очага возгорания,
3 – высота подачи струи воды и мощность струи при устранении пожара,
4 – общее количество планируемых к установке пожарных резервуаров,
5 – длительность промежутка времени, в течение которого пожарный резервуар должен быть заполнен водой.

Согласно требованиям нормативных документов, пожарный объем воды в баках должен быть рассчитан в среднем на то, что тушение одного наружного либо одного внутреннего пожара будет осуществляться в течение 10 минут, притом, что одновременно будет происходить расход воды на другие нужды. Для того, чтобы учесть все перечисленные факторы, стоит обратиться к специалистам, которые знакомы с нюансами расчетов объема пожарных резервуаров и знают специфику работы той или иной отрасли.

Источник

Природныерезервуары (ПР), существование которых обусловлено соотношением коллектора с непроницаемыми породами, характеризуются: типом коллектора, емкостью, гидродинамическими особенностями, пластовой энергией, формой и условиями залегания. Различают четыре типа природных резервуаров: пластовый, массивный, пластово-массивный и литологически-ограниченный. В природных резервуарах на участках, где нет ловушек для нефти и газа, УВ находятся в рассеянном состоянии и как правило, в движении. Принципиальные схемы природных резервуаров показаны на рисунке 2. Пластовый ПР, имеющий сравнительно небольшую толщину, распространяется на значительные расстояния (сотни и тысячи м),ограничиваясь сверху и снизу непроницаемыми слоями. Движение флюидов в таком резервуаре происходит в боковом направлении. При этом движение будет направлено из областей наибольшего напора (наибольшей глубины) к области наименьшего напора воды (наименьшей глубины).

Массивный ПР представляет собой мощную толщу проницаемых пород, чаще всего карбонатных, перекрытую сверху и с боков непроницаемыми (плохо проницаемыми) породами. В целом эта мощная толща может достигать сотен и тысячи метров. Движение УВ в таком ПР происходит в вертикальном направлении.

Рисунок 2. Типы природных резервуаров нефти и газа.

Пластово-массивный ПР представляетсобой комбинацию пластового и массивного резервуаров. К нему относятся толщи переслаивающихся коллекторов с пластами и пропластками плохо проницаемых пород. Но вследствие наличия ослабленных участков в этой толще, например, за счет трещиноватости пород, вся толща представляет собой единую гидродинамическую систему (пласты- коллекторы и неколлекторы как бы связаны между собой). В таком резервуаре движение УВ происходит как в боковом направлении по коллекторам, так и в вертикальном направлении по трещинам и другим ослабленным зонам вверх.

Литологически-ограниченный ПР представляет собой коллектор, окруженный со всех сторон непроницаемыми породами, как правило, имеющими небольшое распространение (типа линзы). Движение флюидов в таком резервуаре ограничено малыми размерами самого резервуара.

Емкость резервуаров определяется их размерами и пористостью коллектора. Первые три типа ПР могут иметь огромные размеры и высокую емкость, что и определяет в них значительных скоплений УВ, если имеются благоприятные ловушки для нефти и газа.

Ловушка нефти и газа -застойная зона природного резервуара, где устанавливается равновесие между нефтью, газом и водой, т.е., где они уже не могут двигаться. Ловушки характеризуются типами резервуара и коллектора, условиями образования (генезиса) , формой, емкостью. Для литологически ограниченных резервуаров параметры резервуара и ловушки могут совпадать, когда весь резервуар представлен одной ловушкой. Ловушки являются накопителями (аккумуляторами) нефти и газа. УВ могли поступать в ловушки в течение длительного геологического времени. В отличии от природных резервуаров, где происходит движение УВ в воде или в свободном состоянии при малом их содержании в единице объема пласта, учитывая большую протяженность пластов, в ловушке формируется скопление УВ, концентрация которого в объеме пласта становится очень высокой.

По генезису ловушки делятся на: структурные, литологические, стратиграфические, рифогенные и смешанные, например, литолого-стратиграфические, структурно-литологические и др.

Принципиальные схемы основных типов ловушек (в разрезе) показаны на рис.3.

Структурные ловушки, чаще всего, Связаны с антиклинальными изгибами пластов, либо с тектоническим экранированием, а также образуются при сочетании указанных факторов ( антиклинали и купола, нарушенные разломами в разной степени) Структурные ловушки обязаны своим происхождением тектоническим движениям земной коры (силам тектонического сжатия и дизъюнктивным дислокациям- тектоническим нарушениям, разбивающим толщи на отдельные блоки).

Литологические ловушки образуются за счет изменения состава пород (литологического фактора). Наиболее распространены ловушки, связанные с выклиниванием пластов-коллекторов вверх по восстанию или с замещением коллекторов (внутри пласта) непроницаемыми слоями (например, глинами) также по восстанию пласта.

Рисунок 3. Ловушки нефти и газа.

Кроме того,встречаются литологически- ограниченные ловушки, когда в толще глин имеются линзы и гнезда песчаников, относящихся, например, к песчаным образованиям палеорек (древних рек).

Стратиграфические ловушки, чаще всего, связаны с поверхностями стратиграфических несогласий, под которыми могут находиться антиклинали и моноклинали, сложенные разными породами, включая коллекторы. На антклинали под несогласием может возникнуть ловушка для нефти газа в том случае, если перекрывающие поверхность несогласия относительно молодые слои будут представлены непроницаемыми породами. В таком случае на антиклинали может появиться залежь УВ, при этом головная часть складки окажется срезанной эрозией.

В случае возникновения ловушки под несогласием на моноклинали необходимо, чтобы при соединении пласт коллектора и экрана была волнистость, т.е. ,изгибы либо того, либо другого, для образования в плане замкнутого контура. В противном случае, УВ, скопившееся под несогласованно залегающей толщей в условиях отсутствия ловушки будут растекаться по большой территории и не образуют скопление.

Рифогенные ловушки связаны с погребенными рифовыми телами различного размера и формы. К ним относятся многочисленные рифогенные и биогемные массивы, барьерные рифы, пинаклы (одиночные мелкие рифы) и др. возникшие в прошлые геологические эпохи за счет морских рифостроящих организмов. Указанные постройки как и в современных условиях, возникают, как правило, на границе глубоководной и шельфовой части моря и развиваются при жарком климате. Погребенные рифогенные сооружения , нередко, достигающие сотен и тысяч метров по высоте, могут стать ловушкой для нефти и газа при условии перекрытия их непроницаемыми слоями, например, соленосными отложениями, образовавшимися в лагунных условиях.

Ловушки смешанного типа образованы в результате сочетания не менее двух факторов, например, литолого-стратиграфическая ловушка, связанная с выклиниванием пласта коллектора под несогласно залегающей толщей, при этом, перекрывается поверхность несогласия практически непроницаемыми породами.

Источник