Charakter vývoja ložiska je možné vopred určiť pomocou rovníc materiálovej bilancie, ktorý berie do úvahy také premenné, ako sú objemy kvapalín v nádrži, tlaky a teploty v nádrži, stlačiteľnosť, predajné objemy ropy a plynu a stupeň pohybu vody do nádrže. Správnejšie by bolo povedať, že ide o celý súbor rovníc, pomocou ktorých môže terénny inžinier vypočítať objemy ropy, plynu a okrajovej vody v nádrži a predpovedať povahu a veľkosť zmien týchto objemov v r. budúcnosť. Ich úvahy však presahujú rámec tejto knihy. Malo by sa len pevne pamätať na to, že ložisko ropy a plynu sa vyznačuje mnohými vzájomne súvisiacimi premennými a že zmena jednej z nich môže byť prirodzenou príčinou zmeny iných faktorov. Presnosť predpovedania takýchto zmien závisí od presnosti údajov použitých pri riešení rovníc s rôznymi premennými. Na základe údajov o doterajšom vývoji nádrže je možné urobiť pomerne objektívne kvantitatívne alebo semikvantitatívne predpovede o správaní sa tejto nádrže v budúcnosti.
Znalosť fyzikálnych zákonitostí, na ktorých je založená rovnica materiálovej bilancie, umožňuje prehodnotiť niektoré predstavy, ktoré vznikli v počiatočnom období rozvoja ložiska. Napríklad, ak sa formačný tlak počas procesu vývoja znižuje pomalšie, ako sa predpokladalo podľa predbežných výpočtov, potom to naznačuje nejaký dodatočný zdroj výživy formácie. Na poli Mara v západnej Venezuele teda charakter ťažby ropy z produktívnej nádrže v kriedových ložiskách nezodpovedal rovnici materiálovej bilancie. Štúdie ukázali, že tento zásobník bol dodatočne nabitý zo zásobníka v suteréne (pozri str. 125 a obr. 6-31). Ak sa zistí, že v niektorej časti nádrže sa tlak v nádrži a prietoky v studni udržiavajú na hodnote vysoký stupeň, napriek ich všeobecnému poklesu na celom zvyšku poľa to môže slúžiť ako náznak možnosti existencie ešte nepreskúmaných oblastí poľa, a teda viesť k objaveniu nových významných zásob ropy.
Pri vývoji usadeniny plynového kondenzátu v zásobníku s poklesom v R PL predtým R R kondenzát padá do nádrže. Rovnica materiálovej bilancie má tvar:
tie. počiatočná hmotnosť M H zmes plynného kondenzátu v zásobníku sa rovná súčtu aktuálnej hmotnosti zmesi plynného kondenzátu v zásobníku M(t) , množstvo surového kondenzátu, ktorý medzitým spadol do nádrže t– M Komu (t) a hromadne vyrábané M q (t) formačný plyn.
V prípade plynového režimu možno rovnicu materiálovej bilancie pre ložisko plynového kondenzátu zapísať ako:
kde: 
- počiatočný objem pórov nasýtených plynom
usadeniny a objem pórov zásobníka zaberaný vyzrážaným surovým kondenzátom
medzi časom t,
– počiatočný a aktuálny priemerný tlak v nádrži,
sú koeficienty superstlačiteľnosti zmesi plynového kondenzátu pri T PL a
respektíve pri R H a 
,
je zodpovedajúca hustota plynu počiatočného a prúdového zloženia
priniesol do R AT a T O ,
je hustota surového kondenzátu, ktorý práve spadol do zásobníka
čas t znížená na tlak 
a T PL .
Pri určovaní hmotnosti vyprodukovaného zásobníkového plynu v danom čase t používa sa nasledovné opakujúci pomer:
(návratové sekvencie, ktorých každý ďalší člen, počnúc niektorým, je vyjadrený podľa určitého pravidla cez predchádzajúce)
kde: 
- hmotnosť vyprodukovaného zásobníkového plynu v danom čase t
– Δ
t,
Q q .S.G. * (t- Δ t) je množstvo suchého plynu vyprodukovaného v určitom časovom bode t a t – Δ t
respektíve znížená na R AT a T O .
