RU2152341C1 - Способ определения потерь нефтепродуктов в подземных хранилищах - Google Patents
Способ определения потерь нефтепродуктов в подземных хранилищах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2152341C1 RU2152341C1 RU99107234A RU99107234A RU2152341C1 RU 2152341 C1 RU2152341 C1 RU 2152341C1 RU 99107234 A RU99107234 A RU 99107234A RU 99107234 A RU99107234 A RU 99107234A RU 2152341 C1 RU2152341 C1 RU 2152341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interval
- samples
- underground storage
- oil
- losses
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области подземного хранения нефтепродуктов, в частности в кaменной соли, и может быть использовано для количественной оценки их естественной убыли в процессе эксплуатации подземных хранилищ. Изобретением решается задача повышения точности определения потерь нефтепродуктов в подземных хранилищах с одновременным снижением его трудоемкости. Способ включает определение мощности, открытой пористости и степени насыщенности зоны повышенной проницаемости на образцах вмещающих пород. При этом предварительно устанавливают зависимость величины деформаций от расстояния до контура подземного хранилища, выбирают значения деформаций на участке интенсивного их изменения и нагружают образцы вмещающих пород до выбранных значений деформаций. Искомую величину потерь нефтепродукта определяют по приведенной математической зависимости. 2 ил., 1 табл.
Description
Способ относится к области подземного хранения нефтепродуктов, в частности в каменной соли, и может быть использован для количественной оценки их естественной убыли в процессе эксплуатации подземных хранилищ (ПХ).
Известен балансовый способ определения потерь топлива в подземных хранилищах, основанный на измерении объемов закачанного и отобранного нефтепродукта и расчете потерь по их разности [1].
Основным недостатком этого способа является интегральный характер получаемой величины, автоматически включающей в себя потери в эксплуатационной скважине и в наземном комплексе ПХ.
Наиболее близким к предложенному является способ определения потерь нефтепродуктов в подземных хранилищах шахтного типа, включающий определение мощности зоны повышенной проницаемости, открытой пористости и водонасыщенности на образцах пород с последующим определением удельных потерь по графикам [2].
Однако этот способ позволяет оценить лишь первоначальные потери нефтепродукта, так как в нем не учитывается изменение мощности и фильтрационно-емкостных характеристик зоны повышенной проницаемости в период эксплуатации ПХ. Кроме того, его реализация является весьма трудоемким процессом, требующим обязательного присутствия человека в выработке.
Изобретением решается задача повышения точности определения потерь нефтепродуктов в подземных хранилищах с одновременным снижением его трудоемкости.
Для достижения указанного технико-экономического эффекта в предлагаемом способе, включающем определение мощности, открытой пористости и степени насыщенности зоны повышенной проницаемости на образцах вмещающих пород, предварительно устанавливают зависимость величины деформаций от расстояния до контура подземного хранилища, выбирают значения деформаций на участке интенсивного их изменения, нагружают образцы вмещающих пород до выбранных значений деформаций, а искомую величину потерь нефтепродукта определяют по формуле
где θ - потери нефтепродукта, т;
ρ - плотность нефтепродукта, т/м3;
n - число интервалов разбиения;
i - порядковый номер интервала разбиения;
Vi - объем породы в i-м, интервале, м3;
Δmi - приращение открытой пористости в центре i-го интервала;
ki - коэффициент насыщенности в центре i-го интервала.
где θ - потери нефтепродукта, т;
ρ - плотность нефтепродукта, т/м3;
n - число интервалов разбиения;
i - порядковый номер интервала разбиения;
Vi - объем породы в i-м, интервале, м3;
Δmi - приращение открытой пористости в центре i-го интервала;
ki - коэффициент насыщенности в центре i-го интервала.
Отличительными признаками предложенного способа являются нагружение образцов породы до заданных значений деформаций и связь потерь нефтепродукта с результатами определения параметров зоны повышенной проницаемости при этих деформациях, описываемая приведенной выше формулой. Это позволяет косвенным образом учесть реальный объем порового пространства вмещающих пород и степень его насыщенности нефтепродуктом и благодаря этому повысить точность определения потерь продукта хранения в период эксплуатации ПХ.
Предлагаемый способ поясняется чертежами, на которых изображены схема определения мощности зоны повышенной проницаемости вмещающих пород (фиг. 1) и поинтервального ее разбиения для более точного расчета потерь (фиг. 2).
Способ осуществляется следующим образом.
Отбирают определенное количество керна однородного состава и строения из материала разведочной скважины в интервале залегания рабочей толщи.
