GEOLOGIA NAFTOWA

Dokumentowanie złóż węglowodorów oraz obliczanie ich zasobów

metodą objętościową i spadku ciśnienia

Dane:

W obszarze koncesji poszukiwań wykartowano metodami sejsmicznymi podniesienie podłoża waryscyjskiego w formie horstu. Jego uskok NW posiada rozciągłość ok. 60° i zapada ku NW pod kątem ok. 75°, natomiast uskok SE o rozciągłości ok. 40° zapada ku SE pod kątem ok. 70°. Wielkość zrzutu oceniono na ok. 550 m, po bu skrzydłach horstu. Horst jest tektonicznym podniesieniem fragmentu ściętego erozyjnie paleowzniesienia zbudowanego z częściowo zwietrzałych i zerodowanych warstw wapieni dolnego karbonu C₁ⁿ (namur). Przykrywają je utwory dolnego neogenu N₁^b (baden), N₁^s (sarmat) oraz Q.

Położenie karbońskiej powierzchni niezgodności kątowej rozpoznano trzema otworami:

• K I (Z=210 m n.p.m.) – głębokość stropu C₁ⁿ 1490 m, otwór położony jest w SW części horstu, w pobliżu uskoku NW;

• K II (Z=120,0 m n.p.m.) – głębokość stropu C₁ⁿ 1370 m, otwór położony jest w NW części horstu, w pobliżu uskoku SE;

• W otworze K–17 (Z=240,0 m n.p.m.) położonym w N części horstu, z następującym profilem geologicznym:

- 120 m - 0 - Q - utwory fluwioglacjalne;

- 940 m - N₁^s (sarmat) - łupki i mułowce wapniste;

- 1200 m - N₁^b (baden) - ewaporaty: wapienie i anhydryty;

- 1430m - N₁^b (baden) - czarne łupki ilaste;

- 1680 m – E (eocen) – łupki ilaste

-poniżej 1680m - C₁ⁿ (namur)- wapienie częściowo zwietrzałe

Kontur gaz-woda znajduje się ok. 55 m poniżej stropu Cⁿ₁ w otworze K II.

Odwiert	Z [m n.p.m.]	Głębokość pow. niezgodności [m]	[m p.p.m.]	Miąższość serii złożowej [m]
K I	210	1460+170=1630	1420	25
K II	120	1340+170=1510	139	55
K17	240	1510+170=1680	1440	5

ZASOBY GEOLOGICZNE

F – powierzchnia złoża []

– miąższość efektywna strefy nasycenia [m]

– średnia porowatość efektywna

– zawartość wody związanej

F=933500

H_max=55[m]

Średni współczynnik przepuszczalności

(z wykresu nr 1, linii nr 5 "Piaskowce różnych obszarów złoża Tujmazy")

- współczynnik termobaryczny

- ciśnienie normalne = 1013,25 [hPa] = 1 [atm]

- temperatura normalna = 0°C

z – ściśliwość gazu

– ciśnienie złożowe

- gradient temperaturowy -

-głębokość konturu gaz-woda =1685

– temperatura złożowa

-średnia roczna temperatura dla Polski w warstwie naturalnej = 8°C

- współczynnik ściśliwości siarkowodoru = 0,25 (z wykresu nr2)

- zawartość siarki w gazie (0.0735)

- współczynnik ściśliwości mieszaniny węglowodorów( wykres nr 3)

P_{pk r}- ciśnienie pseudokrytyczne

T_pklr – temperatura pseudokrytyczna

- ciśnienie zredukowane

- temperatura zredukowana

$P_{\text{pkr}} = \sum_{}^{}{V_{n}*P_{\text{kr}}}$ $T_{\text{pkr}} = \sum_{}^{}{V_{n}*T_{\text{kr}}}$

Z_s= 0,25

Składnik gazu	Ciężar cząsteczkowy	Objętość Vn [% obj.]	Ciężar molowy Cmol [$\frac{g}{\text{mol}}$]	[K]	[at]
	16,043	87,3	14,005539	191,0	46,0	166,743	40,158
	30,070	2,985	0,8975895	305,0	50,0	9,104	1,493
	44,097	1,845	0,81358965	369,0	42,5	6,808	0,784
	58,124	0,195	0,1133418	426,0	37,0	0,83	0,07215
	58,124	0,075	0,043593	407,0	38,0	0,305	0,0285
He	4,003	0,250	0,0100075	5,2	2,31	0,013	0,058
	34,076	7,350	2,504586	373,7	91,4
∑	100	18,38824	∑	183,804	42,541

Zestawienie danych z wykresu [f(Q_w)=$\frac{P_{\text{ds}}}{z}$] w tabeli:

			z			Qpozostałe[mln m^3]
	162,14	0	0,829	195,585		817,66
	81,07		0,829	97,792
		9,8692

P_ds - ciśnienie denne statyczne

P_gl-ciśnienie głowicowe

z

S –gęstość względna gazu

- ciężar właściwy gazu ziemnego [kg/m³]

γ_g - ciężar właściwy powietrza

V_mol – objętość molowa gazu

Podsumowanie:

Wykonano mapę strukturalną metodą interpolacyjną i konturowania równoległościowego dla powierzchni niezgodności w skali 1:10 000. Wielkość cięcia warstwicowego wynosi m = 10m. Na otrzymanym odwzorowaniu, nakreślono kontur gaz – woda. Sporządzono również przekrój poprzeczny geologiczny, przechodzący przez otwór K₁₇ oraz mapę miąższości strefy nasycenia metodą superpozycji powierzchni konturu gaz – woda z powierzchnią stropu serii złożowej. Na wykresie natomiast przedstawiono zależność upływającego czasu od wielkości wydobycia. Dzięki przekrojowi poprzecznemu zauważono, że gaz w wyniku niezgodności kątowej znalazł się w pułapce stratygraficznej w częściowo zwietrzałych wapieniach z piętra karbonu górnego (Namur C₁ⁿ). Mimo różnych składników występujących w tego typu złożach, zawsze głównym składnikiem gazu ziemnego jest metan. W złożu K₁₇ jest go aż 87,3%. Innymi składnikami obecnymi w tym miejscu jest etan, który zajmuje 2,985% objętości, propan - 1,845%, oraz butan - 0,270%. Zawiera on także 0,25% helu i aż 7,35% siarkowodoru. Jest to gaz mokry (wet gas), ponieważ zawiera koło 80% metanu i jednocześnie na dużą zawartość siarkowodoru zalicza się go do grupy wysokosiarkowej. W wypadku wysokiego stężenia siarki w złożu należy być bardzo ostrożnym przy jego wydobywaniu. Gaz ziemny jest gazem bezazotowym ponieważ nie zawiera dwutlenku węgla, wodoru, argonu, kryptonu, radonu oraz azotu. Złoże K₁₇ ma powierzchnię 0,933km­­², jego miąższość wynosi 55[m] a porowatość 12,4%. Ciśnienie złożowe wynosi 162,14 atmosfer, a temperatura złożowa 329,004 K. Przeprowadzone obliczenia pozwoliły na ustalenie zasobów tego złoża. Są one równe 817,66 mln m³. Po podliczeniu wszystkich kwestii związanych z wydobyciem, można stwierdzić, że eksploatacja tego złoża jest opłacalna, gdyż współczynnik wydobycia jest równy