Δ t- časový krok
– objemový koeficient suchého plynu (faktor premeny plynu na
formovací plyn)
Závislosť 
,
,
, a 
najspoľahlivejšie určené ako výsledok experimentálnych štúdií s použitím bomby PVT.
Často sa používajú závislosti podľa Reitenbacha G.R., získaného pre pole Vuktylskoye, ( R H= 37 MPa, R R\u003d 33 MPa, kondenzát obsahuje (500 cm 3 / m 3), ktoré majú tvar:
1 –
ρ
do 2 -
1 –
z
2 -
β
Deformačné zmeny v nádrži.
Pri vývoji ložísk plynu obmedzených na karbonátové ložiská čelíme výraznej zmene priepustnosti a pórovitosti ložiska v prítomnosti štiepenia.
Laboratórne štúdie ukázali, že s poklesom tlaku in situ R PL koeficienty pórovitosti a priepustnosti sa znižujú.
Exponenciálna závislosť koeficientu pórovitosti m od tlaku má tvar:
kde: 
– koeficient pórovitosti zodpovedajúci tlakom R H a R,
je faktor stlačiteľnosti pórov, 1/MPa.
Rovnica materiálovej bilancie pre zásobník plynu s deformovateľným zásobníkom za predpokladu Z = 1 vyzerá ako:
(rovnica sa používa, keď Z ≥ 0,8 )
Pri deformácii zásobníka sa mení koeficient nasýtenia plynom v dôsledku zmenšenia objemu pórov a expanzie zvyškovej vody, t.j. aktuálny faktor nasýtenia plynu je funkciou tlaku 
.
Potom sa rovnica materiálovej bilancie zapíše takto:
kde: 
je koeficient objemovej pružnosti kvapaliny
AT
zobrazené na grafe.
1 - závislosť s nedeformovaným kolektorom.
2 - závislosť pre deformovateľný kolektor.
V dôsledku deformácie produktívneho zásobníka je krivka (2) umiestnená nad zodpovedajúcou krivkou závislosti v neprítomnosti deformácie (1), čo sa vysvetľuje znížením objemu pórov zásobníka v priebehu času.
O 
= 0 priamky (1) a (2) sa zbiehajú do jedného bodu, pretože bez ohľadu na formáciu deformáciu, množstvo plynu vyprodukovaného časom, kedy 
= 0 sa musí rovnať počiatočnej zásobe plynu v zásobníku.
Materiálové a tepelné bilancie spaľovacích procesov
Spaľovanie, ako každý chemický proces, sa riadi základnými prírodnými zákonmi (napríklad zákonom o zachovaní hmoty a energie), čo umožňuje teoreticky odhadnúť množstvo oxidačného činidla potrebného na spaľovanie látok a materiálov; zloženie a objem produktov spaľovania; množstvo uvoľneného tepla; teplota...(THORY SPAĽOVANIA A VÝBUCHU)
materiálová bilancia.
Podľa zákona zachovania hmotnosti by sa množstvo prichádzajúcich látok ^GH malo rovnať množstvu látok GK získaných po ukončení procesu, t.j. bez strát: V praktických podmienkach sú však straty látok (? Gn) nevyhnutné, preto sa materiálová bilancia skladá tak pre samostatný proces, ako aj ...(PROCESY A PRÍSTROJE CHEMICKÉHO INŽINIERSTVA)
materiálová bilancia.
