Министерство образования и науки Республики Казахстан
Казахский национальный Исследовательский технический университет
имени К. И.Сатпаева
Институт: Геологии и нефтегазового дела им. К. Турысова
Кафедра «Разработки нефтяных и газовых месторождений»
«Утверждаю»
Директор института
_______________ Т.
«___»________________2015г.
программа курса (syllabus)
По дисциплине: «Подземная гидромеханика»
Специальность 5B070800 «Нефтегазовое дело»
Всего – 2 кредита
Курс – первый
Семестр – второй
Лекций – 15 часов
Практические занятия – 15 часов
СРС – 30 часов
СРСП – 30 часов (15 аудиторных + 15 офисных)
Всего аудиторных – 45 часов
Всего внеаудиторных – 45 часов
Итого 90 часов
Экзамен – второй семестр
Алматы 2015
Программа курса составлена Б., доктором философии PhD, старшим преподавателем, на основании типового учебного плана подготовки бакалавров для специальности 5B070800.
Рассмотрена на заседании кафедры Разработки нефтяных и газовых месторождений
«_____» ________2015г.
Протокол №1
Зав. кафедрой РНГМ _________________ Е. С. Орынгожин
Одобрена методическим советом института
«____» __________ 2015 Протокол №1
Председатель ____________________ К. С. Нурбекова
Сведения о преподавателе:
Игембаев Идеят Болатович, доктор философии PhD, старший преподаватель кафедры РНГМ КазНИТУ, рабочее место – аудитория 813-НК. Специализируется в следующих областях науки:
- разработка высоковязких нефтяных месторождений;
- методы повышения нефтеотдачи;
- применение горизонтальных скважин.
Офис – кафедра разработки нефтяных и газовых месторождений
Адрес: 480013, Алматы, Сатпаева 22, нефтяной корпус, каб. 813НК
Тел. 257-71-58
1. Цель и задачи дисциплины
Предметом дисциплины является рассмотрение и описание основ проектирования разработки нефтяных и газовых месторождений.
1.1. Цель дисциплины
Целью преподавания дисциплины является изучение гидродинамической теории однофазной и многофазной фильтрации флюидов в однородных и неоднородны пористых и трещиноватых средах.
1.2. Задачи дисциплины Задачи изучения данной дисциплины заключаются в том что в результате завершения полного курса включая теоретическую часть и практические занятия студенты овладеют основами гидродинамических расчетов установившейся и неустановившейся фильтрации жидкости и газа в пластах.
1.3. Пререквизиты: математика, физика, жидкости и газа, общая гидравлика, основы нефтегазового дело.
1.4. Постреквизиты:. Разработка нефтяных и газовых месторождении, техника и технология добычи нефти.
2 Система оценки знаний студентов
По дисциплине предусматриваются следующие виды контроля и соответствующие оценки в баллах (таблица 1).
Таблица 1 – Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
Вид итогового контроля | Виды контроля | Оценка (баллы) |
Экзамен | Итоговый контроль | 40 |
Рубежный контроль | 20 | |
Текущий контроль | 40 |
Видами текущего контроля являются практические работы, рубежный контроль – контроля знаний части курса по модулю, к итоговому контролю относятся экзамен.
Таблица 2 – Календарный график сдачи всех видов контроля по дисциплине «Гидромеханика в бурении»
Недели | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Виды контроля | ПР1 | ПР2 | ПР3 | РК1 | ПР4 | ПР5 | ПР6 РК2 | ПР7 | ПР8 | ||||||
Балл | 1 | 1 | 1 | 10 | 1 | 1 | 1 10 | 1 | 1 | ||||||
Виды контроля: ПР – практическая работа, РК – рубежный контроль. |
Студент допускается к сдаче итого всего контроля (сдаче экзамена) при наличии суммарных рейтингового балла ≥ 30. Итоговый контроль считается сданным в случае набора ≥ 20 баллов (из 40 возможных).
Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 3).
