สมการสมดุลของวัสดุ ความสมดุลของวัสดุ
ความสมดุลของวัสดุทำหน้าที่ควบคุมการผลิต ควบคุมองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ และกำหนดการสูญเสียการผลิต ด้วยความช่วยเหลือของความสมดุลของวัสดุจึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดตัวบ่งชี้ทางเศรษฐกิจของกระบวนการทางเทคโนโลยีและวิธีการผลิต (การสูญเสียการผลิต, ระดับการใช้งาน ส่วนประกอบนม, ปริมาณการใช้วัตถุดิบ, ผลผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป)
ความสมดุลของวัสดุเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์สสาร ซึ่งเขียนขึ้นทางคณิตศาสตร์ในรูปของสมการสองสมการ
สมการแรกคือความสมดุลของวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากมัน
ที่ไหน มกับ , มช , ม n - มวลตามลำดับของวัตถุดิบสำเร็จรูปและผลพลอยได้ กก. พี- การสูญเสียการผลิต กก.
หลังจากผ่านกรรมวิธีแล้ว มวลของผลิตภัณฑ์ที่ได้จะน้อยกว่ามวลของวัตถุดิบแปรรูป ความแตกต่างระหว่างพวกเขาคือการสูญเสียการผลิต การสูญเสียจากการผลิตจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาณวัตถุดิบแปรรูปด้วย:
จากนั้นสมการ (1) จะใช้แบบฟอร์ม
(2)
สมการที่สองความสมดุลของวัสดุขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุแห้งของนมหรือส่วนประกอบแต่ละอย่าง
หากส่วนประกอบของนมไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในระหว่างกระบวนการทางเทคโนโลยี ปริมาณในวัตถุดิบควรเท่ากับปริมาณในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและผลพลอยได้ ความสมดุลของส่วนประกอบของนมในระหว่างการประมวลผลสามารถรวบรวมได้ดังนี้:
(3)
ที่ไหน ชม.กับ , ชมช , ชม n คือเศษส่วนมวลของส่วนประกอบของนมตามลำดับในวัตถุดิบในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและผลพลอยได้ %; พี h, - การสูญเสียส่วนประกอบของนม, กก.
การสูญเสียจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของส่วนประกอบของนมที่มีอยู่ในวัตถุดิบ:
ที่ไหน น h – การสูญเสียส่วนประกอบของนม %
หลังจากเปลี่ยนตัว พี h ในสมการ (3) สมการที่สองของยอดวัสดุจะอยู่ในรูปแบบ
(4)
สูญเสียส่วนประกอบของน้ำนม นชั่วโมงและการสูญเสียวัตถุดิบ นซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์มีค่าเท่ากับตัวเลข
ความสมดุลสามารถดึงขึ้นสำหรับส่วนใดส่วนหนึ่งของนม - ไขมัน และ, นมแข็ง กับกากนมพร่องมันเนยแห้ง (สอม.) เกี่ยวกับ. ดังนั้นความสมดุลของไขมันระหว่างการแยกนม
ที่ไหน และม , และส , และปริมาตร - เศษส่วนมวลของไขมันในนม ครีม และหางนม ตามลำดับ %; น g – การสูญเสียไขมันระหว่างการแยก, %
สำหรับการผลิตนมผงและนมข้น สามารถดึงยอดคงเหลือตามกากนมแห้งได้:
(5)
ที่ไหน ม cg - มวลของนมข้นหวาน กก. กับน , กับ cg - เศษส่วนมวลของนมแห้งตามลำดับในนมธรรมดาและนมข้น%; น c.v - การสูญเสียของแข็งในการผลิตนมข้น,%
ในสมการ (5) ขาดหายไปหนึ่งเทอม เนื่องจากระหว่างการทำให้ข้นและการทำให้แห้ง ผลพลอยได้ (น้ำ) ไม่มีส่วนประกอบของนม
การแก้สมการความสมดุลของวัสดุตัวที่หนึ่ง (2) และตัวที่สอง (4) เข้าด้วยกัน ทำให้สามารถกำหนดมวลของวัตถุดิบจากผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่มีส่วนประกอบที่รู้จักของวัตถุดิบ ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและผลพลอยได้ หรือกำหนดมวลของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจากมวลของวัตถุดิบ:
(6)
(7)
(8)
การคำนวณวัสดุมักจะคำนึงถึงความสูญเสียในการผลิต ในการคำนวณโดยประมาณพวกเขาจะถูกละเลย มวลของวัตถุดิบสำเร็จรูปและผลพลอยได้ ไม่รวมการสูญเสีย ถูกกำหนดโดยสูตร
(9)
(10)
(11)
จำเป็นต้องกำหนดมวลของครีมสำหรับการผลิตเนย 500 กิโลกรัมหากสัดส่วนของไขมันในเนยเท่ากับ 78% ในครีม - 38% ในบัตเตอร์มิลค์ - 0.7% การสูญเสียมาตรฐานในการผลิตน้ำมันคือ 0.6%
ในการแก้ปัญหา เราใช้สูตร (7):
มวลของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปตามวัตถุดิบหรือมวลของวัตถุดิบโดยผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปสามารถกำหนดได้ทั้งโดยวิธีพีชคณิต (โดยสูตร) และโดยวิธีกราฟิก (โดยสามเหลี่ยมคำนวณ)
สาระสำคัญของวิธีการคำนวณโดยใช้รูปสามเหลี่ยมมีดังนี้ ที่จุดยอดของรูปสามเหลี่ยม จะมีการบันทึกเศษส่วนมวลของหนึ่งในส่วนประกอบของนมที่มีอยู่ในวัตถุดิบ ชม.พร้อม, พร้อม ชม. g และด้านข้าง ชม.สินค้า.
