Методы повышения нефтеотдачи - Основные образовательные

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт химии
Кафедра органической и экологической химии
Паничев Сергей Александрович
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов
направления 04.06.01 Химические науки
(Аналитическая химия, Нефтехимия)
очной и заочной форм обучения
Тюменский государственный университет
2014
2
Паничев Сергей Александрович. Методы повышения нефтеотдачи. Учебнометодический комплекс. Рабочая программа для аспирантов направления 04.06.01
Химические науки (Аналитическая химия, Нефтехимия) очной и заочной форм обучения.
Тюмень, 2014, 10 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом
рекомендаций и ОПОП ВО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа опубликована на сайте ТюмГУ: Методы повышения
нефтеотдачи [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru,
свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой органической и экологической химии.
Утверждено проректором по научной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: С.А. Паничев, д-р пед. наук, проф., и.о. зав. кафедрой
органической и экологической химии.
© Тюменский государственный университет, 2014.
© С.А. Паничев, 2014.
3
1. Пояснительная записка
1.1. Цели и задачи дисциплины (модуля)
Цель дисциплины: обзор и анализ основных методов повышения нефтеотдачи
нефтяных пластов — физических, химических и физико-химических, методов повышения
эффективности добычи нефти из коллекторов разных типов, экологических проблем,
связанных с нефтедобычей и нефтетранспортировкой., что полезно для эффективного
освоения основной профессиональной образовательной программы послевузовского
профессионального образования (аспирантура) по направлению 04.06.01 Химические
науки и подготовки кандидатской диссертации.
Задачи дисциплины: освоение аспирантами следующих вопросов:
• основные технологические проблемы в нефтедобыче;
• методы воздействия на нефтяные пласты с целью повышения нефтеотдачи;
1.2. Место дисциплины в структуре образовательной программы
Курс «Методы повышения нефтеотдачи» является факультативной и входит в блок
ФТД учебных планов всех профилей по направлению 04.06.01 Химические науки.
Освоение дисциплины «Методы повышения нефтеотдачи» необходимо для
повышения эрудиции выпускников аспирантуры и выполнения диссертационного
исследования.
Для успешного освоения данной дисциплины обучающиеся должны владеть
теоретическими представлениями в области геохимии, а также в области экологии и
рационального природопользования.
Таблица 1.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
Итоговая аттестация
(подготовка и защита
кандидатской
диссертации)
Темы дисциплины необходимые для
изучения обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
1
2
3
+
+
+
1.3. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):
Знать: теоретические основы происхождения нефти и природного газа, Основные
технологические проблемы нефтедобычи, существующие и перспективные методы
повышения нефтеотдачи пластов.
Уметь: собирать и анализировать научную, технологическую и статистическую
информацию; планировать научные исследования в области нефтехимии, обрабатывать
экспериментальные данные, подготавливать к публикации статьи и тезисы докладов.
Владеть: современными методами экспериментальных исследований в области
нефтехимии, методами математической статистики и математического моделирования,
информационными технологиями, в т.ч. методами работы с компьютером и электронными
базами данных.
4
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр — 3. Форма промежуточной аттестации — зачет. Общая трудоемкость
дисциплины составляет 2 зачетных единиц, 72 академических часа, из них 50 часов,
выделенных на самостоятельную работу.
3. Тематический план
Таблица 2.
2
2
3
Нефтяные
месторождения.
Структура
коллекторов.
Технологические
основы нефтедобычи
и проблемы
нефтеотдачи.
Физические методы
повышения
нефтеотдачи пластов
Химические и
комбинированные
методы повышения
нефтеотдачи пластов
Итого (часов):
Из них в интеракт.
форме
Самостоятельная
работа
1
1
Виды учебной
работы и
самостоятельная
работа, в час.