Таблица 3 – Оценка знаний студентов при сдаче итогового контроля
Оценка | Буквенный эквивалент | В процентах | В баллах |
Отлично | А | 95-100 | 4 |
А- | 90-94 | 3,67 | |
Хорошо | В+ | 85-89 | 3,33 |
В | 80-84 | 3,0 | |
В- | 75-79 | 2,67 | |
Удовлетворительно | С+ | 70-74 | 2,33 |
С | 65-69 | 2,0 | |
С- | 60-64 | 1,67 | |
D+ | 55-59 | 1,33 | |
D | 50-54 | 1,0 | |
Неудовлетворительно | F | 0-49 | 0 |
3.Содержание дисциплины
3.1. Распределение часов по видам занятий
Наименование темы | Количество академических часов | |||
Лекция | Прак. занятия | СРСП | СРС | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1. Введение | 1 | 2 | 3 | |
2. Основные понятия подземной гидромеханики (ПГМ) | 1 | 1 | 2 | 2 |
3. Линеный закон фильтрации | 1 | 1 | 2 | 2 |
4. Нелинейный закон фильтрации | 1 | 1 | 2 | 2 |
5. Основы уравнение ПГМ | 1 | 2 | 2 | 2 |
6. Основные типы начальных и граничных условий | 1 | 1 | 2 | 2 |
7. Установившаяся фильтрация несжимаемой жидкости | 1 | 1 | 2 | 2 |
8. Интерференция скважин | 1 | 1 | 2 | 2 |
9. Установившаяся фильтрация газа | 1 | 1 | 2 | 2 |
10. Установившаяся фильтрация газированной жидкости | 1 | 1 | 2 | 2 |
11. Неустановившееся движение упругой жидкости в пористой среде | 1 | 1 | 2 | 2 |
12. Приближенные методы решения задач теории упругого режима | 1 | 1 | 2 | 2 |
13. Неустановившася фильтрация газа в пористой среде. | 1 | 1 | 2 | 2 |
14. Взаимное вытеснение жидкости | 1 | 1 | 2 | 2 |
15. Особенности фильтрации флюидов в трещиноватых средах, Заключение. | 1 | 1 | 2 | 2 |
Итого | 15 | 15 | 30 | 30 |
3.2 Содержание лекций
1. Введение.
Содержание: Подземная гидромеханика (ПГМ)- как наука.
Пререквизиты и постреквизиты. Этапы развития ПГМ.
2. Основные понятия ПГМ.
Содержание: понятие пористой среды, фильтрации. Модели пластов. Совершенные и несовершенные скважины.
3. Линейный закон фильтрации.
Содержание: Закон Дарси – линейный закон фильтрации. Причины нарушения закона Дарси. Верхняя и нижняя границы применения закона Дарси.
4. Нелинейные законы фильтрации.
Содержание: Формулы, выражающие общий закон фильтрации.
Дифференциальная форма закона Дарси.
5. Основные уравнения ПГМ.
Содержание: Вывод уравнения неразрывности потока. Уравнения состояния флюидов и пористой среды.
6. Основные типы начальных и граничных условий.
Содержание: простейшие фильтрационные потоки. Установившаяся и неустановившаяся фильтрация. Начальные и граничные условия для пластов при различных фильтрационных потоках.
7. Установившаяся фильтрация несжимаемой жидкости по жидкости по закону Дарси.
Содержание: Дифференциальное уравнение установившейся фильтрации несжимаемой жидкости. Расчет основных гидродинамических характеристик одномерного плоскопараллельного потока.
8. Интерпретация скважин.
Содержание: Понятие источников и истоков, и их потенциалов. Приток жидкости к группе скважин в пласте с удаленным и прямолинейным контуром питания (КП). Приток жидкости к скважине, эксцентрично расположенной в кругом пласте. Взаимодействие скважин кольцевой батареи.
9. Установившаяся фильтрация газа в пористой среде.
Содержание: расчет основных гидродинамических характеристик при установившейся фильтрации идеального и реального газа.
10. Установившаяся фильтрация газированной жидкости.
Содержание: давление насыщения. Фазовые проницаемости. Газовой фактор. А. Христиановича. Основные формулы установившейся фильтрации газированной жидкости.
11. Неустановившееся движение упругой жидкости в пористой среде.
Содержание: расчет основных гидродинамических характеристик при плоскопараллельной и плоскорадиальной неустановившейся фильтрации упругой жидкости.
12. Приближенные методы решения задач теории упругого режима.
Содержание: метод последовательной смены стационарных состояний (ПССС). В. Пирвердяна.
13. Неустановившееся движение газа в пористой среде.
Содержание: дифференциальное уравнение неустановившейся фильтрации идеального газа и его решение в точной постановке. Решение задачи о притоке газа к скважине методом ПССС.
14. Взаимное вытеснение жидкостей.
Содержание: расчет основных гидродинамических характеристик при плоскопараллельном вытеснении одной жидкости другой.
15. Особенности фильтрации флюидов в трещиноватых и трещиновато-пористых средах.
Содержание: Густота трещин. Коэффициент трещиноватости. Уравнения неразрывности потока в трещиноватых и трещиновато-пористых средах. Установившаяся одномерная фильтрация жидкости и газа в трещиновато-пористых средах.
3.3 Содержание практических занятий
Практическое занятие №1. Основные понятия подземной гидромеханики (ПГМ).
Содержание: Определение границ изменения пористости фиктивного грунта. Определение коэффициентов проницаемости, фильтрации скорости фильтрации и средней скорости движения.
