แรงดันอ่างเก็บน้ำ: ความหมาย คุณสมบัติ และสูตร

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 05:43

ในบทความนี้ เราจะมาทำความรู้จักกับแนวคิดเรื่องแรงดันอ่างเก็บน้ำ (RP) คำถามเกี่ยวกับความหมายและความหมายจะถูกกล่าวถึงในที่นี้ เราจะวิเคราะห์วิธีการแสวงประโยชน์จากมนุษย์ด้วย เราจะไม่ข้ามแนวคิดของแรงดันอ่างเก็บน้ำที่ผิดปกติ ความแม่นยำของความสามารถในการวัดของอุปกรณ์และแนวคิดส่วนบุคคลบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับความโดดเด่นในข้อความนี้

แนะนำตัว

แรงดันอ่างเก็บน้ำคือการวัดปริมาณแรงดันที่เกิดจากการกระทำของของเหลวในอ่างเก็บน้ำและการเคลื่อนตัวของแร่ธาตุ หิน ฯลฯ บางสายพันธุ์

ของเหลวคือสารใดๆ ที่พฤติกรรมในระหว่างการเปลี่ยนรูปสามารถอธิบายได้โดยใช้กฎของกลศาสตร์สำหรับของไหล คำนี้ถูกนำมาใช้ในภาษาวิทยาศาสตร์ในช่วงกลางศตวรรษที่สิบเจ็ด พวกเขาระบุของเหลวสมมุติด้วยความช่วยเหลือซึ่งพวกเขาพยายามอธิบายกระบวนการของการก่อตัวของหินจากมุมมองทางกายภาพ

การระบุอ่างเก็บน้ำ

ก่อนเริ่มในการวิเคราะห์แรงดันของอ่างเก็บน้ำ เราควรให้ความสนใจกับแนวคิดที่สำคัญบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับมัน กล่าวคือ อ่างเก็บน้ำและพลังงานของอ่างเก็บน้ำ

อ่างเก็บน้ำในนักธรณีวิทยาเรียกว่าร่างแบน ในเวลาเดียวกัน พลังของมันอ่อนแอกว่าขนาดของพื้นที่การขยายพันธุ์อย่างมาก นอกจากนี้ ไฟแสดงสถานะเพาเวอร์นี้มีคุณสมบัติที่เป็นเนื้อเดียวกันหลายประการ และจำกัดเฉพาะพื้นผิวคู่ขนาน ทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่: หลังคา - บนและพื้นรองเท้า - ด้านล่าง คำจำกัดความของตัวบ่งชี้ความแรงสามารถกำหนดได้โดยการค้นหาระยะห่างที่สั้นที่สุดระหว่างพื้นรองเท้ากับหลังคา

โครงสร้างอ่างเก็บน้ำ

เลเยอร์สามารถเกิดขึ้นได้จากหลายชั้นที่เป็นของหินที่แตกต่างกันและเชื่อมต่อถึงกัน ตัวอย่างคือรอยต่อถ่านหินที่มีชั้นหินโคลนอยู่ บ่อยครั้ง คำว่า "ชั้น" ของหน่วยคำศัพท์ถูกใช้เพื่อระบุการสะสมของแร่ธาตุแบบแบ่งชั้น เช่น: ถ่านหิน แหล่งแร่ น้ำมัน และชั้นหินอุ้มน้ำ การพับของชั้นเกิดขึ้นจากการทับซ้อนกันของหินตะกอนต่างๆ เช่นเดียวกับหินภูเขาไฟและหินแปร

แนวคิดพลังงานอ่างเก็บน้ำ

แรงดันอ่างเก็บน้ำมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับแนวคิดเรื่องพลังงานในอ่างเก็บน้ำ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของความสามารถของอ่างเก็บน้ำและของเหลวที่บรรจุอยู่ในนั้น เช่น น้ำมัน ก๊าซ หรือน้ำ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าค่าของมันขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าสารทั้งหมดภายในอ่างเก็บน้ำอยู่ในสภาพความเครียดคงที่เนื่องจากแรงดันหิน

ความหลากหลายของพลังงาน

พลังงานในอ่างเก็บน้ำมีหลายประเภท:

• พลังงานแรงดันของของเหลวในอ่างเก็บน้ำ (น้ำ);
• พลังงานของก๊าซอิสระและวิวัฒนาการในสารละลายที่มีแรงดันลดลง เช่น น้ำมัน
• ความยืดหยุ่นของหินอัดและของเหลว
• แรงดันเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของสสาร

ในระหว่างการเลือกของเหลว โดยเฉพาะก๊าซ จากสื่อการก่อตัว พลังงานสำรองจะถูกใช้ไปเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการเคลื่อนที่ของของเหลว โดยที่พวกมันสามารถเอาชนะแรงที่ต่อต้านการเคลื่อนที่ของพวกมัน (แรงที่รับผิดชอบต่อแรงเสียดทานภายในระหว่างของเหลว) และก๊าซและหินตลอดจนแรงของเส้นเลือดฝอย)

ทิศทางการเคลื่อนที่ของน้ำมันและก๊าซในพื้นที่ของอ่างเก็บน้ำตามกฎแล้วจะพิจารณาจากการรวมตัวของพลังงานอ่างเก็บน้ำประเภทใหม่ในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างคือการเกิดขึ้นของพลังงานความยืดหยุ่นของหินและของไหล และปฏิกิริยากับศักยภาพของแรงโน้มถ่วงของน้ำมัน ความเด่นของศักย์พลังงานบางประเภทขึ้นอยู่กับลักษณะทางธรณีวิทยาจำนวนหนึ่ง เช่นเดียวกับเงื่อนไขที่ใช้ประโยชน์จากแหล่งสะสมของทรัพยากรเฉพาะ ความสอดคล้องของรูปแบบพลังงานเฉพาะ ซึ่งใช้ในการเคลื่อนย้ายของเหลวและก๊าซ โดยประเภทของหลุมผลิตจะช่วยให้คุณสามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างโหมดการทำงานของก๊าซและน้ำมันที่สะสมได้

ความสำคัญของพารามิเตอร์

ความดันอ่างเก็บน้ำเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญอย่างยิ่งที่บ่งบอกถึงศักยภาพของพลังงานการก่อตัวของน้ำหรือทรัพยากรน้ำมันและก๊าซ ความดันหลายประเภทมีส่วนร่วมในกระบวนการก่อตัว ทั้งหมดจะถูกระบุไว้ด้านล่าง:

• แรงดันอ่างเก็บน้ำ
• ก๊าซหรือน้ำมันส่วนเกิน (อาร์คิมิดีส);
• ความดันที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงค่ามิติของปริมาตรของถัง
• ความดันเนื่องจากการขยายตัวหรือการหดตัวของของเหลว เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงของมวล

แรงดันอ่างเก็บน้ำรวมสองรูปแบบ:

1. เริ่มต้น - ตัวบ่งชี้เริ่มต้นที่อ่างเก็บน้ำมีก่อนเปิดอ่างเก็บน้ำใต้ดิน ในบางกรณีอาจสงวนไว้ซึ่งก็คือไม่ถูกรบกวนเนื่องจากผลกระทบของปัจจัยและกระบวนการที่มนุษย์สร้างขึ้น
2. ปัจจุบันเรียกอีกอย่างว่าไดนามิก

ถ้าเราเปรียบเทียบแรงดันอ่างเก็บน้ำกับแรงดันไฮโดรสแตติกแบบมีเงื่อนไข (ความดันของของเหลวสดในแนวดิ่งจากพื้นผิววันไปยังจุดวัด) เราสามารถพูดได้ว่าแบบแรกแบ่งออกเป็นสองรูปแบบ กล่าวคือ ผิดปกติ และปกติ หลังขึ้นอยู่กับความลึกของการก่อตัวโดยตรงและยังคงเติบโตต่อไปประมาณ 0.1 MPa ทุก ๆ สิบเมตร

ความดันปกติและผิดปกติ

PD ในสภาวะปกติเท่ากับแรงดันอุทกสถิตของคอลัมน์น้ำ โดยมีความหนาแน่นเท่ากับหนึ่งกรัมต่อเซนติเมตร³ จากหลังคาชั้นหินถึงพื้นผิวโลก ในแนวตั้ง แรงดันอ่างเก็บน้ำผิดปกติไม่ว่าจะอยู่ในรูปแบบใดอาการกดดันที่แตกต่างจากปกติ

มี PD ผิดปกติอยู่ 2 ประเภทซึ่งจะกล่าวถึงในตอนนี้

หาก PD สูงกว่าไฮโดรสแตติก นั่นคือ ความดันของคอลัมน์น้ำมีดัชนีความหนาแน่น 103 กก./ม.³ เรียกว่าสูงผิดปกติ (AHPD). หากแรงดันในอ่างเก็บน้ำต่ำกว่าจะเรียกว่าต่ำผิดปกติ (ALP)