ชม. d ที่ด้านในของรูปสามเหลี่ยม
เขียนมูลค่าของมวลของวัตถุดิบ ตกับ,
ชม.จี - ชม.กับ ชม.จี - ชม.เสร็จแล้ว ต g และด้านข้าง ม n ผลิตภัณฑ์
มพี ม c ตรงข้ามกับมวลที่สอดคล้องกัน
พวกเขาเป็นเศษส่วนมวลของส่วนประกอบของนม
ชม.กับ มช ชม. n ka. ที่ด้านนอกของสามเหลี่ยม
ชม.กับ - ชม. n มีค่าความแตกต่างระหว่าง เศษส่วนมวลส่วนประกอบของนม (อยู่ที่จุดยอดของสามเหลี่ยม) ได้จากการลบค่าที่น้อยกว่าออกจากค่าที่มากกว่า
ตามกฎของสามเหลี่ยมที่คำนวณได้พวกเขาสร้างสัดส่วน: อัตราส่วนของด้านในต่อด้านนอกเป็นค่าคงที่สำหรับรูปสามเหลี่ยมนี้:
จากอัตราส่วนนี้กำหนดค่าที่ต้องการ
ลักษณะของการพัฒนาเงินฝากสามารถกำหนดได้ล่วงหน้าโดยใช้ สมการสมดุลของวัสดุซึ่งคำนึงถึงตัวแปรต่างๆ เช่น ปริมาตรของเหลวในอ่างเก็บน้ำ ความดันและอุณหภูมิของอ่างเก็บน้ำ ความสามารถในการบีบอัด ปริมาตรน้ำมันและก๊าซที่ขายได้ และระดับการเคลื่อนที่ของน้ำในอ่างเก็บน้ำ จะเป็นการถูกต้องกว่าหากกล่าวว่านี่เป็นสมการทั้งชุด โดยความช่วยเหลือจากวิศวกรอ่างเก็บน้ำสามารถคำนวณปริมาตรของน้ำมัน ก๊าซ และน้ำรูปร่างในอ่างเก็บน้ำ และทำนายลักษณะและขนาดของการเปลี่ยนแปลงในปริมาตรเหล่านี้ในอนาคต แต่การพิจารณาของพวกเขาอยู่นอกเหนือขอบเขตของหนังสือเล่มนี้ ควรจำให้มั่นว่าอ่างเก็บน้ำน้ำมันและก๊าซมีลักษณะเฉพาะด้วยตัวแปรที่สัมพันธ์กันมากมาย และการเปลี่ยนแปลงในหนึ่งในนั้นอาจเป็นสาเหตุตามธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงในปัจจัยอื่นๆ ความแม่นยำในการทำนายการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวขึ้นอยู่กับความแม่นยำของข้อมูลที่ใช้เมื่อแก้สมการที่มีตัวแปรต่างกัน จากข้อมูลการพัฒนาอ่างเก็บน้ำก่อนหน้านี้ เป็นไปได้ที่จะคาดการณ์เชิงปริมาณหรือกึ่งเชิงปริมาณอย่างเป็นธรรมเกี่ยวกับพฤติกรรมของอ่างเก็บน้ำนี้ในอนาคต
ความรู้ กฎทางกายภาพซึ่งขึ้นอยู่กับสมการความสมดุลของวัสดุ ทำให้สามารถประเมินแนวคิดบางอย่างที่เกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาเงินฝากอีกครั้ง ตัวอย่างเช่น หากความดันของอ่างเก็บน้ำในระหว่างกระบวนการพัฒนาลดลงช้ากว่าที่ควรจะเป็นตามการคำนวณเบื้องต้น แสดงว่ามีแหล่งพลังงานสำรองเพิ่มเติม ดังนั้น ที่ทุ่ง Mara ทางตะวันตกของเวเนซุเอลา ธรรมชาติของการผลิตน้ำมันจากแหล่งกักเก็บที่มีประสิทธิผลในชั้นหินยุคครีเทเชียสจึงไม่สอดคล้องกับสมการสมดุลของวัสดุ จากการศึกษาพบว่าอ่างเก็บน้ำนี้ได้รับการเติมน้ำเพิ่มเติมจากอ่างเก็บน้ำในห้องใต้ดิน (ดูหน้า 125 และรูปที่ 6-31) หากพบว่าความดันในอ่างเก็บน้ำและอัตราหลุมกักเก็บอยู่ในระดับสูงในบางส่วนของอ่างเก็บน้ำ แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วความดันในอ่างเก็บน้ำจะลดลงตลอดส่วนที่เหลือของอ่างเก็บน้ำก็ตาม สิ่งนี้อาจเป็นข้อบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของพื้นที่ที่ทับถมซึ่งยังไม่ได้สำรวจ และด้วยเหตุนี้จึงนำไปสู่การค้นพบแหล่งสำรองน้ำมันใหม่ที่สำคัญ
ความสมดุลทางวัตถุของการสะสมตัวของแก๊สสะท้อนถึงกฎการอนุรักษ์มวลที่ใช้กับการสะสมตัวของแก๊ส (แก๊สคอนเดนเสท แก๊สไฮเดรต) เมื่อพัฒนาเขตข้อมูลในระบอบก๊าซ สมดุลวัสดุของแหล่งก๊าซจะถูกเขียนดังนี้:
Мн = М(t) + Мadd(t) โดยที่
Mn - มวลเริ่มต้นของก๊าซในอ่างเก็บน้ำ
M(t) - มวลของก๊าซที่เหลืออยู่ในอ่างเก็บน้ำตามเวลา t;
Mdob คือมวลของก๊าซที่ดึงออกมาจากแหล่งสะสมตามเวลา t
สมการสมดุลของวัสดุในอ่างเก็บน้ำก๊าซอยู่ภายใต้วิธีการกำหนดปริมาณสำรองก๊าซเริ่มต้นโดยความดันลดลงในอ่างเก็บน้ำ (ใช้ข้อมูลการพัฒนาภาคสนามจริงสำหรับช่วงระยะเวลาหนึ่ง) และยังใช้เพื่อกำหนดตัวบ่งชี้การพัฒนาอ่างเก็บน้ำก๊าซในโหมดก๊าซ ในกรณีของระบบขับเคลื่อนด้วยน้ำ เมื่อรวบรวมสมดุลวัสดุของแหล่งก๊าซ จะต้องคำนึงถึง Bridge(t) - มวลของก๊าซที่เหลืออยู่ในเขตน้ำท่วมของการก่อตัวตามเวลา t นั่นคือ
Mn \u003d M (t) + สะพาน (t) + Mdob (t)
สมการนี้ใช้เมื่อทำการคำนวณเชิงคาดการณ์ และยังใช้เพื่อปรับแต่งคุณสมบัติของอ่างเก็บน้ำของแอ่งน้ำ ในบางกรณีในสมการ
ความสมดุลของวัสดุของแหล่งก๊าซจะคำนึงถึงการเสียรูปของแหล่งกักเก็บที่มีประสิทธิผล (การเปลี่ยนแปลงของค่าสัมประสิทธิ์ความพรุน และเป็นผลให้ค่าสัมประสิทธิ์ความอิ่มตัวของก๊าซ) พร้อมกับการลดลงของความดันในอ่างเก็บน้ำ ในกรณีของการสะสมตัวของก๊าซคอนเดนเสทและก๊าซไฮเดรต การเปลี่ยนแปลงของปริมาตรที่อิ่มตัวด้วยก๊าซของชั้นหินจะถูกนำมาพิจารณาด้วย (ในการสะสมตัวของก๊าซคอนเดนเสท เมื่อความดันของอ่างเก็บน้ำลดลง คอนเดนเสทจะหลุดออกจากก๊าซ ทำให้ปริมาตรลดลง ในก๊าซที่มีก๊าซไฮเดรตสะสม ความดันที่ลดลงทำให้เกิดการสลายตัวของไฮเดรต และเป็นผลให้ปริมาตรที่อิ่มตัวของก๊าซเพิ่มขึ้น) สำหรับการฝากก๊าซไฮเดรต สมดุลวัสดุของก๊าซที่ฝากไว้จะถูกบันทึกโดยคำนึงถึงสมดุลความร้อน (เนื่องจากการลดลงของอุณหภูมิที่มาพร้อมกับกระบวนการสลายตัวของไฮเดรต) สมดุลความร้อนยังรวมถึงความร้อนที่ไหลเข้าจากการถ่ายเทผ่านหลังคาและด้านล่างของชั้นหิน
สมการที่หลากหลายของความสมดุลของวัสดุของแหล่งก๊าซทำให้สามารถคำนวณก๊าซและอุทกพลศาสตร์โดยคำนึงถึงปัจจัยทางธรณีวิทยาและภาคสนามที่เกี่ยวข้อง (ตัวอย่างเช่น คำนึงถึงการไหลของก๊าซ การคำนวณจะดำเนินการเกี่ยวกับฟิลด์หลายชั้น)
คำถาม #6 ลักษณะเฉพาะการสำแดงและการจัดตั้งระบอบการพัฒนาแหล่งก๊าซ
ระบอบการปกครองของอ่างเก็บน้ำก๊าซหรือการทำงานของอ่างเก็บน้ำเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นการรวมตัวกันของรูปแบบพลังงานของอ่างเก็บน้ำที่โดดเด่นซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของก๊าซในอ่างเก็บน้ำและทำให้การไหลของก๊าซเข้าสู่หลุมในระหว่างการพัฒนาอ่างเก็บน้ำ ในแหล่งก๊าซ ระบบแรงดันของก๊าซและน้ำจะแสดงออกมาเป็นหลัก
ระบอบการปกครองมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการพัฒนาของเงินฝากและรวมถึงปัจจัยอื่น ๆ กำหนดเงื่อนไขการทำงานหลักซึ่งรวมถึงอัตราแรงดันตกและอัตราการไหลของก๊าซ การรดน้ำบ่อ ฯลฯ
โหมดการทำงานของสิ่งสะสมขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางธรณีวิทยาของสิ่งสะสม สภาพอุทกธรณีวิทยา ขนาด และความยาวของระบบน้ำ ( คุณสมบัติทางกายภาพและความแตกต่างของแหล่งกักเก็บก๊าซ อัตราการถอนก๊าซออกจากเงินฝาก วิธีการที่ใช้ในการรักษาความดันของอ่างเก็บน้ำ (สำหรับแหล่งก๊าซคอนเดนเสท)