Практическое занятие №2.Установившаяся фильтрация несжимаемой жидкости.
Содержание: определение распределения давления, скорости фильтрации, дебита, средневзвешенного по объему пластового давления при плоскопараллельной установившейся фильтрации несжимаемой жидкости.
Практическое занятие №3. Установившаяся фильтрация несжимаемой жидкости.
Содержание: Расчет основных гидродинамических характеристик при плоскорадиальной установившейся фильтрации несжимаемой жидкости.
Практическое занятие №4. Установившаяся плоскорадиальная фильтрация несжимаемой жидкости.
Содержание: Оценка изменения дебита скважины при увеличении радиуса скважины.
Закон движения частицы жидкости.
Содержание: Определение времени отбора жидкости из призабойной зоны скважины радиуса R.
Практическое занятие №5. Гидродинамическое несовершенство скважин.
Содержание: оценить влияние несовершенство скважин по степени и характеру вскрытия на ее дебит. Определение коэффициента совершенство скважин.
Фильтрация жидкости в неоднородном пласте.
Содержание: определение средней проницаемости при установившейся фильтрации в слоистом и зонально - неоднородном пласте.
Практическое занятие №6. Определение потенциала стока и источника.
Содержание: Определение дебита скважины, эксцентрично размешенной на круговой залежи. Определение суммарного дебита круговой батареи.
Практическое занятие №7. Интерференция скважин.
Содержание: определение коэффициентов взаимодействия и суммарного взаимодействия скважин, и влияние на них расстояния между скважинами и числа скважин.
Практическое занятие №8. Взаимное вытеснение жидкостей.
Содержание: определение гидродинамических характеристик при плоскопараллельном вытеснении одной жидкости другой.
Практическое занятие №9. Упругий режим пласта.
Содержание: определение упругого запаса нефти в замкнутой области, полученного за счет упругого расширения нефти, воды и горной породы. Определение гидропроводности, коэффициента упругоемкости.
Практическое занятие №10. Неустановившаяся фильтрация упругой жидкости.
Содержание: Определение давления в бесконечном пласте при плоскорадиальной фильтрации упругой жидкости, в точной постановке. Определение давления в любой точке пласте при работе прямолинейного ряда в бесконечном пласте.
Практическое занятие №11. Приближенные методы решения задач упругого режима.
Содержание: определение гидродинамических характеристик при упругом режиме по методу последовательной смены стационарных состояний.
Практическое занятие №12.Разработка ограниченных пластов при упругом режиме.
Содержание: определение продолжительности первой фазы разработки, изменения забойного давления во второй фазе разработки. Определение изменения давления на контуре питания во второй фазе разработки.
Практическое занятие №13. Установившаяся фильтрация идеального газа.
Содержание: определение гидродинамических характеристик при установившейся фильтрации идеального газа.
Неустановившаяся фильтрация.
Содержание: определение гидродинамических характеристик при неустановившейся фильтрации газа, в точной постановке.
Практическое занятие №14. Установившаяся фильтрация газа.
Содержание: определение гидродинамических характеристик методом последовательной смены стационарных состояний.
Установившаяся фильтрация газированной жидкости.
Содержание: определение гидродинамических характеристик при установившейся фильтрации газированной жидкости с использованием функции С. А. Христиановича.
Практическое занятие №15. Установившаяся фильтрация жидкости и газа в трещиноватом пласте.
Содержание: Определение распределения давления, дебита скважины, работающем в трещиноватом и трещиновато - пористом пласте, и времени отбора жидкости.
3.4 Содержание СРСП
1. Основные понятия теории фильтрации.
2. Одномерное движение несжимаемой жидкости в условиях водонапорного режима.
3. Установившееся плоская фильтрация.
4. Интерференция скважин.
5. Гидродинамическое несовершенство скважины на ее дебит.
6. Движение жидкости в пласте с неоднородной проницаемостью.
7. Установившаяся фильтрация идеального газа.
8. Установившаяся фильтрация газированной жидкости.
9. Неустановшаяся фильтрация упругой жидкости в упругой пористой среде.
10. Неустановшаяся фильтрация жидкости и газа в деформируемом трещиноватом пласте.
11. Приближенные методы решения задач теории упругого режима
12. Решение задачи о притоке газа к скважине методом ПССС.
13. Гидродинамические характеристики при плоскопараллельном вытеснении одной жидкости другой.
14. Фильтрация флюидов в трещиноватых и трещиновато-пористых средах.
15. А. Христиановича
3.5 Содержание СРС
1.Основные понятия и законы подземной гидромеханики
2.Линейны закон Дарси. Пределы применимости закона Дарси
3.Уравнение неразрывности потока. Уравнения состояния флюидов
4.Дифференциальное уравнение установившейся фильтрации несжимаемой жидкости.
