Организация расчетов по специальности в электронных таблицах: Расчет основных характеристик пластово-сводовой залежи

Областное государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«Томский политехнический техникум»

Методическая разработка практического занятия по дисциплине «Информатика» с использованием методики направляющего текста

Организация расчетов по специальности в Excel:

Расчет основных характеристик пластово-сводовой залежи

для специальностей 21.02.01 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений; 21.02.02 Бурение нефтяных и газовых скважин; 21.02.11 Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Преподаватель Рязанова Галина Михайловна

Аннотация: Работа посвящена организации расчетов в электронных таблицах ряда показателей характеристик залежи углеводородов и их наглядному представлению. Данное занятие проводится у студентов, обучающихся по нефтегазовому направлению. Эта работа является завершающей по теме «Excel». Занятие организовано по методике направляющего текста с максимальным уровнем практической самостоятельной работы студентов, самоанализом и оценкой.

Томск 2019

План урока

Дисциплина: ЕН.03 Информатика

Специальность: 21.02.01 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Группа: 218 Р2

Тип урока: Урок изучения нового материала

Вид урока: Практическая работа

Используемые СОТ (современные образовательные технологии): информационно-коммуникационные технологии, методика направляющего текста, работа с интерактивным on-line тренажером.

Тема программы: Технология обработки числовой информации в электронных таблицах

Тема урока: Организация расчетов по специальности. Расчет основных характеристик пластово-сводовой залежи.

Материально-дидактическое оснащение урока:

1. Направляющий текст (Л-1)

2. Информационные листы (Л-2, Л-3, Л-4)

3. Блок заданий, использованных в мини-тренажерах (Л-5)

4. Эталон «Таблица расчетов характеристик залежи» (Л-6)

5. Эталон «График профильного разреза» (Л-7)

6. Оценочный лист (Л-8)

7. Компьютеры с выходом в Интернет, проектор

8. Учебный интерактивный мини-тренажер

9. Программное обеспечение – электронные таблицы Excel, программа создания презентация PowerPoint, геоинформационная система Surfer

10. Презентация по теме урока

Цель:

1. Образовательная

1.1. Сформировать у студентов понятие о пластово-сводовой залежи и ее основных характеристиках.

1.2. Обучить студентов выполнять расчеты и строить график профессиональной направленности в Excel.

2. Развивающая

2.1. К концу занятия каждый обучающийся должен уметь

• рассчитывать в Excel основные характеристики пластово-сводовой залежи;

• строить график профильного разреза.

2.2. В ходе урока способствовать развитию у обучающихся

• умения самостоятельно работать с информацией;

• умения составлять план действий при выполнении задания;

3. Воспитательная 

В ходе урока содействовать воспитанию у обучающихся

• формирования культуры труда;

• внимательности;

• самостоятельности;

• умения работать в группе;

• формирования интереса к специальности.

Технологическая карта урока

Содержание урока

1. Организационный момент (2 мин);

2. Сообщение темы занятия, цели, плана работы. Знакомство с заданием (6 мин), презентация и 3D-модель в геоинформационной системе Surfer, рис.1;

3. Теоретическая работа (8 мин);

4. Закрепление уровня усвоения теоретических знаний (8 мин);

5. Практическая работа студентов. Планирование (5 мин);

6. Практическая работа студентов. Выполнение (48 мин);

7. Контроль и оценка (10 мин);

8. Рефлексия, подведение итогов. Заключение (3 мин).

Рисунок 1. Модель поверхности пластово-сводовой залежи

Приложение

Методические рекомендации для студентов по выполнению работы

Л-1

Направляющий текст

Задание

В ходе разведки и разработки Западно-Колтогорского месторождения были получены геофизические характеристики пластово-сводовой залежи углеводородов по данным 20 скважин. Необходимо определить запас углеводородов по представленным характеристикам залежи. Построить график профильного разреза пластово-сводовой залежи. Ввод исходных данных, расчеты, график следует выполнить в электронных таблицах Excel.

Информирование

1. Познакомьтесь с заданием.

2. Изучите информационный материал и исходные данные по залежи (Л-2, Л-3, Л-4).

3. Закрепите полученные знания работой с учебным интерактивным мини-тренажером. Режим on-line, адрес в браузере http://LearningApps.org/watch?v=pjk4acfp301 (рис.2, ссылка на рабочем столе Тренажер -Залежь). Эталонные вопросы и ответы приведены в листе Л-5.

