Публицистическое

Когда человек, далекий от нефтяной отрасли, слышит фразу, «добыча нефти», то представляет символ нефтедобычи – станок-качалку. И это не случайно. Действительно, нефть «качают», поэтому нашу отрасль эти станки символизируют всегда и везде.

Впервые в России станок-качалка был введен в эксплуатацию инженером Александром Серебровским на первом нефтяном промысле Российской империи в окрестностях города Баку, причем первые станки-качалки были с деревянными частями, настолько это древнее устройство. После командировки в США в 1924 году в своем отчете руководству СССР он указывал: «Наше оборудование на бакинских промыслах сильно устарело и его надо заменить оборудованием американского типа, более простым, дешевым и гораздо более экономичным». Повышение эффективности нефтедобычи в США в начале 1920-х годов он связал с применением глубинного насоса (поршневого, плунжерного), и действительно, в начале 20-х годов XX века такое оборудование было прогрессивным, потому что заменило кустарный способ добычи нефти.

Почему же оборудование, некогда современное, сегодня считается нерентабельным, устаревшим? Итак, сам станок-качалка – это большое устройство, издалека похожее на слона или лошадь, качающую головой. На английском языке головку балансира станка-качалки так и называют – horse head, голова лошади. Приводит станок в движение электромотор при помощи плоского ремня и открытой зубчатой передачи. Под землей же, в скважине, находится длинная – 2-3 километра – колонна штанг, которая сверху прикреплена к станку-качалке, а на нижнем конце этой колонны движется глубинный насос. Качалка вверх – насос поднимается, качалка вниз – насос опускается.

Этот насос работает точно по такому же принципу, что и насос велосипедный. Внутренняя часть – плунжер насоса – опускается, закрывается выпускной верхний клапан, открывается впускной нижний, и внутренняя часть плунжера наполняется нефтью. Плунжер поднимается – шарики в клапанах под воздействием тока жидкости закрывают одно отверстие и открывают противоположное, впускной нижний клапан закрыт, а выпускной верхний открыт. Плунжер толкает, поднимает весь столб нефти по скважинным насосно-компрессорным трубам вверх (штанга при этом находится внутри насосно-компрессорной трубы и немножко мешает нефти там течь).

Конечно же, на изготовление такого огромного станка требуется несколько тонн довольно дорогой стали, а получившийся агрегат сложен в транспортировке. И это не всё: надо конструкцию не только привезти и установить, но и после отработки ресурса утилизировать, что влечёт за собой дополнительные затраты. А в период эксплуатации в некоторых регионах станки даже приходится защищать от сборщиков металлолома.

К тому же на движение самой качалки вверх-вниз расходуется колоссальное количество электроэнергии, потому что приходится двигать туда-сюда и сам насос, и всю колонну штанг длиной 1-2 или даже 3 километра. Представьте, сколько электричества можно сэкономить, если вся эта махина не будет двигаться дополнительно.

В силу своей конструкции этот насос не может работать с большой производительностью, максимальный дебит скважины со станком-качалкой 150 кубических метров в сутки. Сравните с альтернативным способом добычи: погружной электроцентробежный насос, который просто опускается в скважину на кабеле и не требует никаких громоздких сооружений и агрегатов на поверхности, может давать и пять, и пятьсот, и даже тысячу кубометров в сутки.

Обслуживание наземного оборудования скважины со станком-качалкой тоже довольно трудоёмко. Требуется ежедневно контролировать каждую скважину специалистом-оператором по добыче нефти и газа, необходимы смазка полированного штока, который входит в скважину, и регулярная замена резиновых сальников уплотнения, чтобы нефть не просачивалась наружу по полированному штоку и тем самым не приносила вреда экологии.

Бывает, что у станка-качалки рвется или растягивается приводной ремень, еще надо настраивать частоту и длину его хода, когда пласт истощается… в общем, финансово затратное это дело и хлопотное, знаю не понаслышке, потому что сама этим занималась на заре своей карьеры.

Вернемся к символам. Иконка «сохранить» на компьютере изображает дискету, а кто-нибудь ими еще пользуется? Или древнегреческий символ медицины: чаша и змея, отдающая свой яд ради спасения жизни человека. Он дошел до нас через тысячелетия в неизменном виде. Нет уж, пусть символ нефтедобычи остается символом, а научно-технический прогресс остановить невозможно.