5.Гидродинамические характеристики установившейся фильтрации несжимаемой жидкости
6.Определение средней проницаемости слоистого и зонального неоднородного пласта
7.Интерференция скважин. Источники и стоки, и их потенциалы. Определение дебитов при интерференции скважин
8.Гидродинамические несовершенство скважин. Влияние радиуса скважины на ее дебит
9.Гидродинамические характеристики установившейся фильтрации идеального и реального газа
10. Установившаяся фильтрация газированной жидкости. Фазовые проницаемости. А. Христиановича
11. Неустановившаяся движения упругой жидкости в пористой среде. Упругой запас жидкости. Уравнение истощения залежи.
12. Точное и приближенное решение задач упругого режима для бесконечных и ограниченных пластов
13. Неустановившаяся фильтрация идеального газа. Установление аналогии с неустановившейся фильтрацией упругой жидкости. Точное и приближенное решение газа
14. Взаимное вытеснение жидкостей. Учет различия вязкостей. Функция Баклея-Леверетта
15. Фильтрация жидкости и газа в трешиновато-пористом пласт
Таблица 5 – график проведения занятий
№ | Дата | Время | Наименование тем |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | Основные понятия теории фильтрации. | ||
2 | Одномерное движение несжимаемой жидкости в условиях водонапорного режима. | ||
3 | Установившееся плоская фильтрация | ||
4 | Интерференция скважин. | ||
5 | Гидродинамическое несовершенство скважины на ее дебит. | ||
6 | Движение жидкости в пласте с неоднородной проницаемостью | ||
7 | Установившаяся фильтрация идеального газа. | ||
8 | Установившаяся фильтрация газированной жидкости. | ||
9 | Неустановшаяся фильтрация упругой жидкости в упругой пористой среде. | ||
10 | Неустановшаяся фильтрация жидкости и газа в деформируемом трещиноватом пласте. | ||
11 | Приближенные методы решения задач теории упругого режима. | ||
12 | Решение задачи о притоке газа к скважине методом ПССС. | ||
13 | Гидродинамические характеристики при плоскопараллельном вытеснении одной жидкости другой. | ||
14 | Фильтрация флюидов в трещиноватых и трещиновато-пористых средах. | ||
15 | А. Христиановича Заключение. | ||
Практические занятия | |||
1 | Основные понятия подземной гидромеханики (ПГМ). | ||
2 | Установившаяся фильтрация несжимаемой жидкости.. | ||
3 | Установившаяся фильтрация несжимаемой жидкости | ||
4 | Закон движения частицы жидкости | ||
5 | Фильтрация жидкости в неоднородном пласте | ||
6 | Определение потенциала стока и источника. | ||
7 | Интерференция скважин.. | ||
8 | Взаимное вытеснение жидкостей | ||
9 | Упругий режим пласта | ||
10 | Неустановившаяся фильтрация упругой жидкости | ||
11 | Приближенные методы решения задач упругого режима. | ||
12 | Разработка ограниченных пластов при упругом режиме. | ||
13 | Установившаяся фильтрация идеального газа. | ||
14 | Установившаяся фильтрация газа. | ||
15 | Установившаяся фильтрация жидкости и газа в трещиноватом пласте. |
4.Учебно-методические материалы по дисциплине
Основная литература
1. П. Разработка нефтяных месторождений. Учебник для вузов.- М.:-во «Недра» 1986г.
2. П.и др. сборник задач по разработке нефтяных месторождений. - М: Недра, 1985г.
3. Теория разработки нефтяных месторождений при внутриконтурных заводнениях. М:Недра,2004г.
Дополнительная литература
4. Под редакцией К. Справочное руководство по проектированию разработки нефтяных месторождений.-М.: Недра, 1983г.
Содержание
стр.
1. Цель и задачи дисциплины……………………………………………………………………..3
1.1. Цель дисциплины……………………………………………………………………………3
1.2. Задачи дисциплины………………………………………………………………………….3
1.3. Пререквизиты………………………………………………………………………………..3
1.4. Постреквизиты……………………………………………………………………………….3
2. Система оценки знаний студентов………………………………………………………………3
3. Содержание дисциплины………………………………………………………………………..5
3.1. Распределение часов по видам занятий…………………………………………………...5
3.2. Содержание лекций…………………………………………………………………………5
3.3. Содержание практических работ….……………………………………………………...6
3.4 Содержание СРСП…………………………………………………………………………8
3.5. Содержание СРС………………………………………………………………………….8
4. Учебно-методические материалы по дисциплине……………………………………………10
Основные порталы (построено редакторами)