Изготавливают требуемое количество образцов цилиндрической формы с соотношением высоты и диаметра 2:1. Особое внимание при этом уделяют параллельности и чистоте обработки торцевых частей.
Экспериментально определяют по ГОСТированным методикам следующие показатели физико-механических свойств породы:
- σo - условно мгновенная прочность, мПа;
- σ - интенсивность касательных напряжений, соответствующая пределу длительной прочности при заданной сумме главных напряжений, мПа;
- ε - интенсивность деформаций сдвига при σi= σ и бесконечно большом значении времени t;
- G - модуль сдвига, мПа;
- K - модуль объемного сжатия, мПа;
- k - степень насыщенности ненарушенного образца нефтепродуктом;
- mо - коэффициент открытой пористости ненарушенного образца.
- σo - условно мгновенная прочность, мПа;
- σ
- ε
- G - модуль сдвига, мПа;
- K - модуль объемного сжатия, мПа;
- k - степень насыщенности ненарушенного образца нефтепродуктом;
- mо - коэффициент открытой пористости ненарушенного образца.
Определяют мощность зоны повышенной проницаемости.
Для этого решают уравнение напряженно-деформированного состояния массива пород в окрестности ПХ [1] при ранее полученных значениях входящих параметров. Результаты расчета представляют в виде графика изменения интенсивности деформаций сдвига εi на расстоянии R от контура ПР вглубь породного массива (фиг. 1, правая часть).
Проводят испытания серии (не менее 5) образцов породы на одноосное сжатие при постоянных во времени, но разных по величине значениях вертикального напряжения σ1, составляющих 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 0,9 от условно-мгновенной прочности σo. В процессе деформирования определяют вертикальные ε1 и боковые ε2, ε3 деформации образцов. Опыты заканчивают при достижении заданной величины интенсивности деформаций сдвига εi, которую рассчитывают по формуле
Определяют степень насыщенности kσ и коэффициент открытой пористости mσ для каждого деформированного образца и вычисляют приращения открытой пористости Δm по разности значений
Δm = mσ-mo. (2)
Затем определяют характер зависимости приращения открытой пористости Δm от уровня деформирования εi (фиг. 1, левая часть) и совмещают с графиком εi-R по общей оси 0,εi. Проецируя минимальное значение Δm на графике εi-R, получают на оси абсцисс искомую мощность зоны повышенной проницаемости r.
Определяют степень насыщенности kσ и коэффициент открытой пористости mσ для каждого деформированного образца и вычисляют приращения открытой пористости Δm по разности значений
Δm = mσ-mo. (2)
Затем определяют характер зависимости приращения открытой пористости Δm от уровня деформирования εi (фиг. 1, левая часть) и совмещают с графиком εi-R по общей оси 0,εi. Проецируя минимальное значение Δm на графике εi-R, получают на оси абсцисс искомую мощность зоны повышенной проницаемости r.
Зону повышенной проницаемости ПР разбивают на интервалы с заданным шагом по R (фиг. 2) и общее количество потерь θ вычисляют по формуле
где θ - потери нефтепродукта, т;
ρ - плотность нефтепродукта, т/м3;
n - число интервалов разбиения;
i - порядковый номер интервала разбиения;
Vi - объем породы в i-м интервале, м3;
Δmi - приращение открытой пористости в центре i-го интервала;
ki - коэффициент насыщенности в центре i-го интервала.
где θ - потери нефтепродукта, т;
ρ - плотность нефтепродукта, т/м3;
n - число интервалов разбиения;
i - порядковый номер интервала разбиения;
Vi - объем породы в i-м интервале, м3;
Δmi - приращение открытой пористости в центре i-го интервала;
ki - коэффициент насыщенности в центре i-го интервала.
Пример конкретного осуществления способа
В качестве конкретного примера приведем количественную оценку потерь бензина марки А-76 при длительном его хранении в подземном резервуаре N 4 комбината "Неман". Резервуар сферической формы радиусом 28,8 м и объемом 100000 м3 заложен на глубине 1000 м. Давление горных пород на этой глубине 23,5 мПа, противодавление продукта 11,8 мПа.
В качестве конкретного примера приведем количественную оценку потерь бензина марки А-76 при длительном его хранении в подземном резервуаре N 4 комбината "Неман". Резервуар сферической формы радиусом 28,8 м и объемом 100000 м3 заложен на глубине 1000 м. Давление горных пород на этой глубине 23,5 мПа, противодавление продукта 11,8 мПа.
Вмещающей средой ПР является каменная соль. Соль светло-серая, полупрозрачная, среднезернистая, с массивной текстурой.