Современные технологии и материалы дают уникальные возможности нашей отрасли, поэтому мы будем использовать на промыслах высокотехнологичное оборудование XXI века.

Posted in Без рубрики | Leave a comment

Мы переехали!

oilblog.info стал oilblog.ru 🙂

Posted in Без рубрики | Leave a comment

Немного о траектории скважины

Если говорить о геологии нефти и газа, то нельзя не рассказать о глубине скважины, ее траектории, то есть тех геометрических параметрах, которые в итоге дают положение точек под землей — по сути, единственной относительно конкретной информации о пласте.

Скважина — вертикальная горная выработка, длина которой во много раз больше ширины. Так, по крайней мере, нас учили.
Надо сказать, что скважины бывают строго вертикальными очень редко. Вкратце они делятся на вертикальные, наклонно-направленные и горизонтальные. Глубина нефтяной/газовой скважины — от 200-500 м до 4 км (в среднем), но есть и рекордсмены по 12-13 километров. Стандартный диаметр на входе в пласт — приблизительно 0,2 м.

Поскольку строго вертикальной скважину назвать трудно, возникает вопрос: как и от чего измерять глубину? Тут всё довольно просто.
Можно измерять длину вдоль ствола скважины (по длине кабеля геофизического прибора, спускаемого в нее). Естественно, нужно учитывать растяжение кабеля.
Такая длина будет называться измеренной глубиной, или глубиной по стволу, или MD — measured depth.

Можно измерять глубину от стола ротора — места, где в скважину при бурении спускаются трубы. Такая глубина будет называться вертикальной или TVD — true vertical depth.

Но если мы хотим учесть неровность поверхности Земли, разную высоту скважин относительно уровня мирового океана, то мы используем абсолютные отметки, они же TVDSS — true vertical depth sub sea.
TVD и TVDSS связаны между собой альтитудой. Альтитуда, по сути, и равна высоте устья скважины (стола ротора) над уровнем моря. В пакетах для геологического моделирования альтитуда обозначается буквами KB — kelly bushing, в переводе — тот самый стол ротора.

|TVDSS|=|TVD| — KB

Есть один нюанс: MD всегда положителен, TVD бывает положительным или отрицательным, в зависимости от желания инженера по траектории (или кто там считал ту траекторию), TVDSS здорового человека начинается с положительных значений и заканчивается отрицательными, потому что это по сути координата Z.

В следующий приступ вдохновения я расскажу, как может задаваться инклинометрия скважины (ее положение в пространстве), что такое магнитное склонение, зачем нужен отход и что вызывает недоумение в Petrel 2016.

Posted in Без рубрики | Tagged , | Leave a comment

ОФП, функция Бакли-Леверетта и ее производная

Меня время от времени спрашивают, почему я не пишу. Не пишу я, потому что по геологическому моделированию уже всё написано до меня, а то, что еще не написано, буду писать обязательно. В принципе, даже мои методички вышли в СамГТУ пару лет назад. Выложены на twirpx.com, легко ищутся по кодовому слову ОКТРГЗ, и нет, это не реклама, потому что я не получу за это ни рубля, как не получила за методички 🙂

Кризис непонимания, для кого и для чего я пишу, не разрешился до сих пор. Специалисты всё прекрасно знают без меня; неспециалистам это неинтересно. Небольшая прослойка студентов редко бывает настолько любопытной, чтобы еще и блог в интернете читать про нефтянку. Тем не менее, решила время от времени что-то публиковать. Материалы поднакопились, возможно, они найдут своего читателя.

Сейчас у меня математическая задача. Начнем с кривых относительных фазовых проницаемостей: это относительная проницаемость по какой-либо несмешиваемой фазе (в рассматриваемом случае — по нефти и воде) в присутствии другой фазы.

Зависимость относительных фазовых проницаемостей для воды Кв(S) и нефти Кн(S) от водонасыщенности (общий вид)

На графике видно, как падает скорость движения нефти при увеличении количества воды в образце и наоборот — как становится труднее течь воде в присутствии большого количества нефти. Это всё потому что они не смешиваются между собой.
На графике есть две характерные точки (буду использовать те обозначения, к которым меня приучили в ВУЗе): Sсв — связанная водонасыщенность (вода, прилипшая к стенкам породы за счет капиллярных сил, любви к песчаникам и прочих факторов, например, тупиковых пор). Водонасыщенность не бывает меньше, чем Sсв, если речь идет о пласте (на поверхности мы, конечно, можем высушить образец насухо). S* — максимальная водонасыщенность: 1-S* — это остаточная нефтенасыщенность, то есть нефть, которую мы не можем вытеснить из пласта, как бы долго мы его ни промывали водой, потому что поверхностное натяжение, размеры пор, опять же, тупиковые и краевые поры и т.д. S* может меняться, если мы будем применять, например, ПАВы (оно же мыло).