โหมดแก๊ส(โหมดขยายก๊าซ) ในโหมดก๊าซ ความอิ่มตัวของก๊าซในตัวกลางที่มีรูพรุนจะไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการพัฒนา แหล่งพลังงานหลักที่ส่งเสริมการเคลื่อนที่ของก๊าซในระบบท่อส่งก๊าซของอ่างเก็บน้ำคือแรงดันที่เกิดจากก๊าซขยายตัว ในแหล่งก๊าซที่อยู่ลึกลงไป ความยืดหยุ่นของอ่างเก็บน้ำที่รองรับก๊าซอาจมีผลเล็กน้อย โหมดนี้จะปรากฏในกรณีที่ไม่มีการก่อตัวของน้ำหรือหากไม่ได้เคลื่อนเข้าสู่อ่างเก็บน้ำก๊าซเมื่อความดันลดลงในระหว่างกระบวนการพัฒนา
โหมดน้ำ แหล่งพลังงานหลักของอ่างเก็บน้ำในโหมดการทำงานของแหล่งก๊าซนี้คือส่วนหัวของน้ำชายขอบ (ด้านล่าง) ระบบแรงดันน้ำแบ่งออกเป็นแบบยืดหยุ่นและแบบแข็ง
ระบบยืดหยุ่นนั้นสัมพันธ์กับแรงยืดหยุ่นของน้ำและหิน ระบอบการปกครองที่เข้มงวดของอ่างเก็บน้ำก๊าซนั้นสัมพันธ์กับการมีอยู่ของน้ำในอ่างเก็บน้ำที่ใช้งานอยู่และมีลักษณะเฉพาะคือในระหว่างการใช้งานน้ำด้านล่างหรือน้ำชายขอบจะเข้าสู่อ่างเก็บน้ำก๊าซซึ่งเป็นผลมาจากการที่ปริมาตรของอ่างเก็บน้ำที่ครอบครองโดยก๊าซลดลง แต่ความดันของอ่างเก็บน้ำได้รับการฟื้นฟูอย่างสมบูรณ์
ในทางปฏิบัติ ตามกฎแล้ว คราบสะสมได้รับการพัฒนาในโหมดแรงดันน้ำแบบแก๊ส (แรงดันน้ำแบบยืดหยุ่น) ในกรณีนี้ ก๊าซในอ่างเก็บน้ำจะเคลื่อนที่เนื่องจากการขยายตัวและการกระทำของแรงดันน้ำ ยิ่งไปกว่านั้นปริมาณน้ำที่นำมาใช้เนื่องจากการขยายตัวของก๊าซนั้นน้อยกว่าปริมาณที่จำเป็นสำหรับการฟื้นฟูแรงดันให้สมบูรณ์ เงื่อนไขหลักสำหรับการเคลื่อนที่ของน้ำเข้าสู่แหล่งสะสมคือการเชื่อมต่อส่วนก๊าซกับน้ำแข็ง การเคลื่อนที่ของน้ำอาจทำให้เกิดน้ำท่วมบ่อน้ำได้ สิ่งนี้ควรนำมาพิจารณาเมื่อค้นหาหลุมตามพื้นที่และเมื่อออกแบบความลึกของหลุมผลิตใหม่
ในระบบแรงดันน้ำแบบยืดหยุ่น น้ำจะถูกนำเข้าสู่แหล่งสะสมก๊าซที่พัฒนาแล้วเนื่องจากแรงดันตกในระบบและการขยายตัวที่เกี่ยวข้องของหินกักเก็บ รวมถึงน้ำด้วย
อ่างเก็บน้ำก๊าซที่มีระบบขับเคลื่อนด้วยน้ำซึ่งความดันได้รับการฟื้นฟูอย่างเต็มที่ระหว่างการใช้งานนั้นค่อนข้างหายาก โดยปกติแล้ว ในระบบขับเคลื่อนด้วยน้ำ ความดันจะถูกฟื้นฟูบางส่วน กล่าวคือ ความดันในชั้นหินจะลดลงระหว่างการทำงาน แต่อัตราการลดลงจะช้ากว่าในระบบแก๊ส
แหล่งก๊าซส่วนใหญ่ในช่วงแรกได้รับการพัฒนาตามระบอบก๊าซ การปรากฏตัวของระบบแรงดันน้ำมักจะสังเกตเห็น แต่ไม่ทันที แต่หลังจากเลือก 20-50% ของปริมาณสำรองก๊าซจากเงินฝาก ในทางปฏิบัติ กฎนี้ยังมีข้อยกเว้น เช่น สำหรับแหล่งก๊าซขนาดเล็ก ระบบแรงดันน้ำอาจปรากฏขึ้นเกือบจะทันทีหลังจากเริ่มดำเนินการ
เมื่อใช้งานทุ่งคอนเดนเสทก๊าซ เพื่อให้ได้ปริมาณคอนเดนเสทมากที่สุดโดยการปั๊มก๊าซแห้งหรือน้ำเข้าไปในอ่างเก็บน้ำ บางครั้งโหมดก๊าซเทียมหรือแรงดันน้ำจะถูกสร้างขึ้น
ในบางกรณี ประสิทธิภาพของอ่างเก็บน้ำในสนามหลายชั้นอาจได้รับผลกระทบจากเงื่อนไขการพัฒนาด้านบนหรือด้านล่างของขอบฟ้า เช่น การไหลของก๊าซ
การกำหนดโหมดการทำงานของเงินฝากก่อนที่จะมีการพัฒนาแหล่งก๊าซ การพิจารณาทั่วไปเท่านั้นที่สามารถทำได้เกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการแสดงออกของระบอบการปกครองอย่างใดอย่างหนึ่ง ลักษณะของระบอบการปกครองถูกกำหนดขึ้นตามข้อมูลที่ได้รับระหว่างการดำเนินการของสนาม
