шпаргалка

19-билет

[ Назад ]

І. Исследование газовых скважин при нестационарных режимах фильтрации. Техника и технология проведения исследований, обработка результатов исследований.

ІІ. Низкотемпературная сепарация.

ІІІ. Морские трубопроводы. Терминалы.



Исследование газовых скважин при нестационарных режимах фильтрации. Техника и технология проведения исследований, обработка результатов исследований.

Исследования этим методом проводят в простаивающей скважине. После остановки скважины необходимо понизить уровень жидкости в скважине, с помощью желонки. Затем прослеживают подъем уровня, спуская в скважину на тонкой стальной проволоке легкую специальную желонку-поплавок. Прослеживание ведут до тех пор, пока в скважине установится статический (постоянный) уровень и прекратится приток продукции в скважину. В результате исследований методом прослеживания уровня, получают данные изменения уровня продукции в скважине во времени. По полученным данным строят график- по оси абсцисс откладываем время, а по оси ординат -пройденный путь, т.е. получаем зависимость пройденного уровнем пути от времени.

В промысловой практике чаще при неустановившемся режиме скважины исследуют по кривым восстановления давления (КВД). Этот метод исследования скважин основан на перераспределении давления в пласте после изменения темпов отбора жидкости в скважине. При исследовании эксплуатационных скважин этим методом режим отбора продукции изменяют путем остановки скважины. Затем через определенное время измеряют забойное давление. В первое время после остановки скважины продукция будет поступать к забою, но в дальнейшем приток делается незначительным и им при исследовании можно пренебречь. В это время давление на забое будет повышаться за счет упругости пласта и самой жидкости. По результатам исследований строят кривую восстановления давления, откладывая по оси абсцисс логарифмы (десятичные) времени, прошедшего после остановки скважины, а по оси ординат - значение забойного давления.

Полученная прямая будет иметь уклон, который можно определить по следующей формуле:

= Рn-Р1

lg tn-lg t1

Если мы продлим полученную прямую до оси ординат, то она отсечет отрезок А, характеризующий потери давления на трение при фильтрации газа в пористой среде (размерность сут.*Мпа2/м3) Определив величины  и А, можно определить коэффициент проницаемости удаленной от скважины области пласта :

2.3Qн

kуд.п.= 4d hэф

и коэффициент пьезопроводности, который характеризует скорость перераспределения давления от скважины до упругой пористой среды пласта и определяется по следующей формуле:

= ____ k ______

(ж +п),

где ж и п- коэффициент сжимаемости жидкости и породы соответственно.



Данный метод исследования рекомендуется применять для скважин с высокой продуктивностью, когда уровень жидкости в скважине восстанавливается быстро и приток жидкости после остановки скважины становится небольшим по сравнению с дебитом до остановки. В малопродуктивных скважинах требуется очень большое время и исследование становится нецелесообразным.

Исследование скважин при неустановившихся режимах дает возможность судить о параметрах коллектора на больших расстояниях от забоя скважин. Вследствие влияния методов вскрытия пластов, его проницаемость в призабойной зоне отличается от проницаемости пласта вдали от забоя. Сравнивая результаты, можно судить о степени ухудшения проницаемости при вскрытии пласта или определить в какой степени улучшилась проницаемость призабойной зоны, если забой был обработан для улучшения притока (СКО, ГРП, торпедирование).

Для получения более полного представления о месторождении, о физических свойствах пласта и жидкости, о процессах, протекающих в залежи при ее эксплуатации, разрабатываются новые методы исследования. Одним из таких методов, позволяющим изучить строение и размеры залежи, физические свойства пород месторождения и за его пределами, является метод гидропрослушивания. Сущность данного метода заключается в наблюдении за изменениями статического уровня или давления в простаивающей скважине, происходящими при изменении отбора жидкости из соседних скважин, пробуренных на тот же пласт. Изменение уровня в простаивающих скважинах (реагирующих) зависит от величины отбора жидкости из соседних ( возмущающих) скважин, от физических свойств пород пласта и жидкостей. Поэтому по величине и характеру изменения уровня (давления) в реагирующих скважинах при изменении режима работы соседних возмущающих скважин можно судить о многих свойствах пласта. Так как изменение давления в пласте распространяется лишь по проницаемым участкам, то, очевидно, что скважины отделенные от возмущающей скважины непроницаемыми границами, не будет совсем реагировать на понижение давления в ней, если эта непроницаемая граница замкнута, или же будет реагировать поздно или слабо, если непроницаемая граница не замкнута.

Таким образом, прослушивание дает возможность судить о наличии не установленных при бурении скважин непроницаемых границ в пласте и примерном их расположении.

Свободный дебит- дебит открытого фонтана, т. е. Ру = 0,1 МПа.