PD ผิดปกติอยู่ในระบบแยกประเภท ปัจจุบันยังไม่มีคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามเกี่ยวกับการกำเนิดของ APD เนื่องจากความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญแตกต่างกัน สาเหตุหลักของการก่อตัวของมันคือปัจจัยเช่น: กระบวนการบดอัดของหินดินเหนียว, ปรากฏการณ์ของการออสโมซิส, ธรรมชาติ catagenetic ของการเปลี่ยนแปลงของหินและสารประกอบอินทรีย์ที่รวมอยู่ในนั้น, การทำงานของ tectogenesis เช่นเดียวกับ การปรากฏตัวของสภาพแวดล้อมความร้อนใต้พิภพในลำไส้ของโลก ปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมดอาจกลายเป็นปัจจัยหลัก ซึ่งขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโครงสร้างทางธรณีวิทยาและการพัฒนาทางประวัติศาสตร์ของภูมิภาค

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยส่วนใหญ่เชื่อว่าเหตุผลที่สำคัญที่สุดสำหรับการก่อตัวของอ่างเก็บน้ำนี้หรือนั้นและการมีอยู่ของแรงดันในนั้นคือปัจจัยด้านอุณหภูมิ โดยอิงจากข้อเท็จจริงที่ว่าค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนของการขยายตัวของของเหลวใดๆ ในหินที่แยกได้นั้นมากกว่าค่าสัมประสิทธิ์ทางความร้อนของส่วนประกอบในหินหลายเท่า

การตั้งค่า ADF

APD จัดตั้งขึ้นจากการขุดเจาะบ่อน้ำต่างๆ ทั้งบนบกและในน้ำ มันเชื่อมต่อกับการค้นหา สำรวจ และพัฒนาแหล่งก๊าซและ/หรือน้ำมันอย่างต่อเนื่อง มักพบในช่วงความลึกที่ค่อนข้างกว้าง

ที่ด้านล่างสุดลึก แรงดันอ่างเก็บน้ำสูงผิดปกติ (ตั้งแต่สี่กิโลเมตรขึ้นไป) มักจะพบบ่อยขึ้น โดยส่วนใหญ่ความดันดังกล่าวจะเกินความดันอุทกสถิตประมาณ 1.3 - 1.8 เท่า บางครั้งมีกรณีตั้งแต่ 2 ถึง 2.2; ในกรณีเช่นนี้ ส่วนใหญ่มักจะไม่สามารถบรรลุความดันธรณีสถิตที่กระทำโดยน้ำหนักของหินที่วางอยู่มากเกินไปได้ เป็นเรื่องยากมากที่จะพบกรณีที่สามารถแก้ไข AHRP ได้ในระดับความลึกมากเท่ากับหรือมากกว่าค่าของความดันธรณีสถิต สันนิษฐานว่าเกิดจากอิทธิพลของปัจจัยต่างๆ เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟโคลน การเพิ่มขึ้นของโครงสร้างโดมเกลือ

องค์ประกอบบวกของ AHRP

AHRP มีผลดีต่อคุณสมบัติของอ่างเก็บน้ำของหินในอ่างเก็บน้ำ ช่วยให้คุณเพิ่มช่วงเวลาสำหรับการใช้ประโยชน์จากแหล่งก๊าซและน้ำมัน โดยไม่ต้องใช้วิธีการที่มีราคาแพงรองในการดำเนินการนี้ นอกจากนี้ยังเพิ่มปริมาณสำรองก๊าซจำเพาะและอัตราการไหลของบ่อน้ำมัน พยายามรักษาการสะสมของไฮโดรคาร์บอน และเป็นหลักฐานของการมีอยู่ของพื้นที่แยกส่วนต่างๆ ในอ่างน้ำมันและก๊าซ เมื่อพูดถึง PD ทุกรูปแบบ สิ่งสำคัญที่ต้องจำว่าเกิดจากอะไร: แรงดันในอ่างเก็บน้ำของแก๊ส น้ำมัน และแรงดันอุทกสถิต

HAP ไซต์ที่ได้รับการพัฒนาอย่างลึกซึ้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งไซต์ที่มีการกระจายในระดับภูมิภาค มีอุปทานที่สำคัญของไซต์ดังกล่าวทรัพยากรเช่นมีเทน เขาอยู่ที่นั่นในสภาพของสารละลายซึ่งมีอยู่ในน้ำร้อนยวดยิ่ง โดยมีอุณหภูมิ 150-200 ° C

