ВВЕДЕНИЕ. Ядерной реакцией называется процесс сильного взаимодействия атомного ядра с элементарной частицей или с другим ядром

Ядерной реакцией называется процесс сильного взаимодействия атомного ядра с элементарной частицей или с другим ядром, приводящий к преобразованию ядра (или ядер). Взаимодействие реагирующих частиц возникает при их сближении до расстояний порядка 10^-15м благодаря действию ядерных сил.

Наиболее распространенным видом ядерной реакции является взаимодействие легкой частицы а с ядром X, в результате которого образуется легкая частица b и ядро Y:

Х + а ® Y + b .

Уравнение таких реакций принято записывать сокращенно в виде

Х(а,b)Y . (44)

В качестве легких частиц а и b могут фигурировать нейтрон (n), протон (р), дейтрон (d), a-частица (a) и g-фотон (g).

Ядерные реакции могут сопровождаться как выделением, так и поглощением энергии. Количество выделяющейся энергии Q называется энергией реакции.

Она определяется разностью масс исходных и конечных ядер (частиц):

(45)

где å m₁ – сумма масс ядер, вступающих в реакцию,

å m₂ – сумма масс ядер, получившихся в результате реакции.

Если сумма масс образующихся ядер превосходит сумму масс исходных ядер, реакция идет с поглощением энергии и энергия реакции будет отрицательной (Q<0).

ВВЕДЕНИЕ

Нефть (neft – турецкое, так же персидское) известна людям более четырёх тысяч лет тому назад. На заре цивилизации нефть не играла большой роли в технике и быту. До нас дошли скупые сведения о том, что она применялась греками, египтянами, ассирийцами для медицинских целей, в строительном деле (асфальт), для изготовления туши, в военном деле ("греческий огонь"), для освещения жилых помещений и смазки колёс.

Признание как дешёвого топлива и источника ценных продуктов нефть получила только за последние сто лет. В настоящее время развитие техники и промышленности невозможно себе представить без использования нефти и продуктов её переработки.

Из нефти вырабатываются все виды жидкого топлива (автомобильный и авиационный бензины, реактивное и дизельное топливо), смазочные масла, битумы для дорожных покрытий, сажа для резиновой промышленности, кокс для электродов и множество промышленных и потребительских товаров.

Незаменимым сырьём для нефтехимической промышленности являются газы (попутные, природные, нефтепереработки), ароматические углеводороды, жидкие и твёрдые парафины. На базе газового и нефтяного сырья производятся полимерные материалы, синтетические волокна, каучук, моющие средства, спирты, альдегиды и многие другие ценные продукты.

Развитие научно–технической базы нефтегазового комплекса, освоение и ввод в эксплуатацию в прошлом столетии крупнейших по запасам нефти и газа месторождений, осуществлялось на основе прогрессивных достижений в области физики нефтяного пласта. Максимальная добыча нефти, около 600 млн. тонн в год, на территории бывшего СССР, приходилась на период 1980-1990 годов, в основном, за счет ввода в эксплуатацию высокодебитных месторождений Западной Сибири.

К концу прошлого столетия объём добываемой нефти сократился и стабилизировался на отметке 303-305 млн. тонн в год.

В настоящее время эксплуатируемые крупные месторождения, определяющие объём добычи нефти, приближаются к последним стадиям разработки. Состояние их характеризуется значительными исчерпывающими запасами, преждевременным обводнением, изношенностью систем сбора и трубопроводного транспорта до 50-80 %.

Перспективные направления в нефтедобыче будут определяться в основном следующими факторами: уровнем мировых цен на топливо, налоговыми условиями, научно-техническими достижениями в разработке и эксплуатации месторождений, качеством разведанной сырьевой базы.

Скачок цен на сырую нефть в 21 веке на рынках мира благоприятен для России. Если в январе 1999 года цена нефти за баррель составляла 10,21-10,42 доллара, то на первое октября она увеличилась до 22,66-23,10 долларов. Важным стимулом для роста добычи нефти в 2000 году были очень высокие цены на нефть в течение всего года. Этот фактор способствовал экспорту российской нефти в страны дальнего зарубежья. В 2000 г. он составил 144,1 млн. тонн и устойчиво возрастает.

Для прироста добычи нефти Правительством Российской Федерации были приняты Постановления о мерах по вводу в эксплуатацию бездействующих, контрольных и находящихся в консервации скважин на нефтяных месторождениях и обеспечивающие гибкое налогообложение (стимулирующее) в части:

- эксплуатации месторождений с истощёнными и трудноизвлекаемыми запасами (дебит 0,1-1 т/сутки), которые составляют более 50 % от общего количества текущих извлекаемых запасов с помощью новых технологий;

– освоения и ввода в эксплуатацию мелких малодебитных месторождений, в среднем на одно мелкое месторождение приходится менее 1 млн. тонн нефти и в России их открыто более 1400 месторождений;

- ввода в разработку месторождений с низкопроницаемыми коллекторами (0,05 мкм²).

Реализовать намеченные перспективы развития нефтедобывающего комплекса и поддерживать уровень добычи нефти в России в 330–370 млн. тонн в год невозможно без получения новых данных относительно нефтяных и газовых пластов – коллекторских и фильтрационных свойств горных пород, физико-химических свойств пластовых жидкостей и газов, фазовых состояний углеводородных систем и других. Процесс развития нефтяной промышленности России требует применения нетрадиционных систем разработки, новых технологий и современных технических средств, а это всё зависит от состояния отраслевой и академической науки, и не только нефтегазового комплекса, но и нефтегазового машиностроения.

Современный инженер-нефтяник, занимающийся рациональной разработкой нефтяных и газовых месторождений, должен хорошо знать геологическое строение залежи, её физическую характеристику (пористость, проницаемость, насыщенность и др.), физико-химические свойства нефти, газа и воды, насыщающие породы, уметь правильно обработать и оценить данные, которые получены при вскрытии пласта и при его последующей эксплуатации. Эти данные позволяют определить начальные запасы углеводородов в залежи. Они необходимы для объективного представления о процессах, происходящих в пласте на различных стадиях его разработки.

На комплексе знаний, полученных при изучении данного курса, основываются системы грамотного и более совершенного проектирования разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, выбор тех или иных методов искусственного воздействия на залежь, внедрение новейших методов повышения компонентоотдачи пластов.

Настоящее учебное пособие посвящено описанию свойств пористых сред, насыщающих их жидкостей и газов и использованию этих знаний в практических расчётах.