Семинарские
занятия
Тема
Лекции
№
3
4
5
Итого
часов
по
теме
Из них
в
интерак
тивной
форме,
в часах
Формы
контроля
6
7
8
4
3
16
24
4
Опросы,к/р
Доклад на
семинаре
4
3
16
24
4
Опросы,к/р
Доклад на
семинаре
4
4
18
24
4
Опросы,к/р
Доклад на
семинаре
12
10
50
72
12
Зачет
6
6
12
4. Содержание дисциплины.
Тема 1. Нефтяные месторождения. Структура коллекторов. Технологические основы
нефтедобычи и проблемы нефтеотдачи.
Происхождение нефти и нефтяные месторождения. Коллекторы нефти, химический
состав и физические строение нефтесодержащих пород. Основные технологии
нефтедобычи. Проблемы нефтеотдачи, влияние различных физических и химических
факторов.
Тема 2. Физические методы повышения нефтеотдачи пластов.
Тепловые методы: паротепловое воздействие на пласт; внутрипластовое горение;
вытеснение нефти горячей водой; пароциклические обработки скважин.
5
Газовые методы: закачка воздуха в пласт; воздействие на пласт углеводородным
газом (в том числе ШФЛУ); воздействие на пласт двуокисью углерода; воздействие на
пласт азотом, дымовыми газами и др.
Гидродинамические методы: интегрированные технологии; вовлечение в
разработку недренируемых запасов; барьерное заводнение на газонефтяных залежах;
нестационарное (циклическое) заводнение; форсированный отбор жидкости; ступенчатотермальное заводнение.
Физические методы повышения дебита скважин: гидроразрыв пласта;
горизонтальные скважины; электромагнитное и волновое воздействие на пласт.
Тема 3. Химические и комбинированные методы повышения нефтеотдачи пластов.
Химические методы: вытеснение нефти водными растворами ПАВ (включая
пенные системы); вытеснение нефти растворами полимеров; вытеснение нефти
щелочными растворами; вытеснение нефти кислотами; вытеснение нефти композициями
химических реагентов (в том числе мицеллярные растворы и др.); микробиологическое
воздействие.
Группа комбинированных методов: гидродинамический и тепловой методы,
гидродинамический и химический методы, тепловой и химический методы.
5. Планы семинарских занятий.
Тема 1. Нефтяные месторождения. Структура коллекторов. Технологические основы
нефтедобычи и проблемы нефтеотдачи (3 час.)
Коллекторы нефти, химический состав и физические строение нефтесодержащих
пород. Основные технологии нефтедобычи. Проблемы нефтеотдачи, влияние различных
физических и химических факторов.
Вопросы для самоконтроля
1. Охарактеризовать основные типы коллекторов нефти и нефтесодержащих пород.
2. Перечислить основные технологии нефтедобычи.
3. Указать основные проблемы, связанные с нефтеотдачей пластов.
Тема 2. Физические методы повышения нефтеотдачи пластов (3 час.).
Тепловые методы: паротепловое воздействие на пласт; внутрипластовое горение;
вытеснение нефти горячей водой; пароциклические обработки скважин.
Газовые методы: закачка воздуха в пласт; воздействие на пласт углеводородным
газом (в том числе ШФЛУ); воздействие на пласт двуокисью углерода; воздействие на
пласт азотом, дымовыми газами и др.
Гидродинамические методы: интегрированные технологии; вовлечение в
разработку недренируемых запасов; барьерное заводнение на газонефтяных залежах;
нестационарное (циклическое) заводнение; форсированный отбор жидкости; ступенчатотермальное заводнение.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислить и кратко охарактеризовать основные физические методы
повышения нефтеотдачи пластов, дать сравнительный анализ их эффективности.
2. Описать основные механизмы физических воздействий на нефтяные пласты.
Тема 3. Химические и комбинированные методы повышения нефтеотдачи пластов (4
час.).