Celkové množstvo odparenej vlhkosti je určené rovnicou (6.8). Na základe rovnice (6.7) možno vypočítať koncentrácie roztokov medzi obalmi. Napríklad pre dvojplášťový výparník je koncentrácia po prvom plášti daná kde Wi- spotreba vyparenej vlhkosti...(PROCESY A ZARIADENIA NA VÝROBU POTRAVÍN)
Prenos tepla v uzavretom systéme. Rovnica tepelnej bilancie
Ak sa izoluje sústava viacerých telies a vytvoria sa podmienky na ich vzájomnú výmenu tepla, nastolí sa tepelná rovnováha. V dôsledku výmeny tepla budú mať telesá rovnakú teplotu. Táto skutočnosť je experimentálna a je pozorovaná vo všetkých prípadoch prestupu tepla (niekedy je považovaná za nulovú...(MOLEKULÁRNA FYZIKA A TERMODYNAMIKA)
Tepelná bilancia pri zváraní
Hlavný podiel tepelnej energie pri bodovom, reliéfnom a švovom zváraní vzniká pôsobením objemovo rozloženého zdroja. Úloha sekundárnych zdrojov v celkovej tepelnej bilancii je považovaná za nevýznamnú. Ich podiel nepresahuje cca 10 % z celkovej energie vytvorenej v oblasti medzi elektródami,...(TECHNOLÓGIA KONŠTRUKČNÝCH MATERIÁLOV: TEÓRIA A TECHNOLÓGIA ODPOROVÉHO ZVÁRANIA)
Podľa zákona o zachovaní hmotnosti látok sa množstvo (hmotnosť) východiskových surovín odobratých na výrobu rastlinného prípravku alebo hotového lieku musí rovnať množstvu (hmotnosti) získaných materiálov (hotový produkt + vedľajšie produkty). + odpad). Táto pozícia môže byť vyjadrená nasledujúcou rovnosťou:
g 1= g 2+ g 3+ g 4
kde g - východiskové suroviny; g 2 - hotový výrobok; gz- vedľajšie produkty; g 4 - odpad (všetko v kilogramoch).
V praxi je však množstvo získaných materiálov vždy menšie ako množstvá odobratých východiskových materiálov. Vysvetľuje to skutočnosť, že pri akejkoľvek výrobe dochádza k materiálnym stratám. Preto by vyššie uvedená rovnica mala mať nasledujúci tvar:
g 1=( g 2+ g 3+ g 4)+ g 5
kde g 5 - materiálne straty v kilogramoch.
Posledná rovnica sa nazýva rovnica materiálovej bilancie; pod materiálová bilancia pochopiť vzťah medzi množstvom surovín, hotového výrobku, vedľajších produktov, odpadu a materiálových strát.
materiálne straty sú odlišný pôvod. Dochádza k mechanickým stratám, najčastejšie pozorovaným pri absencii alebo nedostatočnej mechanizácii pohybu spracovávaných materiálov (rozsypanie, rozstrekovanie, krov, rozbitie a pod.). Môže byť fyzikálne a chemické straty, napríklad pri extrakcii (neúplná extrakcia účinných látok), filtrácii (strata prchavých rozpúšťadiel pri vákuovej filtrácii), odparovaní (strata silice a kyseliny valérovej pri vákuovom zahusťovaní extraktu pri výrobe hustého extraktu z koreňa valeriány). ), atď. Možné sú aj straty chemický poriadku, najčastejšie v dôsledku neúplnej reakcie. Napríklad, ak reakcia medzi anhydridom arzénu a potašom neprebehne úplne (v dôsledku nedodržania tepelného režimu), získaný roztok arzénu bude v tomto prípade obsahovať znížené množstvo arzenitu draselného.
Materiálová rovnováha má veľký praktický význam, pretože ako v zrkadle odráža stupeň dokonalosti technologického procesu. Čím je to úplnejšie, tým podrobnejšia je technológia tohto lieku; čím menšia je bilancia rôznych druhov strát, tým správnejšie sa výrobný proces vykonáva. Naopak, čím viac materiálnych strát v bilancii, tým menej zvládnutá technológia tohto lieku a tým viac rôznych druhov porúch v ňom.
Materiálová bilancia môže byť prezentovaná vo forme nielen algebraickej rovnice, ale aj tabuliek príjmov a spotreby materiálov. V príjmovej časti salda sú uvedené množstvá materiálu zavedené do výroby a vo výdavkovej časti - množstvá prijatého materiálu a straty. Účty príjmovej a výdavkovej časti súvahy musia byť rovnaké.
Materiálovú bilanciu možno zobraziť aj ako diagram.
Materiálovú bilanciu možno zostaviť: 1) pre jednu etapu, operáciu alebo zaťaženie; 2) za jednotku času (hodina, zmena, deň); 3) na jednotku hotového výrobku (na 1000 alebo 100 kg). Prvá forma zostavovania bilancie prebieha v periodickom technologickom procese a bilančné údaje môžu slúžiť ako východisko pri zostavovaní harmonogramu výroby. Druhá forma materiálových výpočtov sa používa v kontinuálnom procese, aby sa zistilo množstvo surovín spotrebovaných za hodinu (zmena, deň), množstvo získaných produktov a straty. Materiálová bilancia zostavená na 1000 alebo 100 kg hotového výrobku je výhodná v tom, že okamžite uvádza mieru spotreby surovín.