โหมดการทำงานของเงินฝากสามารถกำหนดได้จากสมการสมดุลวัสดุ
ที่ไหน - ปริมาณก๊าซเริ่มต้นปัจจุบันและที่ผลิตได้
การแทนที่ในสมการสุดท้าย ชผ่านระดับเสียง วและความหนาแน่น รก๊าซ และยังแสดงความหนาแน่นในแง่ของความดันจากสมการทั่วไปของสถานะ เรามี:
, (2.11)
ที่ไหน r nและ พี ที- ค่าเฉลี่ยแบบชั้นถ่วงน้ำหนักโดยปริมาตรของพื้นที่รูพรุนของความดันสัมบูรณ์ของอ่างเก็บน้ำตามลำดับเริ่มต้นและปัจจุบัน W n, W t- ปริมาณเริ่มต้นปัจจุบันของพื้นที่รูพรุนที่ถูกครอบครองโดยก๊าซ ชนะ- ปริมาตรของพื้นที่รูพรุนที่ถูกครอบครองโดยน้ำ (หรือสารอื่น ๆ ) ที่เข้าสู่การสะสมของก๊าซในช่วงเวลาที่สอดคล้องกับความดันที่ลดลงจาก p n ถึง p t ถาม d -ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้จากแหล่งกักเก็บเมื่อความดันลดลงจาก r nก่อน พี ที, ลดลงสู่สภาวะมาตรฐาน; z n, z t, z เซนต์- ค่าสัมประสิทธิ์การอัดตามลำดับภายใต้สภาวะเริ่มต้น ปัจจุบัน และสภาวะมาตรฐาน ( z เซนต์ =1), R n, R t, R เซนต์- ค่าคงที่ของก๊าซที่สภาวะเริ่มต้น สภาวะปัจจุบัน และสภาวะมาตรฐาน T n และ T k- อุณหภูมิในการขนส่ง ตามลำดับ เริ่มต้นและปัจจุบัน ที เซนต์=293K. เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าเมื่อก๊าซเคลื่อนที่ในอ่างเก็บน้ำ
เนื่องจากสำหรับแหล่งก๊าซบริสุทธิ์ระหว่างการใช้งานจึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของก๊าซ
ค่าอาร์ . อาจมีการเปลี่ยนแปลงระหว่างการทำงานของแหล่งก๊าซคอนเดนเสท
ในระบอบแก๊สในสมการ (2.11) ชนะ=0 และ W n \u003d W= คงที่ ในกรณีนี้ สมการ (2.11) จะถูกเขียนใหม่ในรูปแบบ:
, (2.12)
ที่ไหน
สำหรับโหมดการขับเคลื่อนของแก๊ส-น้ำซึ่งสังเกตการไหลเข้าของน้ำในถังแก๊ส การพึ่งพา (2.20) จะถูกเขียนในรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อย:
. (2.13)
โหมดการทำงานของก๊าซของเงินฝากนั้นมีลักษณะตามอัตราส่วนของปริมาณก๊าซ ถาม d,เกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง ความดันลดลงในเงินฝากในช่วงเวลาเดียวกันตาม (2.21) มีค่าคงที่:
. (2.14)
ถ้า กเพิ่มขึ้นระหว่างการทำงาน โหมดของการสะสมคือแรงดันแก๊ส ในกรณีนี้ ก๊าซไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำจากขอบฟ้าอื่นได้เช่นกัน ในกรณีที่มีการรั่วไหลของก๊าซจากอ่างเก็บน้ำปริมาณที่ไม่ได้นำมาพิจารณาคือค่า กลดลงเมื่อเวลาผ่านไป
สำหรับเงินฝากหลายชั้น เมื่อก๊าซไหลจากขอบฟ้าหนึ่งไปยังอีกขอบฟ้าหนึ่ง เพื่อกำหนดโหมดการทำงานของเงินฝากแต่ละก้อน สมการของแบบฟอร์ม (2.21) หรือ (2.23) จะได้รับการแก้ไข ปริมาณของก๊าซที่ไหลจะถูกเพิ่มเข้าไปในหนึ่งในนั้น และปริมาณของก๊าซที่ไหลจะถูกลบออกจากอีกอันหนึ่ง
ตามกฎการอนุรักษ์น้ำหนักของสาร ปริมาณ (มวล) ของวัตถุตั้งต้นที่นำมาผลิตยาสมุนไพรหรือยาสำเร็จรูปจะต้องเท่ากับปริมาณ (มวล) ของวัสดุที่ได้รับ (ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป + ผลพลอยได้ + ของเสีย) ตำแหน่งนี้สามารถแสดงได้ด้วยความเท่าเทียมกันดังต่อไปนี้:
กรัม 1= กรัม 2+ กรัม 3+ กรัม 4
ที่ไหน กรัม - วัสดุเริ่มต้น กรัม 2 - ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป gz- ผลพลอยได้; กรัม 4 - ของเสีย (ทั้งหมดเป็นกิโลกรัม)
อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ปริมาณของวัสดุที่ได้รับจะน้อยกว่าปริมาณของวัสดุเริ่มต้นที่ใช้เสมอ สิ่งนี้อธิบายได้จากความจริงที่ว่าในการผลิตใด ๆ มีการสูญเสียวัสดุ ดังนั้นสมการข้างต้นควรอยู่ในรูปแบบต่อไปนี้:
กรัม 1=( กรัม 2+ กรัม 3+ กรัม 4)+ กรัม 5
ที่ไหน กรัม 5 - การสูญเสียวัสดุเป็นกิโลกรัม
สมการสุดท้ายเรียกว่าสมการสมดุลวัสดุ ภายใต้ ความสมดุลของวัสดุเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของวัตถุดิบ ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ผลพลอยได้ ของเสีย และความสูญเสียของวัสดุ
การสูญเสียวัสดุมีที่มาแตกต่างกัน มีการสูญเสียเชิงกลที่สังเกตได้บ่อยที่สุดในกรณีที่ไม่มีหรือมีกลไกการเคลื่อนที่ของวัสดุแปรรูปไม่เพียงพอ (การรั่วไหล สเปรย์ โครงถัก การแตกหัก ฯลฯ) เป็นไปได้ ทางกายภาพและทางเคมีการสูญเสีย เช่น ระหว่างการสกัด (การสกัดสารออกฤทธิ์ไม่สมบูรณ์) การกรอง (การสูญเสียตัวทำละลายระเหยระหว่างการกรองสุญญากาศ) การระเหย (การสูญเสียน้ำมันหอมระเหยและกรดวาเลอริกระหว่างการทำให้สารสกัดหนาขึ้นในสุญญากาศในการผลิตสารสกัดหนาของรากวาเลอเรี่ยน) เป็นต้น การสูญเสียยังเป็นไปได้ เคมีคำสั่งส่วนใหญ่มักเป็นผลมาจากปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น หากปฏิกิริยาระหว่างสารหนูแอนไฮไดรด์และโพแทชไม่ดำเนินไปอย่างสมบูรณ์ (เนื่องจากการไม่ปฏิบัติตามระบอบความร้อน) สารละลายของสารหนูที่ได้รับในกรณีนี้จะมีโพแทสเซียมอาร์เซไนต์ในปริมาณที่ลดลง
ความสมดุลของวัสดุมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่ง เพราะมันสะท้อนระดับความสมบูรณ์แบบของกระบวนการทางเทคโนโลยีเช่นเดียวกับในกระจก ยิ่งมีความสมบูรณ์มากเท่าใดเทคโนโลยีของยานี้ก็ยิ่งละเอียดมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งยอดคงเหลือของการสูญเสียประเภทต่างๆ น้อยลงเท่าใด กระบวนการผลิตก็ยิ่งถูกต้องมากขึ้นเท่านั้น ในทางตรงกันข้ามยิ่งมีการสูญเสียวัสดุในเครื่องชั่งมากเท่าใด เทคโนโลยีของยานี้ก็จะยิ่งมีความชำนาญน้อยลงเท่านั้น และการทำงานผิดปกติประเภทต่างๆ
ความสมดุลของวัสดุสามารถนำเสนอในรูปแบบของสมการเชิงพีชคณิต แต่ยังรวมถึงตารางรายได้และการใช้วัสดุ ในส่วนของรายได้ของยอดคงเหลือ ปริมาณของวัสดุที่นำเข้าในการผลิตจะได้รับ และในส่วนค่าใช้จ่าย - ปริมาณของวัสดุที่ได้รับและการสูญเสีย ยอดรวมของรายได้และรายจ่ายในงบดุลต้องเป็นจำนวนเดียวกัน
ความสมดุลของวัสดุสามารถแสดงเป็นแผนภาพได้เช่นกัน
สามารถสร้างสมดุลของวัสดุได้: 1) สำหรับขั้นตอนเดียว การทำงานหรือโหลด; 2) ต่อหน่วยเวลา (ชั่วโมง, กะ, วัน); 3) ต่อหน่วยของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป (ต่อ 1,000 หรือ 100 กก.) รูปแบบแรกของงบดุลเกิดขึ้นในกระบวนการทางเทคโนโลยีเป็นระยะ และข้อมูลยอดคงเหลือสามารถใช้เป็นจุดเริ่มต้นเมื่อจัดทำตารางการผลิต การคำนวณวัสดุรูปแบบที่สองใช้ในกระบวนการต่อเนื่องเพื่อกำหนดปริมาณวัตถุดิบที่ใช้ในระหว่างหนึ่งชั่วโมง (กะ, วัน) และปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับในกรณีนี้และการสูญเสีย ความสมดุลของวัสดุที่เบิกขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป 1,000 หรือ 100 กิโลกรัมนั้นสะดวกโดยให้อัตราการใช้วัตถุดิบทันที
