[ ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано Утверждаю
Руководитель ООП Зав. кафедрой разработки по направлению 131000 и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений проф. М.К. Рогачев
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Физика нефтяного и газового пласта »(наименование по рабочему учебному плану) Направление: 131000 «Нефтегазовое дело »
Программа:
· «Физика пластовых флюидов».
Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная Составитель: доц. Н.С. Ленченков
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
1. Цели и задачи дисциплины:Изучение дисциплины направлено на развитие знаний обучающихся о закономерностях и механизмах вытеснения многофазных систем, а также неньютоновских жидкостей из пористых сред. Дисциплина поможет понять основные процессы, происходящие при применении на практике современных методов повышения нефтеотдачи пластов и технологий извлечения нефти.
Изучение данной дисциплины позволяет сформировать у магистрантов комплекс углубленных знаний, необходимых для решения производственно-технологических, научно-исследовательских, проектных и эксплуатационных задач нефтегазовой отрасли, в том числе связанных с оценкой параметров фильтрации нефти, газа и воды в продуктивном пласте, построением проектов и анализом разработки нефтяных и газовых месторождений.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла дисциплин (М.2) основной образовательной программы (по ФГОС ВПО) подготовки магистров по направлению 131000 «Нефтегазовое дело», по программам: «Физика пластовых флюидов».
Для освоения курса магистранты должны обладать устойчивыми знаниями, полученными при изучении дисциплин бакалавриата (или специалитета): «Механика сплошной среды», «Химия нефти и газа», «Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика», «Физика нефтяного и газового пласта», «Подземная гидрогазодинамика».
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении других дисциплин магистерской подготовки.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у магистранта нижеперечисленных общекультурных (ОК) и профессиональных (ПК) компетенций в соответствии с ООП ВПО, реализующей ФГОС ВПО.
Обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
- способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);
- способность самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-3);
- способность самостоятельно овладевать новыми методами исследований, модифицировать их и разрабатывать новые методы, исходя из задач конкретного исследования (ОК-6);
- способность формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научноисследовательской и практической деятельности (ПК-1);
- использовать на практике знания, умения и навыки в организации исследовательских работ (ПК-2);
- оформлять научно-технические отчеты, обзоры, публикации по результатам выполненных исследований (ПК-4);
- оценивать перспективы и возможности использования достижений научнотехнического прогресса в инновационном развитии отрасли, предлагать способы их реализации (ПК-5);
- планировать и проводить аналитические, имитационные и экспериментальные исследования, критически оценивать данные и делать выводы (ПК-7);
- использовать профессиональные программные комплексы в области математического моделирования технологических процессов и объектов (ПК-8);
- проводить анализ и систематизацию научно-технической информации по теме исследования, осуществлять выбор методик и средств решения задачи, проводить патентные исследования с целью обеспечения патентной чистоты новых разработок (ПК-9).
В результате изучения дисциплины магистрант должен:
Знать:
· основные реологические законы пластовых флюидов (ОК-1, 3; ПК – 1, 2, 3, 4, 7, 9, 17, 18, 20, 21);
· основные механизмы вытеснения жидкостей и газовых из пористых сред (ОК-1, 3; ПК – 1, 2, 3, 4, 7, 9, 17, 18, 20, 21);
· методики проведения лабораторных экспериментов по определению свойств пластовых флюидов (ОК-1, 3; ПК – 1, 2, 3, 4, 7, 9, 17, 18, 20, 21).
Уметь:
· проводить вычисления основных параметров при движении флюидов в коллекторах (ОК-1, 3, 11, 13, 21; ПК – 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 13, 17, 18, 20, 21);
· решать и проводить анализ задач многофазной фильтрации (ОК-1, 3, 11, 13, 21;
ПК – 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 13, 17, 18, 20, 21);
· применять знания о неньютоновских жидкостях к решению задач фильтрации аномально-вязких нефтей (ОК-1, 3, 11, 13, 21; ПК – 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 13, 17, 18, 20, 21).
Владеть:
· способами применения результатов фильтрационных и физико-химических лабораторных экспериментов на практике (ОК-1, 3, 11, 13, 21; ПК – 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 13, 17, 18, 20, 21);
· методиками расчетов процессов фильтрации и вытеснения нефти и газа из пласта (ОК-1, 3, 11, 13, 21; ПК – 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 13, 17, 18, 20, 21);
4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы.
В том числе:
Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) В том числе:
Расчетно-графические работы Реферат Другие виды самостоятельной работы:
занятиям) *Примечание: Дифференциальный зачет (Д/3) выставляется по совокупности оценок текущей успеваемости 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины Молекулярно- Роль поверхностных явлений при движении нефти, воповерхностные свойства ды и газа в пористой среде. Зависимость поверхностсистемы нефть-газ-вода- ного натяжения пластовых жидкостей от давления и порода температуры. Смачивание и краевой угол. Работа адгезии. Теплота смачивания. Кинетический гистерезис смачивания. Свойства поверхностных слоев пластовых жидкостей. Измерение углов смачивании.
Физические основы вы- Источники пластовой энергии. Силы, действующие в теснения нефти водой и залежи. Поверхностные явления при фильтрации плагазом из пористых сред стовых жидкостей. Причины нарушения закона Дарси.
нефти водой и газом. Нефтеотдача пластов при различных условиях дренирования залежи. Роль капиллярных процессов при вытесни нефти водой из пористых сред. Использование теории капиллярных явлений Повышение нефте- и газо- Методы увеличение извлекаемых запасов нефти.