V závislosti od vlastností surovín sa bilancia pre niektoré fázy výroby uskutočňuje nielen z hľadiska množstva materiálov, ale aj z hľadiska ich kvality. základné časti. Napríklad pre rastlinné materiály - pre extraktívne látky (vrátane účinných látok), vlhkosť a nerozpustné suché látky, pre alkohol - pre absolútny alkohol a vodu. Malo by sa tiež zdôrazniť, že materiálová bilancia môže byť zostavená nielen vo vzťahu ku všetkým materiálom (celková bilancia) zapojených do procesu, ale aj ku ktorémukoľvek z nich.
Pomocou rovnice materiálovej bilancie je možné určiť také dôležité charakteristiky technologického procesu ako výkon, technologický odpad, koeficienty spotreby, miery spotreby.
VÝCHOD(η) -percento množstva hotových výrobkov (g1) k množstvu surovín (g2):
Technický odpad(ε) - pomer strát materiálu k hmotnosti surovín, vyjadrený v percentách:
pomer nákladov.(Kpacx) - pomer celkovej hmotnosti surovín k hmotnosti získaného hotového výrobku:
Pomocou koeficientu spotreby je ľahké vypočítať požadované množstvo surovín - výdavkové normy(Npacx), vynásobením čísel liekopisného (alebo MRTU) receptu koeficientom spotreby. Ak je technologický proces sprevádzaný tvorbou odpadu, ktorý sa spracováva na vedľajšie produkty a odpad, všetky uvedené výpočty sa o niečo skomplikujú. V tomto prípade nie je výstupný a technologický odpad určený hmotnosťou surovín, ale ako percento teoretického výstupu:
Koeficient spotreby sa tiež vypočíta ako pomer teoretického výťažku k hmotnosti hotového výrobku.
Prednáška 2. Rovnice vývoja vkladov (1. časť)
Pri výpočte ukazovateľov rozvoja poľa sú hlavné rovnice:
- materiálová bilancia,
- Technologický spôsob prevádzky studní,
- prietok tekutín do studne,
- pohyby v stúpačkách.
Riešenie tohto systému rovníc umožňuje nájsť vzory pohybu tekutín v ložisku a v studni.
Rovnice materiálovej bilancie
Rovnice materiálovej bilancie sa používajú na určenie ukazovateľov rozvoja poľa, zásob ložísk na základe údajov o objemoch z nich odobratých plynov a kvapalín.
Podľa princípu materiálovej bilancie sa počiatočná hmotnosť ropy Mn v nádrži rovná hmotnosti ropy vyťaženej za čas t Mdob a hmotnosti ropy zostávajúcej v nádrži Most:
Analýza vývoja ložiska ropy a plynu na základe údajov z terénu pomocou metódy materiálovej bilancie
Označme celkový objem ropou nasýtenej časti ložiska ako Vn, objem zásobníka, ktorý zaberá plynový uzáver, ako Vg. Pri počiatočnom tlaku v nádrži, ktorý sa rovná tlaku nasýtenia ropy plynom Psat, objemový koeficient oleja bno, objemový koeficient plynového uzáveru plynu bgo, počiatočný obsah plynu v oleji Г0.
Pri ťažbe ropy (za štandardných podmienok) a vody Qv z ložiska sa priemerný tlak v ložisku znížil na P. Pri tlaku P boli objemové koeficienty ropy bn, plynu bg, vody bv, obsahu plynu ropy G. Počas uvažovaného obdobie vývoja, tvorba vody Wv napadla ložisko a priemer GOR dosiahol hodnotu.
Používame metódu materiálovej bilancie. Nános pri počiatočnom tlaku a teplote v nádrži obsahoval olej Gn* bno. V čase vývoja, keď tlak klesol na súčasnú hodnotu Р, objem ropy sa stal (Gн? Qн) bн. Množstvo vybraného oleja sa určí:
Zmena množstva voľného plynu v zásobníku sa určí s prihliadnutím na jeho objem uvoľnený z ropy s poklesom tlaku.