Уравнение состояния каменной соли принималось в соответствии со СНиП 2.11.04-85 при следующих значениях входящих в него параметров: σ = 8,57 мПа; ε = 0,136; G = 936 мПа; K = 2571 мПа; n = 6; m = 14,48 мПа; c = 1,07. Распределение интенсивности сдвиговых деформаций εi в приконтурной области ПР определялось методом конечных элементов (фиг. 1, правая часть).
Испытания образцов на кратковременную (48 ч) ползучесть проводились на установке ПРГ 00-000 при нагрузках, составляющих 0,4; 0,6; 0,8; 0,9 от условно-мгновенной прочности σo= 20,2 мПа. Опыты прекращались при достижении заранее заданных значений интенсивности деформаций сдвига εi.
Определения коэффициентов открытой пористости деформированных образцов проводилось методом керосинонасыщения под вакуумом. Полученные приращения открытой пористости Δm наносились на график Δm-εi (фиг. 1, левая часть). Мощность зоны повышенной проницаемости (8,6 м) определялась путем проецирования точки пересечения графика пористости с осью 0-εi на график εi-R и далее на ось O-R (фиг. 1).
Определения коэффициентов открытой пористости деформированных образцов проводилось методом керосинонасыщения под вакуумом. Полученные приращения открытой пористости Δm наносились на график Δm-εi (фиг. 1, левая часть). Мощность зоны повышенной проницаемости (8,6 м) определялась путем проецирования точки пересечения графика пористости с осью 0-εi на график εi-R и далее на ось O-R (фиг. 1).
Для определения степени насыщения зоны повышенной проницаемости топливом образцы предварительно экстрагировались и насыщались бензином в условиях свободного поглощения.
При подсчете потерь зона повышенной проницаемости ПР разбивалась на подзоны с заданным интервалом (фиг. 2) и общее количество потерь рассчитывалось по формуле (3) для шаровой оболочки
θ = kρ4/3πΣ(r -r )Δmi,
где rL - внешний радиус оболочки, м;
rL-1 - внутренний радиус оболочки, м.
θ = kρ4/3πΣ(r
где rL - внешний радиус оболочки, м;
rL-1 - внутренний радиус оболочки, м.
Результаты расчетов при ρ = 0,72 т/м3 и k = 0,6 приведены в таблице 1.
Реальные потери в подземном резервуаре N 4 комбината "Неман" на 1998 г., определенные балансовым методом [1] , составили 689 т. Полученная разница между расчетной и фактической величинами потерь (233 т) обусловлена локализацией бензина в "карманах" при рассольной технологии эксплуатации ПХ.
Первоначальные потери, определенные по наиболее близкому к предлагаемому способу для такого же рабочего объема ПХ, составили 178 т [2]. Таким образом, точность предлагаемого способа более чем в два раза выше, чем точность наиболее близкого. Кроме того, его использование позволяет существенно снизить трудоемкость за счет упрощения технологии и избежать присутствие человека в выработке, что крайне важно для подземных хранилищ, созданных методом растворения каменной слои через скважину.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. СНиП 2.11.04-85. Подземные хранилища нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов. Госстрой СССР, М., 1988.
1. СНиП 2.11.04-85. Подземные хранилища нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов. Госстрой СССР, М., 1988.
2. Сохранский В.Б., Черкашенинов В.И. Подземные газонефтехранилища шахтного типа. "Недра", М., 1978, с.с. 170-171.