отдачи пластов Моющие и нефтевытесняющие свойства вод. Обработка вод поверхностно-активными веществами. Мицеллярные растворы. Вытеснения нефти из пласта растворами полимеров.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами Наименование обеспечиваемых № № разделов данной дисциплины, необходимых № (последующих) дисциплин для изучения обеспечиваемых дисциплин Физика пластовых флюидов Реология нефти 5.3 Виды СРС (100 часов) Изучение учебного материала, подготовка практическим занятиям Выполнение курсовой работы 5.4. Разделы дисциплин и виды занятий № Наименование раздела дисцип- Лекции Прак. Лаб. Семин. СРС Всего п/п Молекулярно-поверхностные Физические основы вытеснения Повышение нефте- и газоотдачи 6. Лабораторный практикум: не предусмотрен.
7. Практические занятия (семинары):
п/п дисциплины Определение влияния температуры и давления на величину поверхностного натяжения Построение изотер адсорбции для различных жидкостей Методы определения коэффициента вытеснения нефти Определение влияния капиллярных процессов на вытеснение нефти из пород- коллекторов 8. Примерные тематики курсовых работ 1. Поверхностное натяжение () и его зависимость от температуры, давления, состава нефти. Методы его определения.
2. Поверхностное натяжение на границе с различными технологическими жидкостями и практическое использование этих зависимостей.
3. Смачиваемость пород. Факторы, влияющие на угол смачивания. Кинетический гистерезис смачивания.
4. Капиллярное впитывание воды в нефтенасыщенные пористые среды. Механизм, виды, формы капиллярной пропитки. Равновесная (предельная) высота капиллярного впитывания.
5. Силы, противодействующие вытеснению нефти из пласта. Эффект Жамена.
6. Механизм разрушения пленки нефти на поверхности горной породы. Прилипание и отрыв капель нефти. Диспергирование и коалесценция нефти.
7. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Бингамовские пластики, упруговязкопластичные, дилатантные жидкости.
8. Аномально-вязкие, сверх аномально-вязкие нефти. Реологические линии, параметры и уравнения их описывающие.
9. Фазовые превращения в углеводородных системах.
10. Фазовые превращения в одно-, двух и многокомпонентных системах.
11. Особенности фазовых превращений в многокомпонентных системах.
12. Остаточная нефть. Виды, типы остаточной нефти, распределение их в пласте.
13. Факторы формирования остаточной нефти: микро- и макронеоднородность пластов, состав и свойства нефти, влияние молекулярно-поверхностных явлений, смачиваемости пород.
14. Гранично-связанная нефть. Механизм формирования и разрушения.
16. Коэффициент нефтеизвлечения (нефтеотдача). Виды коэффициентов нефтеотдачи. Факторы, влияющие на коэффициент нефтеотдачи.
17. Механизм вытеснения нефти из пористых сред водой и газом.
18. Механизм разрушения нефти на поверхности горной породы.
19. Прилипание и отрыв капель нефти. Диспергирование и коалесценция нефти.
20. Коэффициент вытеснения и его зависимость от различных факторов. Коэффициент охвата пласта вытеснением.
21. Физические основы (сущность и механизм) увеличения нефтеотдачи месторождений при:
22. Гидродинамических методы повышения нефтеотдачи пластов (циклическое воздействие, форсированный отбор);
23. Физико-химических методы повышения нефтеотдачи пластов.
Тепловые методы повышения нефтеотдачи пластов (закачка теплоносителей, ВДОГ и др.).
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература 1. Михайлов Н.Н. Физика нефтяного и газового пласта (физика нефтегазовых пластовых систем): Учебное пособие, том 1. – М.: МАКС Пресс, 2008. – 448 с.
2. Мирзаджанзаде А.Х., Хасанов М.М., Бахтизин Р.Н. Моделирование процессов нефтегазодобычи. Нелинейность, неравновесность, неопределенность. – Москва – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004. – 368 с.
3. Маскет М. Течение однородных жидкостей в пористой среде. - Москва-Ижевск:
Институт компьютерных исследований, 2004.- 628 с.
б) дополнительная литература 1. Сургучев М.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. - М.: Недра, 1985.
2. Зозуля Г.П., Кузнецов Н.П., Ягофаров А.К.. Физика нефтегазового пласта: учебное пособие. Тюмень: ТюмГНТУ, 2006. 252.
3.Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидромеханика: Учебник для вузов.- М.: Недра, 1993. – 416 с.
4. Сургучев МЛ., Горбунов А.Т., Забродин Д.П и др. Методы извлечения остаточной нефти. - М.: Недра, 1991. - 347с.
в) учебно-методические издания 1. Гафаров Ш.А. Физика нефтяного пласта: Учебное пособие. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998.-141 с.
2. Моделирование разработки нефтегазовых месторождений: Учеб. пособие / Ю.В.
Зейгман и др. – Уфа: Изд-во нефтегазовое дело, 2011. – 122 с.
3. Гидродинамическое моделирование нефтегазовых месторождений: Методические указания по выполнению лабораторных работ / / Ю.В. Зейгман и др. – Уфа: Изд-во нефтегазовое дело, 2010. – 78 с.
г) программное обеспечение: комплекс виртуальных лабораторных работ по физике пласта. Лабораторное оборудование, позволяющее моделировать фильтрационные процессы в нефтегазовых коллекторах.
д) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:
Российская национальная библиотека ( г. Санкт-Петербург) www.nlr.ru.
Журнал «Нефтяное хозяйство» www.oil-industry.ru.
Журнал «Нефтегазовое дело» www.ogbus.ru.
Информационный портал «One petro» www.onepetro.org 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Специализированные аудитории №№ 1113, 2012, используемые при проведении практических занятий, оснащены проекторами и комплектом аппаратуры, позволяющей демонстрировать текстовые и графические материалы, читальный зал и студенческая лаборатория компьютерных технологий (УКЛТ), главная библиотека Горного университета.
_ Разработчики:
Научный редактор:
«