Абсолютно свободный дебит показывает условия притока газа из пласта в скважину без учета потерь давления в стволе скважины. Используют для выяснения потенциальных добывных возможностей скважины, т. е. при Р3 = 0,1 МПа



ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН

При исследовании скважин газоконденсатных месторождений определяют компо¬нентный состав пластовой смеси и ее фазовое состояние до начала разработки; прогнозиру¬ют и контролируют изменения состава и фазового состояния смеси в процессе разработки и эксплуатации месторождения в системе «пласт — скважина — сепаратор — магистральный газопровод».

Определение компонентного состава пластового газа — важная задача. От правиль¬ного определения состава пластового газа зависят:

1) балансовые запасы компонентов, входящих в его состав;

2) способы подготовки газа к транспорту и переработке;

3) технологическая схема сбора, внутрипромыслового транспорта пластового газа и ее транспортировка на ГПЗ;

4) технологическая схема переработки пластового сырья и производительность;

5) обоснлвание способа защиты металлического оборудования скважин и поверх

ностноro оборудования промысла от коррозии;

6)охрана труда людей и защита окружающей среды.

Технология и техника исследования газоконденсатных смесей в лаборатор¬ных условиях.

Отобрав на промысле пробы сырого конденсата и отсепарированного газа иссле¬дуют в лабораторных условиях на содержание этана, пропана и бутанов, а стабильного кон¬денсата — на CS+.'

Для исследования газоконденсатных смесей используется лабораторная установка УФР-2 (установка фазового равновесия), в комплект лабораторной установки включают не менее двух сосудов высокого давления (бомбы PVT). В первом проводят изотермическое (при пластовой температуре) снижение давления от начального пластового до атмосферного. Фазовые равновесия систем исследуют при температурах от — 10 до + 200 °С и давлениях от 2 Д(О *100 МПа. Поправки на давление и температуру к объемам жидкой и газо¬вой фаз определяют расчетом.

Cooтношение объемов газовой и жидкой фаз измеряют при контактной и дифферен¬циальной конденсации. При контактной конденсации масса и состав газоконденсатной смеси остаются постоянными, а давление снижают, перемещая поршень в бомбе PVT, т. е. увеличивая ее объем. При дифференциальной конденсации газ выпускают из бомбы PVT, не изменяя ее объема. Этот процесс имитирует отбор газа из месторождения. Состав пласто¬вой смеси изменяется, а газовую фазу, отобранную из «пласта» (бомбы PVT), направляют во второй сосуд высокого давления — сепаратор, в котором давление и температуру поддержи¬вают на уровне промысловых условий сепарации. Таким способом имитируют процесс про¬мысловой обработки газа.

Установки позволяют определять такие характеристики пластовых газов, как выход конденсата из газа при различных термодинамических условиях в процессе эксплуатации залежей глубокозалегающих газоконденсатных месторождений, а также потери конденсата в пласте. Полученные данные служат исходными при подсчете запасов газа и конденсата, по¬терь конденсата в пласте, обоснования метода разработки месторождения.

При исследовании в лаборатории процессов фазовых превращений углеводородной смеси соблюдают термодинамическое подобие тем процессам, которые происходят в пласте.

В лабораторных исследованиях не соблюдаются условия газогидродинамического по¬добия процессов фильтрации газоконденсатной смеси в пласте, не учитываются влияние по¬ристой среды на фазовые превращения и отклонения реальных процессов фазовых переходов от условий равновесия, а в сепараторе не соблюдается газодинамическое подобие промысло¬вым процессам подготовки газа к транспортированию. Эти отличия реальных процессов на месторождении от условий лабораторных исследований обусловили использование ла¬бораторных результатов при расчетах разработки в основном по уравнениям материального баланса.

Несмотря на это, лабораторные исследования являются основным методом прогнози¬рования фазовых превращений при разработке и эксплуатации газоконденсатных месторож¬дений, так как аналитические (расчетные) методы их прогнозирования менее надежны.

Методы исследования газоконденсатных месторождений и промысловые ус¬тановки для их проведения.

Скважины газоконденсатных месторождений исследуют с целью получения характе¬ристик добываемой продукции путем анализа проб газа, определения количества сырого конденсата, выделяющегося из газа на поверхности при различных режимах эксплуатации скважины и условиях выделения конденсата.

В процессе исследования обычно применяют передвижные установки двух типов:

1) Нетермостатируемые(высокой промышленной производительности);

2) термостатируемые, через которые пропускается только небольшая часть отби¬раемого из скважины газа.

Обычные установки дают промышленную, общую характеристику скважины. Термо¬статируемые позволяют получить изотермы и изобары конденсации, коэффициенты Джо¬уля—Томсона, количество жидкости, которое может выделиться из газа после ее отделения при устьевых значениях давления и температуры.

Для получения полной характеристики работы газоконденсатных скважин и ее про¬дукции используют передвижные и стационарные установки.

На рис.1 приведена принципиальная схема передвижной установки.







Рисунок.1- Схема установки У-900

Установка, смонтирована на двухосном автоприцепе и подключена к скважине с по¬мощью стальных шарнирных труб. Три регулируемых штуцера позволяют создавать на се¬параторах разное давление. Охлаждение газа в термостатируемой установке осуществляется при дросселировании газа высокого напора. Для его подогрева используют электронагрева¬тели.

