Аннотация
Предлагаемая здесь книга по физическим процессам нефтегазового (НГ) производства ориентирована в основном на специалистов и исследователей, которые связали свою деятельность с освоением углеводородных ресурсов шельфа Российской федерации. Кроме того, описываемые здесь методы были использованы на протяжении последних десятилетий при подготовке специалистов по шельфовым НГ технологиям и производствам в северных морях России.
Книга рассчитана в первую очередь на специалистов по морским нефтегазовым технологиям, но она будет полезна преподавателям, аспирантам и студентам, изучающим курсы и осуществляющим переподготовку специалистов по освоению шельфа, а в более широком смысле — и ресурсы Мирового океана.
К изданию прилагается CD с электронным учебником, подготовленным в среде Mathematica, а также текстом книги в формате PDF
Содержание
Абстракт
Эпиграф
Мотивация
Благодарности
Введение
Часть 1. Земная кора, нефть и газ. Фазовые переходы в углеводородных системах
РАЗДЕЛ 1. Природные флюиды в горных породах
1.1. Состав, возраст и форма залегания горных пород
1.2. Нефть, газ и вода в природе и в горных породах
РАЗДЕЛ 2. Фазовые равновесия в природных условиях
2.1. Состав флюидов природных резервуаров
2.2. Газовая хроматография. Экспериментальное определение состава газа
2.3. Уравнение состояния идеального газа
2.4. Фазовое состояние реального газа
2.5. Уравнение состояния реального газа
2.6. Уравнение состояния газов по Peng&Robinson
2.7. Фазовые состояния смеси газов
2.8. Фазовые равновесия в однокомпонентных и сложных веществах
РАЗДЕЛ 3. Расчет коэффициента сверхсжимаемости природного газа. Компонентный подход
3.1. Формы уравнений состояния реального газа
3.2. Соотношения для реального газа
3.3. Теория расчета коэффициента сверхсжимаемости реального газа
РАЗДЕЛ 4. Фазовые равновесия смесей «жидкость — газ»
4.1. Происхождение нефти и газа
4.2. Нефть и ее свойства
4.3. Растворимость метанола в природном газе
4.4. Фазовые переходы в системе «газ—бензин»
Фазовая кривая
Часть 2. Газогидраты
РАЗДЕЛ 5. Визуализация каркасов молекул газогидратов
5.1. Введение: газовые гидратыи их свойства
5.2. Устойчивая структура кристалла гидрата: двенадцатигранник
5.3. Усеченные многогранники
Часть 3. Морские нефтегазовые технологии
РАЗДЕЛ 6. Развитие технологий освоения морских нефтяных и газовых месторождений
6.1. От платформенных методов добычи до подводных технологий освоения
Часть 4. Бурение нефтяных и газовых скважин
РАЗДЕЛ 7. Общие сведения о скважине. Конструкция. Промывка и цементирование
7.1. Понятие о скважине
7.2. Конструкция скважины
7.3. Промывка скважин
7.4. Цементирование скважин
Часть 5. Температурные поля в окрестности вертикальных нефтяных и газовых скважин
РАЗДЕЛ 8. Распределение температур в окрестности вертикальной скважины и подземного сферического хранилища нефти. Термобарические поля в газовой скважине
8.1. Распределение температур в продуктивном слое вокруг вертикальной скважины
8.2. Распределение температур в окрестности подземного хранилища нефти
8.3. Нестационарное распределение температур в окрестности скважины
8.4. Решение для сферического резервуара. Применение преобразования Лапласа
Часть 6. Напряженно-деформированное состояние горного массива в окрестности вертикальной скважины
РАЗДЕЛ 9. Напряженно-деформированное состояние горного скелета в стационарном поле температур в окрестности вертикальной скважины. Расчет для скважины, пробуренной на Штокмановском ГКМ
9.1. Тепловые напряжения в горной матрице: вертикальная скважина
9.2. Напряженное состояние горных пород в окрестности вертикальной скважины
РАЗДЕЛ 10. Напряженно-деформированное состояние горных пород в окрестности вертикальной скважины. Задачи С.Г. Лехницкого и флюидодинамики насыщенного пласта