Одних кривых фазовых проницаемостей нам мало. Нам надо знать, как будет происходить при разработке вытеснение нефти водой.
Самый простой способ — считать, что вода работает как поршень, вытесняя нефть из пор практически полностью и сразу. Поршневое вытеснение — есть такой термин. Практика показывает, что так почти никогда не бывает.
Второй способ — вода вытесняет нефть потихоньку, не сразу. Поэтому вытеснение называется непоршневым. Но тогда встает вопрос динамики: как понятно, насколько быстро какую долю нефти вытеснит вода? И вот для этого нужны характеристики вытеснения.

Из кривых ОФП одним движением руки строится простейшая функция Бакли-Леверетта (она же кое-где зовется функцией Баклея или Бэкли и Леверетта — кто во что горазд). Древнейшее решение задачи двухфазной фильтрации, потому что самое очевидное.
Выглядит функция вот так:

Внешний вид зависимости f(S)

Как видите, ничего страшного нет. Просто доля скорости воды в сумме скоростей воды и нефти.
Простота функции несет в себе и ее недостаток: скачкообразное изменение насыщенности при движении фронта воды. Это неудобно в расчётах (одному значению X соответствует несколько значений Y). Есть и удобство: кривая на рисунке вытягивается вправо, все время оставаясь подобной самой себе.

Распределение водонасыщенности вдоль радиуса пласта: 1, 2 — истинное, 3 — фиктивное

Переходим к производной функции Бакли-Леверетта. Она дифференцируется по S, как любая другая функция, и получается примерно вот такая картина:

Внешний вид зависимости f'(S)

Для чего она нужна? Чтобы рассчитать распределение водонасыщенности вдоль радиуса пласта. Дальше идет невероятно сложная разработческая формула (для 7-точечной системы разработки):

t* дальше используется для пропорционального изменения кривой в каждый момент времени и определения S, а поскольку в этой теории принято, что обводненность = f(S), то и обводненности:

В предыдущей формуле буквы обозначают: π — понятно, что именно, h — мощность пласта, rk — радиус круга, эквивалентного по площади элементу 7-точечной системы, q — приемистость скважины (расход воды), f'(Sв) — значение производной функции Бакли-Леверетта на фронте вытеснения нефти водой, и с этим числом связана отдельная сложность.

Определяется Sв в точке касания линии, проведенной из начала линии f(S), к самой линии графика f(S). Повторю иллюстрацию, чтобы не листать обратно:

По определению производной должно соблюдаться вот такое равенство:

Проще всего считать уравнение касательной аналитически: нам известна функция, нам известна точка, через которую должна пройти касательная. Координаты точки касательной [Sсв; 0]. Следовательно, уравнение прямой линии с углом наклона, равным значению производной в точке касания, будет такое:

f'(S)(S-Sсв)-f(S)=0

Решается относительно S. Я читер и использую функцию Excel «Подбор параметра», точность удовлетворяет.

Если кому-то будет интересно — я решаю задачу, в которой ОФП заданы в следующем виде:

Значение S1 определяется из условия непрерывности функции Кв (=точка встречи двух частей этой кривой).
Путем несложных преобразований видим, что

Значение A находится из условия, что Кв(1)=1, я так понимаю, исключительно для красоты кривой, по условию задачи:

Использовалась методичка «Расчет показателей разработки однородного пласта на основе модели двухфазной фильтрации для жесткого водонапорного режима (плоскорадиальное движение)»: В.А. Ольховская; Самара. гос. техн. ун-т. Самара, 2011.