Na začiatku vývoja je množstvo voľného plynu v zásobníku určené jeho obsahom v plynovom uzávere. Ak je relatívny objem plynového uzáveru označený
potom objem voľného plynu v zásobníku bude GnbnoGsh a celkové množstvo plynu, berúc do úvahy objem rozpustený v oleji, bude určené výrazom:
Ak sa počas uvažovaného obdobia vývoja ťaží plyn z ložiska spolu s ropou (- priemerný plynový faktor za toto obdobie), potom sa objem voľného plynu v zásobníku pri tlaku P vyjadrí takto:
Zníženie objemu voľného plynu v zásobníku je určené rozdielom medzi jeho rezervami v počiatočnom čase a pri aktuálnom tlaku:
Objem vody v nádrži sa za uvažované obdobie vývoja zmenil o hodnotu:
Keďže nepodstatné zmeny v objeme pórového priestoru v rámci ložiska ropy a plynu počas procesu vývoja nie sú brané do úvahy, zistíme, že súčet zmien v objemoch ropy, voľného plynu a vody by sa mal rovnať nule. Ak vezmeme do úvahy (2.1), (2.2) a (2.3), dospejeme k rovnosti výrazu:
výraz (2.3)
Táto rovnosť (pod číslom 2,4) je zovšeobecneným vyjadrením materiálovej bilancie pri vývoji ložiska ropy a zemného plynu bez zohľadnenia zmeny objemu jeho pórov od tlaku.
Predstavme si notáciu:
Tento „dvojfázový objemový faktor“, ktorý závisí od tlaku, charakterizuje zmenu jednotkového objemu ropy a plynu pri poklese tlaku z aktuálneho tlaku v zásobníku na atmosférický tlak. Je zrejmé, že pri počiatočnom tlaku v zásobníku, kedy, hodnota.
Transformáciou rovnice (2.4) so zohľadnením (2.5) sa získa vzorec pre výpočet počiatočných zásob ropy v ložisku ropy a zemného plynu:
Ak by nádrž nemala žiadne spojenie s vodonosnou vrstvou, voda by do nej nemohla vniknúť () a nebola by odoberaná ropou (). V tomto prípade by počiatočné zásoby ropy v ložisku ropy a plynu boli určené posledným výrazom bez výrazu v čitateli.
Na posúdenie vplyvu mechanizmov expanzie plynového uzáveru, rozpusteného plynu a vniknutia vody do ložiska na produkciu ropy počas vývoja ložiska ropy a plynu uvádzame poslednú rovnicu do nasledujúcej podoby:
Vydelením oboch strán tejto rovnosti jej pravou stranou dostaneme výraz rovný jednej:
Čitatelia pojmov na ľavej strane výsledného výrazu charakterizujú zmenu počiatočného objemu ropnej časti zásobníka, počiatočného uzáveru plynu a efektívneho objemu vody, ktorá vstúpila do zásobníka. Spoločný menovateľ všetkých pojmov vyjadruje objem ložiska celkovej produkcie ropy a plynu pri aktuálnom tlaku v ložisku. Je zrejmé, že každý člen predstavuje podiel (faktor regenerácie ropy) na celkovej produkcii z ložiska, získaný rôznymi mechanizmami. V zápise Pearsona, ktorý ako prvý získal rovnicu, píšeme relatívne množstvá ropy produkovanej v dôsledku prejavu režimov:
rozpustený plyn:
rozšírenie plynového uzáveru:
vodný režim:
Príklad 2.1
Odhadnúť počiatočné zásoby ropy a faktory obnovy ropy z ložísk ropy a plynu.
Celkový objem ropou nasýtenej časti ložiska je Vn = 13,8 107 m3, objem zásobníka, ktorý zaberá plynový uzáver je Vg = 2,42 107 m3.
Počiatočný tlak v zásobníku, rovný tlaku nasýtenia ropy plynom, =Pnas= 18,4 MPa; objemový koeficient oleja pri počiatočnom tlaku bno = 1,34 m3/m3; koeficient objemového uzáveru plynu 0,00627m3/m3; počiatočný obsah plynu v oleji = 100,3 m3/m3.