Рисунок 2. Окно браузера с учебным интерактивным мини-тренажером

Планирование

1. Объединитесь в пары.

2. Устно ответьте друг другу на предложенные вопросы по работе в электронных таблицах Excel:

• Как организовать перенос текста в ячейке по словам?

• Где меняется ширина столбца?

• Как сделать надстрочные и подстрочные символы?

• Как выполнить выравнивание заголовков столбов таблицы по середине и по центру?

• Чем отличается в Excel ввод чисел от ввода формул?

• Как выполнить автозаполнение числовыми данными?

• Как выполнить копирование формул?

• Как задать обрамление таблицы?

• Что такое абсолютная ссылка?

• Каким образом работают функции СРЗНАЧ(Е2:Е21); МАКС(B2-$K$2;0)?

• Какие действия нужно выполнить для построения диаграммы?

• Где можно выбрать макет диаграммы с подписями осей и легендой?

3. Обсудите последовательность выполнения задания. Выберите оптимальный вариант (план действий).

Выполнение

Выполните задание в соответствии с Вашим планом действий, используя информационные листы Л-2, Л-3, Л-4.

Контроль и оценка

1. Выполните контроль своей работы и оцените результат. Используйте эталонные листы Л-6 (Таблица расчетов характеристик залежи), Л-7 (График профильного разреза) и критерии оценки практической работы по организации расчетов по специальности Л-8 (Оценочный лист).

Л-2

Краткие сведения о пластово-сводовой залежи

Для нефтяников основным объектом исследования, как правило, является залежь – единичное скопление нефти или газа в земной коре. Одним из видов залежи является пластово-сводовая залежь. Такая залежь представляет собой проницаемый пласт, ограниченный в кровле и подошве практически непроницаемыми породами и изогнутый в форме свода. Нефть или газ заполняют верхнюю ее часть, а нижнюю заполняет пластовая вода. Следует различать термины резервуар, ловушка, залежь. Резервуар – это проницаемый пласт-коллектор (коллектор – собиратель, лат), ограниченный практически непроницаемыми породами. Ловушка – это часть резервуара, в котором существуют условия для накопления и сохранения залежей углеводородов. А залежь – это ловушка, содержащая промышленные количества нефти и газа. Для построения структурных карт коллекторов, профильных разрезов используются геоинформационные системы (ГИС). Схема строения пластово-сводовой залежи приведена на рис. 3.

Рисунок 3. Схема строения пластово-сводовой залежи

В нефтегазовой отрасли подсчет запасов углеводородов по залежи производится по формуле:

Q=V_эфн*m*K_н**ρ (1)

где V_эфн – объем эффективных нефтенасыщенных толщин;

m – коэффициент открытой пористости¹;

K_н – коэффициент нефтенасыщенности²;

 – пересчетный коэффициент, учитывающий присутствие в нефти растворенного газа;

ρ – плотность нефти (значение может быть в диапазоне 710-1040 кг/м³).

Зная расчетные параметры, задачу подсчета запасов можно представить как расчет объема V_эфн.

V_эфн =V_общ*K_пес, (2)

где V_общ – общий объем нефтенасыщенных толщин;

K_пес – коэффициент песчанистости³, он характеризует отношение продуктивной толщины пласта к его общей толщине  К_пес=h_эф/Н_общ;

Л-3

Исходные данные

Эти значения нужно внести в любые ячейки под основной таблицей.

Абсолютная отметка ВНК равна -2191,5 м;

пересчетный коэффициент =0,81;

плотность нефти ρ=840 кг/м³;

общий объем нефтенасыщенных толщин, по данным, вычисленным в ГИС Surfer, V_общ=435514842,72367 м³.

Л-4

Требования и пояснения по организации расчетов и оформлению результатов

1. Файл с таблицей исходных данных Залежь.xlsx на рабочем столе.

Шрифт в таблице Times New Roman 12; выравнивание заголовков столбцов (по горизонтали и вертикали) – по центру; обрамление таблицы – все границы (стандартное).

2. В таблицу исходных данных следует добавить столбцы «Общая толщина пласта Н_общ, м», «Коэффициент песчанистости, К_пес», «Относительная отметка подошва, м», «Относительная отметка кровли, м».

3. Для вычисления общей толщины пласта Н_общ следует из значения абсолютной отметки кровли пласта вычесть значение абсолютной отметки подошвы пласта. Общая толщина пласта и коэффициент песчанистости рассчитываются по каждой скважине исследуемой залежи.