ขึ้นอยู่กับลักษณะของวัตถุดิบ ความสมดุลสำหรับบางขั้นตอนของการผลิตไม่ได้ดำเนินการเฉพาะในแง่ของมวลของวัสดุเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณภาพของส่วนประกอบด้วย ตัวอย่างเช่น สำหรับวัสดุจากพืช - สำหรับสารสกัด (รวมถึงสารออกฤทธิ์) ความชื้นและสารแห้งที่ไม่ละลายน้ำ สำหรับแอลกอฮอล์ - สำหรับแอลกอฮอล์และน้ำแน่นอน นอกจากนี้ ควรชี้ให้เห็นว่าความสมดุลของวัสดุสามารถสร้างขึ้นโดยสัมพันธ์กัน ไม่เพียงแต่กับวัสดุทั้งหมด (ยอดรวมทั้งหมด) ที่เกี่ยวข้องในกระบวนการเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงหนึ่งในนั้นด้วย
การใช้สมการความสมดุลของวัสดุ เป็นไปได้ที่จะกำหนดคุณลักษณะที่สำคัญของกระบวนการทางเทคโนโลยี เช่น ผลผลิต ของเสียทางเทคโนโลยี ค่าสัมประสิทธิ์การบริโภค อัตราการบริโภค
ทางออก(η) - เปอร์เซ็นต์ของปริมาณผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป (g1) ต่อปริมาณวัตถุดิบ (g2):
เทคเสีย(ε) - อัตราส่วนของการสูญเสียวัสดุต่อน้ำหนักของวัตถุดิบซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์:
อัตราส่วนค่าใช้จ่าย(Kpacx) - อัตราส่วนของมวลรวมของวัตถุดิบต่อมวลของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่ได้รับ:
การใช้ค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคทำให้ง่ายต่อการคำนวณจำนวนวัตถุดิบที่ต้องการ - บรรทัดฐานการใช้จ่าย(Npacx) คูณจำนวนใบสั่งยา (หรือ MRTU) ด้วยค่าสัมประสิทธิ์การบริโภค หากกระบวนการทางเทคโนโลยีมาพร้อมกับการก่อตัวของของเสียซึ่งแปรรูปเป็นผลพลอยได้และของเสีย การคำนวณทั้งหมดข้างต้นจะค่อนข้างซับซ้อนขึ้น ในกรณีนี้ ผลผลิตและของเสียทางเทคโนโลยีไม่ได้ถูกกำหนดโดยมวลของวัตถุดิบ แต่เป็นเปอร์เซ็นต์ของผลผลิตทางทฤษฎี:
ค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคยังคำนวณเป็นอัตราส่วนของผลผลิตตามทฤษฎีต่อมวลของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
การพัฒนาพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการออกแบบและพัฒนาแหล่งก๊าซและก๊าซคอนเดนเสทสามารถแบ่งออกเป็น 4 ขั้นตอน
ในระหว่างฉันเวที(ปีก่อนการปฏิวัติและปีแรกของอำนาจโซเวียต) มีการเจาะหลุมในแหล่งก๊าซที่ค้นพบโดยบังเอิญในบริเวณใกล้เคียงของผู้ใช้ก๊าซ การเจาะหลุมที่ตามมาได้ดำเนินการในบริเวณใกล้เคียงกับหลุมก่อนหน้าโดยไม่มีการสำรวจเบื้องต้นในปริมาณที่จำเป็นในการจัดหาก๊าซในปริมาณที่ต้องการให้กับผู้บริโภค (Melnikovskoye, Melitonolskoye ฝากใน Stavropol และ Dagestan fires deposit)
ขั้นที่ 2 แทนที่วิธีการพัฒนาช่างฝีมือ ในขั้นตอนนี้มีการใช้วิธีการเชิงประจักษ์ในการพัฒนาแหล่งก๊าซอย่างแท้จริงพร้อมกับการขยายเชิงกลของการพัฒนาแหล่งน้ำมันรวมถึงวิธีการพัฒนาแหล่งก๊าซของสหรัฐอเมริกา
ขั้นที่ 3 มีลักษณะเฉพาะคือการสร้างและดำเนินการตามวิธีการทางวิทยาศาสตร์เพื่อแสวงหาประโยชน์จากแหล่งก๊าซ งานนี้ดำเนินการที่สถาบันน้ำมันมอสโก N.M. กั๊บกิ้น.