Химические методы: вытеснение нефти водными растворами ПАВ (включая
пенные системы); вытеснение нефти растворами полимеров; вытеснение нефти
щелочными растворами; вытеснение нефти кислотами; вытеснение нефти композициями
6
химических реагентов (в том числе мицеллярные растворы и др.); микробиологическое
воздействие.
Комбинированные методы: гидродинамический и тепловой методы,
гидродинамический и химический методы, тепловой и химический методы.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислить и кратко охарактеризовать основные химические методы
повышения нефтеотдачи пластов, дать сравнительный анализ их эффективности.
2. Описать основные механизмы химических воздействий на нефтесодержащие
пластовые породы.
3. Привести примеры комбинированных методы и пояснить их преимущества.
6. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
Лабораторные занятия учебным планом не предусмотрены
7. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы
аспирантов.
Таблица 3 .
№
Модули и темы
1
Нефтяные месторождения. Структура
коллекторов. Технологические основы
нефтедобычи и проблемы нефтеотдачи.
Физические методы повышения
нефтеотдачи
2
3
Виды СРС
Химические и комбинированные
методы повышения нефтеотдачи
ИТОГО
Виды СРС
Работа с учебной и
методической литературой,
электронными источниками
данных (списки
рекомендованной литературы в
разделе 10)
Подготовка к семинарским
занятиям
Работа с
литературой,
источниками
Работа с
литературой,
источниками
Работа с
литературой,
источниками
Объем
часов
16
16
18
50
Формы контроля СРС
Проверка и анализ конспектов лекций
и учебной литературы
Письменные опросы (тесты) и
контрольные работы
Доклады в виде презентаций на
семинарах и интерактивных лекциях
Обсуждение докладов на семинарах
Критерии оценки СРС:
1) качество освоения учебного материала (умение студента использовать теоретические
знания при выполнении практических задач);
2) проработанность всех аспектов задания, оформление материала в соответствии с
требованиями, соблюдение установленных сроков представления работы на проверку;
3) степень самостоятельности, творческой активности, инициативности студентов,
наличие элементов новизны в процессе выполнения заданий.
7
8. Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки
знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы
формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.
Примерная тематика контрольных работ и опросов
1. Нефтяные месторождения и нефтесодержащие породы.
2. Тепловые методы повышения нефтеотдачи.
3. Газовые методы повышения нефтеотдачи.
4. Гидродинамические методы повышения нефтеотдачи.
5. Химические методы повышения нефтеотдачи.
6. Комбинированные методы повышения нефтеотдачи.
Перечень контрольных вопросов для зачета
1. Происхождение нефти и нефтяные месторождения.
2. Коллекторы нефти, химический состав и физические строение нефтесодержащих пород.
3. Основные технологии нефтедобычи.
4. Проблемы нефтеотдачи, влияние различных физических и химических факторов.
5. Тепловые методы: паротепловое воздействие на пласт; внутрипластовое горение;
6. вытеснение нефти горячей водой; пароциклические обработки скважин.
7. Газовые методы: закачка воздуха в пласт; воздействие на пласт углеводородным газом
(в том числе ШФЛУ); воздействие на пласт двуокисью углерода; воздействие на пласт
азотом, дымовыми газами и др.
8. Гидродинамические методы: интегрированные технологии; вовлечение в разработку
недренируемых запасов; барьерное заводнение на газонефтяных залежах; нестационарное
(циклическое) заводнение; форсированный отбор жидкости; ступенчато-термальное
заводнение.
9. Физические методы повышения дебита скважин: гидроразрыв пласта; горизонтальные
скважины; электромагнитное и волновое воздействие на пласт.
10. Химические методы: вытеснение нефти водными растворами ПАВ (включая пенные
системы); вытеснение нефти растворами полимеров; вытеснение нефти щелочными
растворами; вытеснение нефти кислотами; вытеснение нефти композициями химических
реагентов (в том числе мицеллярные растворы и др.); микробиологическое воздействие.
11. Комбинированные методы.
9. Образовательные технологии.
