Zacamintele de hidrocarburi fluide pot fi asimilate cu niste acumulatoare
de energie. O parte din aceasta energie se consuma pentru deplasarea fluidelor
prin mediul poros catre talpile sondelor de extractie, iar o parte pentru
deplasarea prin tevile de extractie.
Nivelul energetic al unui zacamant depinde de conditiile de geneza.
Energia este, intr-un context mai general, proprietatea materiei de a se
afla intr-o continua transformare. In cadrul zacamintelor de hidrocarburi fluide,
materia se gaseste sub urmatoarele stari de agregare: solida - rocile colectoare
si cele protectoare si hidrocarburile solide; lichida - hidrocarburile lichide si
apele de zacamant; gazoasa - hidrocarburile gazoase si alte sisteme de gaze.
Transformarile materiei dintr-o stare de agregare in alta pot fi descrise
cu ajutorul unor ecuatii de stare, prin intermediul parametrilor de stare. Energia
implicata in aceste transformari poate fi exprimata printr-o ecuatie generala, de
forma:
E ? f ??,V,T, p,t? (1.1)
unde: ? este parametrul alcatuirii structurale al sistemului analizat;
- V - volumul ocupat de sistemul respectiv;
- T- temperatura absoluta din sistem;
- p - presiunea din sistem;
- t - timpul.
Ecuatia 1.1 este ecuatie fundamentala in proiectarea exploatarii
zacamintelor de hidrocarburi fluide. Ecuatia 1.1 poate fi aplicata atat intregului
zacamant luat ca sistem, cat si anumitor parti componente ale zacamantului,
considerate de asemenea, ca sisteme de sine statatoare (de exemplu: zona
productiva, acviferul etc.). Pe baza acestei ecuatii se poate modela atat geneza
zacamintelor, cat si procesul de exploatare. Pentru aceasta este necesar sa se
realizeze modelarea cat mai exacta a parametrilor ecuatiei fundamentale a
energiei, precum si a interactiunilor dintre acestia.
Prin prisma acestui concept energetic, zacamantul de hidrocarburi
fluide trebuie privit ca un sistem energetic complex si unitar, alcatuit dintr-un
mediu solid poros-fisurat-permeabil (roca colectoare), saturat cu un mediu fluid
(hidrocarburile si apa de zacamant).
Privit Ia scara timpului geologic, acest sistem se afla in continua
transformare. La scara timpului de exploatare, transformarile asociate cu
geneza zacamintelor devin insesizabile, astfel ca, in momentul deschiderii unui
zacamant de hidrocarburi fluide putem considera ca acesta se gaseste in stare
de echilibru. Acest echilibru este rupt chiar in momentul in care prima sonda
"inteapa" zacamantul, pentru ca se actioneaza asupra parametrilor ecuatiei
4
fundamentale a energiei (relatia 1.1). De altfel, intreg procesul de exploatare nu
inseamna altceva decat actionarea asupra parametrilor ecuatiei fundamentale a
energiei. De exemplu, deplasarea hidrocarburilor din mediul poros spre talpile
sondelor de extractie se realizeaza actionandu-se, in principal, asupra
parametrului presiune, p. De obicei, temperatura de zacamant variaza intre
limite extrem de apropiate si de aceea, procesele de exploatare sunt
considerate, de regula, ca fiind izoterme. In concluzie, realizarea celui mai bun
proiect de exploatare pentru un zacamant dat implica modelarea cat mai exacta
a tuturor parametrilor ecuatiei fundamentale a energiei (1.1) si alegerea
variantei optime de exploatare, varianta care sa utilizeze in modul cel mai
eficient energia proprie a zacamantului. Aceasta va asigura in mod cert si
eficienta economica a procesului de exploatare.
2. Diagrama de stare a sistemelor
de hidrocarburi
Diagrama de stare (fig. 2.1) este o diagrama de echilibru a fazelor
(lichida si gazoasa) in coordonate p, V, T. Punctul C reprezinta punctul critic, iar
CT este cricondentermul; c. s. este curba de saturatie a titeiului; c. c. - curba de
condensare; c. c. m - curba de condensare maxima; c. v. - curba de vaporizare.
Diagrama de stare ne ofera date privind: tipul de zacamant, nivelul energetic al
sistemului in momentul initial si in cursul exploatarii, forma de energie
predominanta in zacamant, transformarile de stare ale fazelor in timpul
exploatarii, alcatuirea structurala a sistemului de hidrocarburi.
Domeniul situat Ia dreapta
izotermei punctului critic este
domeniul de existenta a zacamintelor
de gaze, care Ia randul lui cuprinde
doua subdomenii.
Domeniul cuprins intre
izoterma punctului critic (Ia stanga),
izoterma cricondetermului si curba de
vaporizare (Ia dreapta) este domeniul
de existenta a zacamintelor de gaze
cu condensat. Curba de condensare
il imparte in doua subdomenii.
Sistemele aflate in momentul initial
deasupra curbei de condensare
constituie zacamintele de gaze cu
condensat propriu-zise. Exploatarea
are loc dupa izoterma C0C1C2C3. Pe
Fig. 1.1 Domeniul de existenta al intervalul C0C1, in zona productiva se
zacamintelor de gaze va deplasa numai faza gaze. In C1 (Ia
presiunea de condensare) incepe
fenomenul numit condensare
retrograda, adica din gaze se separa
5
o faza lichida condensatul.
Domeniul limitat de punctele pe diagrama de stare CC1CTC2 este
domeniul de comportare retrograda. Cantitatea de condensat separata din
gaze creste din C1 pana in C2 (punct de condensare maxima), dupa care scade
din nou, sistemul avand, pe intervalul C2C3, o comportare "normala". Cum este
si firesc, sub punctul C1, curgerea in mediul poros va fi eterogena (gaze +
condensat).
Sistemele aflate in momentul initial sub curba de condensare apartin
zacamintelor false de condensat. Acestea sunt, de fapt, mari cupole de gaze
bordate Ia partea de jos cu un brau de "titei". Compozitia acestui "titei" se
apropie mai degraba de cea a condensatului. Acestor zacaminte le este
caracteristic faptul ca faza lichida este saturata cu gaze, iar faza gazoasa din
cupola este, Ia randul ei, saturata cu faza lichida. Curgerea in zona productiva
va fi de Ia inceput eterogena, dar dupa cum sistemul se poate afla in momentul
initial in punctul D0 (in interiorul domeniului de comportare retrograda) sau in E0
(sub curba de condensare maxima), comportarea in exploatare este diferita.
Pentru primul caz (D0) avem, Ia inceput, comportare retrograda (segmentul
D0D1), iar in continuare avem comportare normala, din D1 faza lichida trecand
din nou in faza gazoasa.
Domeniul situat Ia dreapta izotermei cricondetermului si a curbei de
vaporizare este domeniul de existenta a zacamintelor de gaze propriu-zise. In
zacamant curgerea este omogena pe tot parcursul exploatarii (G0G1).
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