ข้อมูลบางส่วน

มนุษย์สามารถดึงก๊าซมีเทนสำรองและใช้พลังงานไฮดรอลิกและความร้อนของน้ำ อย่างไรก็ตาม ก็มีข้อเสียเช่นกัน เพราะ AHRP มักกลายเป็นสาเหตุของอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นระหว่างการขุดเจาะบ่อน้ำ สำหรับโซนดังกล่าว จะใช้วิธีการถ่วงน้ำหนักในระหว่างกระบวนการเจาะ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันการระเบิด อย่างไรก็ตาม ของเหลวที่ใช้สามารถดูดซับได้โดยการก่อตัวของแรงดันสองแบบ: ไฮโดรสแตติกและค่าต่ำผิดปกติ

ในการทำความเข้าใจกระบวนการแยกแหล่งน้ำมันและก๊าซผ่านการติดตั้งแท่นขุดเจาะ จำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับการมีอยู่ของแนวคิดเรื่องแรงดันอ่างเก็บน้ำก้นหลุม เป็นค่าความดันที่ด้านล่างของบ่อน้ำมัน ก๊าซ หรือน้ำที่ดำเนินการตามขั้นตอนการทำงาน ควรต่ำกว่ามูลค่าผลกระทบอ่างเก็บน้ำ

ข้อมูลทั่วไป

PD เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเมื่ออ่างเก็บน้ำขยายออกและความลึกของการสะสมของน้ำมันหรือก๊าซเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังเพิ่มขึ้นเนื่องจากความหนาของชั้นหินอุ้มน้ำที่เพิ่มขึ้น ความดันนี้ถูกเปรียบเทียบกับระนาบเดียวเท่านั้น กล่าวคือ ระดับ ตำแหน่งเริ่มต้นของหน้าสัมผัสน้ำมันกับน้ำ ตัวระบุของอุปกรณ์ เช่น เกจวัดแรงดัน แสดงผลเฉพาะโซนลดขนาด

ถ้าเราพูดถึงความกดดันการก่อตัวของบ่อน้ำโดยเฉพาะ คำเหล่านี้หมายถึงปริมาณแร่ธาตุที่สะสมอยู่ในช่องว่างของโลกสาเหตุของปรากฏการณ์นี้คือโอกาสที่ส่วนหลักของอ่างเก็บน้ำจะโผล่ขึ้นมาโดยบังเอิญ กระบวนการในการดื่มอ่างเก็บน้ำเกิดขึ้นจากหลุมที่เกิดขึ้น

SPPD

ระบบบำรุงรักษาแรงดันอ่างเก็บน้ำเป็นศูนย์รวมเทคโนโลยีของอุปกรณ์ที่จำเป็นในการดำเนินการเตรียมการ ขนส่ง และฉีดสารที่ทำหน้าที่บังคับแรงที่จำเป็นเพื่อเจาะเข้าไปในพื้นที่อ่างเก็บน้ำด้วยน้ำมัน ตอนนี้ มาดูข้อมูลเฉพาะกันดีกว่า

การบำรุงรักษาแรงดันอ่างเก็บน้ำดำเนินการโดยระบบ ได้แก่:

• วัตถุสำหรับฉีดประเภทต่างๆ เช่น น้ำเข้าอ่างเก็บน้ำ
• การเตรียมน้ำดูดให้อยู่ในสภาพ;
• การกำกับดูแลคุณภาพน้ำในระบบ RPM;
• การตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทั้งหมด ตลอดจนการตรวจสอบระดับความน่าเชื่อถือและความรัดกุมในอุปกรณ์ของระบบปฏิบัติการท่อน้ำภาคสนาม
• การใช้วงจรบำบัดน้ำแบบปิด;
• สร้างความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนพารามิเตอร์ที่รับผิดชอบสำหรับโหมดการฉีดน้ำจากโพรงบ่อ

SPPD ประกอบด้วยสามระบบหลัก: การฉีดสำหรับบ่อน้ำ ระบบท่อและระบบจ่ายน้ำ และสำหรับการฉีดสารตัวแทน รวมทั้งยังมีอุปกรณ์เตรียมเจ้าหน้าที่ดำเนินการฉีด

สูตรแรงดันอ่างเก็บน้ำ: Рpl=h▪r▪g โดยที่

h คือระดับความสูงของคอลัมน์ของเหลวที่ทำให้ PD สมดุล

r คือค่าความหนาแน่นของของเหลวภายในบ่อน้ำ

g คือความเร่งในการตกอิสระ m/s².