Claims (1)
- Способ определения потерь нефтепродуктов в подземных хранилищах, включающий определение мощности, открытой пористости и степени насыщенности зоны повышенной проницаемости на образцах вмещающих пород с последующим определением потерь, отличающийся тем, что предварительно устанавливают зависимость величины деформаций от расстояния до контура подземного хранилища, выбирают значения деформаций на участке интенсивного их изменения, нагружают образцы вмещающих пород до выбранных значений деформаций, а искомую величину потерь нефтепродукта определяют по формуле
где Θ - потери нефтепродукта, т;
ρ - плотность нефтепродукта, т/м3;
n - число интервалов разбиения;
i - порядковый номер интервала разбиения;
Vi - объем породы в i-м интервале, м3;
Δmi - приращение открытой пористости в центре i-го интервала;
ki - коэффициент насыщенности в центре i-го интервала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107234A RU2152341C1 (ru) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | Способ определения потерь нефтепродуктов в подземных хранилищах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107234A RU2152341C1 (ru) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | Способ определения потерь нефтепродуктов в подземных хранилищах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2152341C1 true RU2152341C1 (ru) | 2000-07-10 |
Family
ID=20218269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99107234A RU2152341C1 (ru) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | Способ определения потерь нефтепродуктов в подземных хранилищах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2152341C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540716C1 (ru) * | 2013-09-10 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" | Способ определения герметичности подземных хранилищ газа с водонапорным режимом эксплуатации |
RU2541695C1 (ru) * | 2013-10-04 | 2015-02-20 | Олег Петрович Бузенков | Способ определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при хранении и транспортировке |
RU2542451C1 (ru) * | 2013-10-04 | 2015-02-20 | Олег Петрович Бузенков | Способ определения массы потерь нефти или нефтепродуктов от испарения в выбросах паровоздушной смеси во время налива в транспортные емкости |
RU2783130C1 (ru) * | 2021-06-09 | 2022-11-09 | Татьяна Викторовна Тарасова | Способ определения выбросов углеводородов из резервуаров в атмосферу |
-
1999
- 1999-04-02 RU RU99107234A patent/RU2152341C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
СОХРАНСКИЙ В.Б., ЧЕРКАШЕНИНОВ В.И. Подземные газонефтехранилища шахтного типа. - М.: Недра, 1978, с.170 и 171. * |
СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА СНиП 2.11.04-85. Подземные хранилища нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов. Госстрой СССР. - М.: 1988. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540716C1 (ru) * | 2013-09-10 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" | Способ определения герметичности подземных хранилищ газа с водонапорным режимом эксплуатации |
RU2541695C1 (ru) * | 2013-10-04 | 2015-02-20 | Олег Петрович Бузенков | Способ определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при хранении и транспортировке |
RU2542451C1 (ru) * | 2013-10-04 | 2015-02-20 | Олег Петрович Бузенков | Способ определения массы потерь нефти или нефтепродуктов от испарения в выбросах паровоздушной смеси во время налива в транспортные емкости |
RU2783130C1 (ru) * | 2021-06-09 | 2022-11-09 | Татьяна Викторовна Тарасова | Способ определения выбросов углеводородов из резервуаров в атмосферу |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gale | Comparison of coupled fracture deformation and fluid flow models with direct measurements of fracture pore structure and stress-flow properties | |
Medhurst et al. | A study of the mechanical behaviour of coal for pillar design | |
Meliani et al. | Two-parameter fracture criterion (K ρ, c-T ef, c) based on notch fracture mechanics | |
Xu et al. | An experimental study on porosity and permeability stress-sensitive behavior of sandstone under hydrostatic compression: characteristics, mechanisms and controlling factors | |
US4152941A (en) | Process for measuring the fracture toughness of rock under simulated down-hole stress conditions | |
Gong et al. | Effect of water chemical corrosion on mechanical properties and failure modes of pre-fissured sandstone under uniaxial compression | |
Haruyama | Anisotropic deformation-strength characteristics of an assembly of spherical particles under three dimensional stresses | |
Cheon et al. | Characterization of brittle failure using physical model experiments under polyaxial stress conditions | |
Zhang et al. | Identifying accurate crack initiation and propagation thresholds in siliceous siltstone and limestone | |
Zhang et al. | Buckling of longan-shaped shells under external pressure | |
Wang et al. | Strength characteristics of reef limestone for different cementation types | |
Butkovich | Strength studies of high‐density snows | |
Senseny et al. | Fracture toughness of sandstones and shales | |
RU2152341C1 (ru) | Способ определения потерь нефтепродуктов в подземных хранилищах | |
Stoeckhert et al. | Mode I fracture toughness of rock under confining pressure | |
Wei et al. | Analytic solution for axial point load strength test on solid circular cylinders | |
Dong et al. | On the Experimental Determination of Poisson’s Ratio for Intact Rocks and Its Variation as Deformation Develops | |
Meng et al. | Research on the collapsibility of loess after water immersion | |
Johnston | Silurian and Lower Devonian engineering properties | |
Shi et al. | Experimental study on the acoustic emission response and permeability evolution of tunnel lining concrete during deformation and failure | |
Al-Sharrad | Evolving anisotropy in unsaturated soils: experimental investigation and constitutive modelling | |
Aydan et al. | The inference of mechanical properties of rocks from penetration tests | |
Feng et al. | Influence of geomechanics parameters on stress sensitivity in fractured reservoir | |
Chernin et al. | Prediction of cover cracking in reinforced concrete structures due to corrosion | |
Yu et al. | Experimental Study On The Axial Compression Of GRP-Concrete-PVC Tube Composite Column |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080403 |