Виды учебной
работы
Аудиторные
занятия
Образовательные технологии
а) Чтение лекций (мультимедийные и видео-демонстрации,
письменное тестирование по пройденному материалу (4 теста по 10
вопросов в каждом).
б) Проведение семинарских занятий (подготовка сообщений и
докладов, углубленное рассмотрение учебного материала, групповое
обсуждение и анализ проблем, мультимедийные демонстрации,
заслушивание и обсуждение устных докладов, сообщений,
выступлений, встречи с преподавателями других дисциплин).
в) Интерактивные технологии (групповые дискуссии, разбор
конкретных ситуаций).
г) Модульно-рейтинговая технология контроля успеваемости.
Самостоятельная а) Изучение учебной и методической литературы, т.ч. поиск
информации в электронных сетях и базах данных, подготовка
работа
8
презентаций.
б) Подготовка к контрольным работам
в) Подготовка выступлений на интерактивных лекциях
В лекционном курсе также используются;
• технологии развивающего обучения
• технология знаково-контекстного обучения
На семинарских занятиях используются:
• эвристические технологии обучения
• информационная технологии обучения
10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
10.1. Основная литература:
1. Леенсон, И. А. Химия в технологиях индустриального общества: обзорное
введение в специальность / И. А. Леенсон. - Долгопрудный: Интеллект, 2011. - 280 с.
2. Физико-математическое моделирование течений в нефтегазовых технологиях:
учебное пособие / А. Б. Шабаров [и др.]; Тюм. гос. ун-т, Институт физики и химии. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2014. - 216 с.
3. Гильмиев, Д. Р. Моделирование тепломассопереноса в системе: нефтяной пласт трещины гидроразрыва - скважины: диссертация кандидата физико-математических наук:
01.04.14: защищена 26.12.2013/ Д. Р. Гильмиев; науч. рук. А. Б. Шабаров; Тюм. гос. ун-т. Тюмень: [б. и.], 2013. - 145 с. - Библиогр.: с. 133-145.
10.2. Дополнительная литература:
1. Мальцева, Т. В. Математическая теория водонасыщенного грунта: с учетом
избыточных остаточных поровых давлений / Т. В. Мальцева. - Тюмень: Вектор Бук, 2012.
- 240 с.
2. Тетельмин, В. В. Защита окружающей среды в нефтегазовом комп-лексе : [учеб.
пособие] / В. В. Тетельмин, В. А. Язев. - Москва; Долгопрудный: Интеллект, 2009. - 352 с.
10.3. Интернет – ресурсы и периодические издания:
www.neftekhimiya.ips.ac.ru
www.chemindustry.ru
www.petros.ru/rus/news/?action=show&id=267
www.neftegaz.ru/science/view/744
www.petrolhorizons.com/technologies/metody-povysheniya-nefteotdachi-plastov.html
www.tegaz.ru/company/press/407/
www.studopedia.net/8_12801_metodi-povisheniya-nefteotdachi-i-gazootdachiplastov.html
11. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень
программного обеспечения и информационных справочных систем (при
необходимости).
Работа с Интернетом
Работа с информационным порталом ИБЦ ТюмГУ
12. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины
(модуля).
Лекции и семинары обеспечены мультимедийными презентациями. Для чтения
лекций необходимо наличие аудиторий, оснащенных мультимедийной техникой
(компьютер, проектор и др.). Для самостоятельной работы аспирантов необходим доступ
в компьютерный класс, имеющий выход в Интернет.
9
13. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).
Регулярное чтение выпусков научных обзорных журналов по нефтехимии
(Нефтяное хозяйство, Нефть, газ, новации» Нефтехимия, Вестник Омского университета,
Вестник Томского университета, Вестник ТюмГУ, «Известия ВУЗов, химия и химическая
технология, Известия РАН, серия химическая, Российский химический журнал,
Экологическая химия).
Регулярный просмотр указанных выше страниц в Интернете.
10