Pri ťažbe z ložiska Qn = 3,18 106 m3 ropy (za štandardných podmienok) a vody Qw = 0,167 106 m3 sa priemerný tlak v nádrži znížil na Р=13,6 MPa, obsah plynu na Г = 75 m3/m3. Pri tlaku Р=13,6 MPa je objemový koeficient oleja bн = 1,28 m3/m3 a objemový koeficient plynu bg = 0,00849 m3/m3 objemový koeficient vody bv = 1,028. Počas vývojového obdobia sa ukázalo, že priemerný GOR je = 125 m3/m3, do nádrže vnikla voda zo zóny zvodnenej vrstvy.
Wv = 1,84 106 m3.
Vypočítajme počiatočné zásoby ropy. Najprv určíme relatívny počiatočný objem plynového uzáveru a hodnotu dvojfázového objemového koeficientu pomocou zodpovedajúcich vzorcov:
Zásoby ropy v nádrži budú:
Pre uvažované obdobie vývoja bol faktor výťažnosti ropy s relatívnym poklesom tlaku v ložisku o 26,1 %:
Rozvoj ložiska ropy a zemného plynu pri absencii hydrodynamického prepojenia s povodím (množstvo prenikajúcej a odoberanej vody sa rovná nule) a počiatočné údaje z predchádzajúceho problému by sa mohli uskutočniť s počiatočnými zásobami ropy a ropou koeficient výťažnosti m3, .
Zhodnoťme vplyv mechanizmov expanzie plynového uzáveru, prieniku rozpusteného plynu a vody do limitov ložiska na produkciu ropy pri výstavbe ložiska ropy a plynu na m3.
Pomocou vyššie uvedených vzorcov určujeme relatívne množstvá ropy produkovanej v dôsledku prejavu režimov:
rozpustený plyn:
rozšírenie plynového uzáveru:
vodný režim:
Súčet účasti troch mechanizmov na ťažbe ropy sa rovná jednej. Je zaujímavé, že v uvažovanom čase rozvoja zásobníka je dominantnou formou energie zásobníka energia plynu uvoľneného z ropy a rozpusteného v nej. Vďaka tomuto faktoru sa vyprodukovalo 45 % ropy. Mechanizmus vytesňovania ropy vodou predstavuje 31 % vyťaženej ropy, 24 % bolo odobratých v dôsledku rozšírenia plynového uzáveru.
Príklad 2.2.
Vypočítajte zásoby plynu v plynovom uzávere ložiska ropy a zemného plynu a celkovú ťažbu plynu z neho, ktorá zabezpečuje konštantný objem plynového uzáveru pri poklese priemerného tlaku v ložisku z počiatočnej na teplotu zásobníka C. Celkový objem zásobníka, ktorý zaberá uzáver plynu, je m3. Priemerná pórovitosť, nasýtenie objemu pórov viazanou vodou, obsah dispergovaného oleja v objeme plynového uzáveru. Relatívna hustota plynu je 0,66.
Riešenie. Zo známeho objemu zásobníka, pórovitosti a nasýtenia (v miliónoch m3) určíme objem plynu v uzávere plynu:
Objemový koeficient plynu sa vypočíta podľa vzorca:
kde je štandardný a priemerný aktuálny tlak v nádrži; štandardná teplota (273 K) a teplota formovania; z koeficient superstlačiteľnosti.
Poďme nájsť hodnoty z. Takže pri počiatočnom tlaku z = 0,914 a pri prúde Ppl = 16,1 MPa je hodnota z 0,892. Dostaneme:
bth, = 0,3663* 10-3*0,914*(374/22,1) = 0,00566 m3/m3.
bg \u003d 0,3663 * 10-3 * 0,892 * (374 / 16,1) \u003d 0,00759 m3 / m3.
Na prenos objemu plynu zo zásobníka do štandardných podmienok používame recipročné hodnoty získaných objemových koeficientov:
176,7 m3/m3.
138,1 m3/m3.
Počiatočné zásoby plynu za štandardných podmienok:
Gg. st \u003d 3,09 * 106 * 176,6 \u003d 545 * 106 m3
S poklesom tlaku v zásobníku sa objem plynového uzáveru zväčší, ak nie je odoberaný plyn. Aby objem plynového uzáveru zostal nezmenený, je potrebné odobrať nasledujúce množstvo plynu:
Pre podmienky problému máme:
Do času uvažovaného v úlohe, keď tlak v zásobníku klesne na 16,1 MPa, je potrebné odobrať z plynového uzáveru 25,4% počiatočných zásob, aby sa rozmery plynového uzáveru nezmenili.