จากผลที่ได้รับพร้อมกับการศึกษาเชิงทฤษฎีเพิ่มเติม โครงการทางวิทยาศาสตร์โครงการแรกสำหรับการพัฒนาแหล่งก๊าซของ Kuibyshevgaz trust และต่อมาในสาขาอื่น ๆ (Shebelinsky, Severo-Stavropolsky, Gazlinsky ฯลฯ ) ได้ดำเนินการและดำเนินการ
เป็นผลให้ทางวิทยาศาสตร์ งานวิจัยขั้นตอนที่สามในการพัฒนาทฤษฎีการพัฒนาแหล่งก๊าซมีความคืบหน้าอย่างมาก วิธีการแบบไดนามิกของแก๊สได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อคำนวณการเปลี่ยนแปลงในเวลาของจำนวนที่ต้องการของหลุมก๊าซ อ่างเก็บน้ำ ความดันหลุมด้านล่างและหลุมผลิต วิธีการโดยประมาณสำหรับการคำนวณความคืบหน้าของรูปร่างหรือน้ำด้านล่างในระหว่างการพัฒนาภาคสนามภายใต้สภาวะที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำ
แทนที่จะเป็นระบอบการปกครองของเปอร์เซ็นต์การเลือกคงที่ที่แพร่หลายก่อนหน้านี้:
โดยที่: % - เปอร์เซ็นต์การเลือกคงที่
ถาม ทองคำขาว- อัตราการไหลของบ่อก๊าซ
ถาม โรคเอสแอลอี- อัตราการไหลของบ่อก๊าซที่ไหล
ซึ่งถือว่าเป็นระบบเทคโนโลยีที่มีเหตุผลเพียงระบบเดียวสำหรับการดำเนินงานของบ่อก๊าซ ระบบเทคโนโลยีใหม่ได้รับการพิสูจน์และนำมาใช้ในการออกแบบ โหมดเหล่านี้รวมถึงโหมดของการรักษาระดับความดันสูงสุดที่อนุญาตคงที่ที่ด้านล่างของหลุมหรือการลดลงอย่างต่อเนื่องในกรณีที่เสถียรภาพของอ่างเก็บน้ำไม่เพียงพอ โหมดของการจำกัดอัตราการไหลของแอนไฮดรัสของหลุมก๊าซเมื่อมีน้ำด้านล่าง
การศึกษาการกรองก๊าซจนถึงหลุมที่ไม่สมบูรณ์ในสภาพที่ละเมิดกฎของ Darcy นำไปสู่การสร้างและการนำวิธีการใหม่ไปใช้อย่างแพร่หลายในการประมวลผลและตีความผลลัพธ์ของการวิจัยหลุมก๊าซ วิธีการวิจัยที่ดีปรากฏในระบบการกรองก๊าซแบบไม่อยู่กับที่
ผลจากการดำเนินโครงการต่างๆ เพื่อพัฒนาแหล่งก๊าซ ทำให้มีประสบการณ์มากมายในการประยุกต์วิธีการธรณีวิทยา ธรณีฟิสิกส์ ก๊าซใต้ดิน-อุทกพลศาสตร์ และเศรษฐศาสตร์ภาคส่วนอย่างบูรณาการ
บนพื้นฐานของการศึกษาทางธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์โครงสร้างทางธรณีวิทยาของแหล่งก๊าซถูกสร้างขึ้นความคิดถูกสร้างขึ้นจากการก่อตัว ระบบแรงดันน้ำ, ระบอบการปกครองที่เป็นไปได้ของการสะสมก๊าซ พารามิเตอร์ของอ่างเก็บน้ำถูกกำหนดตามข้อมูลการทดสอบหลุม
จากการคำนวณของแก๊ส-อุทกพลศาสตร์ การเปลี่ยนแปลงในเวลาของจำนวนหลุมที่ต้องการจะถูกกำหนดเพื่อให้เป็นไปตามแผนการผลิตก๊าซ จากการวิเคราะห์ตัวบ่งชี้ทางเทคนิคและเศรษฐกิจของตัวเลือกการพัฒนาต่างๆ สิ่งที่ดีที่สุดจะถูกเลือก
ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 ทฤษฎีการออกแบบและการพัฒนาแหล่งก๊าซธรรมชาติได้เข้าสู่ขั้นตอนที่สี่ของการพัฒนา คุณสมบัติของขั้นตอนนี้คือการประยุกต์ใช้ที่ซับซ้อนในการออกแบบ วิเคราะห์ และกำหนดโอกาสการพัฒนาของก๊าซและก๊าซคอนเดนเสทของวิธีการทางธรณีวิทยา ธรณีฟิสิกส์ รวมถึงธรณีฟิสิกส์นิวเคลียร์ อุทกพลศาสตร์ของก๊าซใต้ดิน อุปกรณ์และเทคโนโลยีการผลิตก๊าซ มีความปรารถนาที่จะใช้ความสามารถของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูงที่ทันสมัยและเครื่องจักรอะนาล็อก ในเวลาเดียวกัน งานหลักคือการค้นหาด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์ ตัวเลือกดังกล่าวสำหรับการพัฒนาฟิลด์ก๊าซ (คอนเดนเสทของก๊าซ) และการจัดเรียงของฟิลด์ ซึ่งจะแตกต่างจากตัวบ่งชี้ทางเทคนิคและเศรษฐกิจที่เหมาะสมที่สุด