10.1. Методика расчета НДС твердого горного скелета в окрестности скважины. Постановка задачи для насыщенной пористой среды
10.2. Решение в компьютерных кодах для скважины, пробуренной в однородном изотропном слое без учета фильтрации потока. Решение С.Г. Лехницкого
10.3. НДС в окрестности скважины в однородном и изотропном слое при стационарном фильтрационном потоке к вертикальной скважине
10.4. Решение в компьютерных кодах при фильтрации к вертикальной скважине
Часть 7. Устойчивость обсадных колонн. Прочность и устойчивость эксплуатационных колонн
РАЗДЕЛ 11. Устойчивость обсадных колонн при равномерном сжатии наружным давлением
11.1. Вводная часть
11.2. Геометрические несовершенства формы трубы и ее разновидности
11.3. Напряжения в стенке трубы
11.4. Уравнение упругого равновесия
11.5. Коды для вывода исходного уравнения равновесия трубы
11.6. Решение уравнения равновесия изгиба трубы
11.7. Расчет критических напряжений изгиба. Символьные решения
11.8. Условие потери устойчивости обсадной трубы
11.9. Численные решения. Пример обсадной трубы 168 мм
11.10.Численные решения. Изменение предела текучести трубы 168 мм
РАЗДЕЛ 12. Влияние неравномерности внешнего давления на устойчивость обсадных колонн
12.1. Неравномерная нагрузка на поверхности трубы
12.2. Коды для вывода исходного уравнения равновесия трубы
12.3. Решение уравнения равновесия изгиба трубы
12.4. Расчет критических напряжений изгиба. Символьные решения
12.5. Условие потери устойчивости обсадной трубы
12.6. Численные решения. Таблица значений
РАЗДЕЛ 13. Методика расчета обсадных колонн в вечномерзлых горных породах
13.1. Температурные напряжения в обсадной колонне
13.2. Расчет температурных напряжений в обсадной колонне, расположенной в вечномерзлых грунтах
13.3. Температурные напряжения в обсадной колонне при бурении в условиях Арктики
РАЗДЕЛ 14. Методика расчета устойчивости обсадных колонн при равномерном сжатии горными породами
14.1. Выпучивание цилиндрической оболочки под наружным давлением
РАЗДЕЛ 15. Напряженно-деформированное состояние труб бурильной колонны. Расчеты на прочность при внутреннем и наружном давлении
15.1. Решение задачи Лямэ для цилиндрической трубы
15.2. Теория прочности для пластичных материалов бурильных труб
15.3. Теория плавучести бурильных колонн
Часть 8. Динамика течений в НКТ и в межтрубном пространстве
РАЗДЕЛ 16. Течения вязкой жидкости в насосно-компрессорных трубах и в затрубном пространстве
16.1. Течение дилатантной, псевдопластичной и ньютоновской жидкостей в горизонтальной трубе
16.2. Течение дилатантной, псевдопластичной и ньютоновской жидкостей в затрубном пространстве
Часть 9. Прочность и устойчивость толстостенных морских трубопроводов
РАЗДЕЛ 17. Напряженно-деформированное состояние (НДС) трубы в стационарном поле температур. Пример расчета НДС подводного трубопровода для Штокмановского проекта
17.1. Тепловые напряжения в цилиндрической трубе магистрального трубопровода
17.2. Расчет тепловых напряжений в трубе магистрального трубопровода
17.3. Температурные напряжения в трубе для Штокмановского проекта: зимние и летние условия эксплуатации
Часть 10. Осадка морского дна на шельфовом нефтегазовом месторождении
РАЗДЕЛ 18. Осадка морского дна нефтегазового месторождения
18.1. Деформация горных массивов на месторождении. Напряжено-деформированное состояние горного массива при разработке морского месторождения
18.2. Решение осесимметричной задачи для деформации горных массивов на месторождении
18.3. Деформация горных массивов на морском месторождении
18.4. Расчет осадок морских гравитационных нефтедобывающих платформ с грунтовым основанием в ледовых условиях
Заключение
Литература