Posted in Без рубрики | Tagged , | Leave a comment

Любопытные термины нефтяной промышленности в английском языке

Well
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_07
Christmas tree
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_08
Core
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_09
Fluid
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_10
Wild cat well
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_11
Horse head
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_12
Round trip
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_13
Logging
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_14
Dogleg severity
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_15
Dead oil
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_16
Sour oil, sweet oil
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_17
Butterfly valve
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_18
Seal
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_19
Nugget
%d0%b0%d0%bd%d0%b3%d0%bb%d0%b8%d0%b9%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9_%d0%b8%d0%b4%d0%b8%d0%be%d0%bc%d1%8b_%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b8%d0%bd%d1%8b_%d1%81%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0_20

Все изображения взяты из открытых источников.

Posted in Без рубрики | Leave a comment

Eclipse+Fahrenheit

Поскольку сегодня узнала, что на постере вовсе не Нео из Матрицы, а очень даже совсем другая игра, то — я просто оставлю это здесь, чтобы очередной раз не потерять.
74001692_large_x_09c18aca

Posted in Без рубрики | Tagged , | Leave a comment

Я просто оставлю это здесь.

Можно прочитать и сравнить мою статью, написанную аж в 2010 году и вот эту статью, которая растиражирована в нескольких местах.
Открытый источник, всякое бывает, и я бы поняла, если бы это было переписано своими словами, но цитировать… хоть бы источник указывали.
Пыталась связаться с автором — в ее ЖЖ скринятся комментарии, мой комментарий так и не был одобрен.
Делаем выводы, дамы и господа 🙂 хорошими делами прославиться нельзя.

Posted in Без рубрики | Tagged , | 2 комментария

Университетское

Содержание моего блога последний год напрямую связано с моим курсом у студентов по ОКТРГЗ (основы компьютерных технологий решения геологических задач). А нынче у нас как раз начало нового семестра. Так что — лекциям все же быть. В текстовой форме с красивыми картинками.

За лето разработала структуру, программу дисциплины по ФГОС3 (наконец-то строгая и логичная), контрольно-измерительные материалы, темы рефератов, эссе, домашние задания и материалы для практических занятий. В этом году планирую дать две модели, одна попроще, вторая с разломом.
Теперь осталось самое долгое и трудоемкое — написать текст лекций. Но зато могу наконец-таки заявить, что это будет сделано. Требуют к 15 октября, я к такому сроку, скорее всего, не успею. Но до следующего года постараюсь.

Примерное содержание:
1. Вводная часть.
2. Геостатистика.
3. Математические основы методов моделирования.
4. Структурное моделирование.
5. Моделирование свойств.
6. Подсчет запасов и картопостроение.
7. Контроль качества моделирования.

Posted in Без рубрики | 6 комментариев

Про публикацию курсов

Материалов по геологическому моделированию и по обучению моделированию у меня накопилось много. Лекционного материала — 6 полноценных пар. Практического — пар на 10.
Вопрос один: как это публиковать?
1) авторские права (я же не с потолка и не из головы всю теорию беру);
2) чисто технически — если выкладывать презентации, их никто смотреть не будет, а без картинок голый текст я не могу публиковать, фантазии не хватит; это значит, что надо вставлять слайд презентации и его описывать, а это влечет следующее:
3) где бы время найти. Но это уже моя проблема;
4) еще больше возрастет количество студентов и нестудентов, которые будут находить меня в контакте и консультироваться по вопросам моделирования. Я всё понимаю, ответы на некоторые вопросы лежат на поверхности, но совесть тоже надо иметь.

Читатели у блога вроде бы есть. Жду обратной связи: в каком виде будет приятнее всего читать про моделирование? Я так понимаю, надо начинать с самых азов. По крайней мере, сейчас курс прочла у группы повышения квалификации СамараНИПИнефти, по многим вопросам (очень простым с моей точки зрения) было довольно бурное обсуждение. Правда, они в основном гидродинамики, у них своя специфика. У студентов-то всегда только один вопрос, как сдать.

Posted in Без рубрики | Tagged | 20 комментариев

Про вязкость

Себе, а то стыдно путать 🙂 Кинематическая и динамическая вязкость прямо связаны соотношением через плотность:
12e5dbd11a170cc7e2d1e8d16c8006b8
При этом размерность в СИ
кинематической вязкости — м2/с (часто обозначается буквой ν), обычно дается в Сст (сантистокс) или см2/с;
динамической вязкости — Па·с (часто обозначается буквой μ), обычно дается в мПа·с.
Плотность, естественно, в кг/м3.

Posted in Без рубрики | 4 комментария