4. Относительные отметки (т.е. относительно уровня ВНК) подошвы и кровли рассчитываются также для каждой скважины. Расчет следует организовать следующим образом: из значения абсолютной отметки подошвы (или кровли) отнимается значение уровня ВНК, новое относительное значение подошвы (или кровли) получается положительным; если значение получилось отрицательным, то его нужно обнулить, например, =МАКС(B2-$K$2;0), где B2 – адрес ячейки, содержащей значение абсолютной отметки подошвы, К2 – адрес ячейки, содержащей значение абсолютной отметки ВНК.

Дальнейшие расчетные формулы можно расположить под основной таблицей

5. Для нахождения объема эффективных толщин V_эфн в формуле 2 (лист Л-2) следует использовать среднее значение K_пес по данным всех скважин.

6. Аналогичным образом для подсчета запасов углеводородов по залежи Q в формуле 1 (лист Л-2) следует использовать средние значения m, K_н по данным всех скважин.

6. Расчет объема эффективных толщин оформить в следующем формате:

например, V_эфн=12345,123м³; аналогично оформить расчет запаса углеводородов, единица измерения – тонны.

7. Для построения графика профильного разреза пластово-сводовой залежи оформить отдельную таблицу в любом свободном месте листа, куда внести данные: № скважины, новые относительные значения кровли, подошвы, имеющие ненулевые значения.

8. По данным второй таблицы построить точечный график с гладкими кривыми. На диаграмме должно быть обязательно: название диаграммы, подписи осей, легенда.

Л-5

Блок заданий для закрепления учебного материала по теме

«Основные сведения о пластово-сводовой залежи»

Проверка работы обучающихся на этапе Информирование выполняется с помощью интерактивного on-line тренажера, в котором предлагается выполнить задания на соответствие из общей массы понятий и формул.

Адрес сайта LearningApps.org http://LearningApps.org/watch?v=pjk4acfp301

Понятиям поставьте в соответствие определения, выберите верные формулы,

(правильные ответы выделены полужирным курсивом).

1. Резервуар – это проницаемый пласт-коллектор.

2. Залежь – это ловушка, содержащая промышленные количества нефти и газа.

3. ВНК – это водонефтяной контакт.

4.  ГИС – это … (выбрать верный ответ)

а) геоинформационные системы

б) геологические системы.

5. Запас углеводородов по залежи (формула) (выбрать верный ответ)

а) V_эфн*m*K_н**ρ

б) V_эфн*m*K_н*.

6. Объем эффективных нефтенасыщенных толщин (формула) (выбрать верный ответ)

а) V_общ*K_пес*

б) V_общ*K_пес.

7. Плотность нефти составляет … (выбрать верный ответ)

а) 840 кг/м³

б) 540 кг/м³.

8. Пересчетный коэффициент – учитывает присутствие в нефти растворенного газа.

9.Коэффициент песчанистости – показывает соотношение коллекторов и неколлекторов.

10. Общая толщина пласта рассчитывается как разница значений… (выбрать верный ответ)

а) кровля-подошва

б) кровля-ВНК.

Эталон: Таблица расчетов характеристик залежи Л-6

Эталон: График профильного разреза Л-7

Оценочный лист Л-8

ФИО

1.____________________________________________

2. ____________________________________________

Внимательно проверьте свою работу. Заполните таблицу, оценив каждый элемент контроля.

Если элемент выполнен на 70% и более проставьте 1 балл.

Если элемент выполнен на 50% и более (до 70%) проставьте 0,5 балла.

Если элемент выполнен менее чем на 50%, баллы не ставятся.

Подсчитайте общее количество баллов и переведите в пятибалльную систему.

Максимальное количество 17 баллов.

Общая оценка складывается переводом общего количества баллов в пятибалльную систему отметки.

1^ коэффициент открытой пористости зависит от объёма сообщающихся между собой пор в нефтяном пласте

2^ нефтенасыщенность пласта – содержание нефти в породе-коллекторе, выражается в долях или процентах от объёма порового пространства (неполное насыщение нефтью всего порового пространства обусловлено наличием в нём т.н. остаточной, или связанной, воды и газа в свободном состоянии)

3^ коэффициент песчанистости показывает соотношение коллекторов и неколлекторов в общем объеме эксплутационного объекта.