Отношение количества выделившегося в сепараторах конденсата к количеству про¬текшего газа дает основную характеристику продукции скважины — удельное конденсато-содержание (конденсатогазовый фактор- КГФ)—(г/мЗ или смЗ/мЗ) при различных значениях температуры и давления. Сырой конденсат, получаемый в сепараторах и в термостати¬руемой установке, подвергают разгазированию путем снижения давления в контейнере до 0,1 МПа и выдержке при 20°С и измеряют количество газов дегазации.

Исследования при одновременном отборе промышленных количеств газа и предста¬вительной пробы проводят при помощи установки ЛПГ-1 (Рис.2).







Рисунок 2 - Схема промысловой экспериментальной установки на газоконденсатном ме¬сторождении: 1 — скважина; 2 — ловушка жидкой фазы; 3 — штуцер; 4 — распределитель¬ная гребенка; 5—7 — сепараторы; 8 — сепаратор измерительный; 9, 12 — отводы на факел; 10 — регулятор давления до себя; 11 — емкость мерная; 13 — установка для измерения объ¬ема жидкости; 14 — стекло уровнемерное



Низкотемпературная сепарация.

НТС- разделение жидкой фазы от газовой за счет конденсаций влаги или лекгих УВ при понижений температуры. При НТС используется эффект Джоуля Томсона т.е. понижение температуры при понижении давления за счет резкого расширения газа при помощи клапана Джоуля Томсона. В реприод исчерпания избыточного давления охлаждение газа до низких температур достигается с помощью исскуственного холода.

Важное звено в технологической цепочке бесперебойного газоснабжения потребителей природным газом – его подготовка к транспорту. Она выполняется непосредственно на месторождении. Подача в магистральный газопровод очищенного газа повышает эффективность его эксплуатации, снижает затраты на транспортировку газа, продлевает ресурс трубопровода и технологического оборудования за счет удаления из газа вредных примесей, механических частиц и влаги.

В комплекс основного производственного назначения для газодобывающего предприятия в общем случае входят скважины, кусты скважин, промплощадки с установками предварительной подготовки газа (УППГ), промплощадки с установками комплексной подготовки газа и газового конденсата (УКПГ), головные сооружения с установками полной подготовки газа и газового конденсата (ГС), промысловые трубопроводы.

В составе УППГ – один объект сбора и первичной сепарации газа, а в составе УКПГ –несколько: сбора и первичной сепарации газа; подготовки газа и конденсата; компримирования газа (при необходимости), общего технологического и подсобно-вспомогательного назначения.

Технологические схемы УКПГ обеспечивают прием сырья, поступающего из скважин, прием газа от УППГ и подготовку газа к транспорту на весь период разработки месторождения. Комплексная подготовка газа может состоять из многих операций (необходимость в каждой определяется качеством и состоянием сырья): очистка от мехпримесей и капельной жидкости, осушка, отбензинивание, очистка от агрессивных примесей, охлаждение перед подачей в магистральный газопровод, стабилизация и переработка газового конденсата (или его смеси с попутной нефтью) в моторные топлива (рис. 1). Установки, предназначенные для подготовки газа и извлечения конденсата на газоконденсатных месторождениях, проектируют с учетом пластового давления и возможности работы в условиях изменения объема сырья и вырабатываемых продуктов.

Сбор и первичная подготовка включает в себя: низкотемпературную сепарацию, адсорбционный метод осушки газа и абсорбцию

От механических примесей, капельной жидкости газ очищают в сепараторах на УКПГ и УППГ. На газоконденсатных месторождениях для отбензинивания газа, среди прочих, применяется низкотемпературная сепарация (НТС).

Установка НТС включает следующий минимальный набор оборудования: сепаратор I ступени; узел впрыска в поток газа ингибитора гидратообразования (метанола, 70–80% раствора диэтиленгликоля или др.); рекуперативные теплообменники, дроссель, эжектор утилизации газа выветривания, холодильная машина; низкотемпературный сепаратор (тонкой очистки); разделители газового конденсата и воды с ингибитором гидратообразования. На установках НТС охлаждение газа следует производить за счет дроссель-эффекта, а при его отсутствии в схему необходимо включать источник искусственного холода.

НТС - процесс промысловой подготовки природного газа с целью извлечения конденсата газового и удаления из него влаги до точки росы, исключающей гидратообразование при транспортировке потребителю. НТС заключается в конденсации паров влаги и растворённых в газе тяжёлых углеводородов при температурах от 0 до —15 °С. Для охлаждения газа используют Джо Джоуля — Томсона эффект, изменение температуры газа в результате медленного протекания его под действием постоянного перепада давления сквозь дроссель — местное препятствие потоку газа (капилляр, вентиль или пористую перегородку, расположенную в трубе на пути потока). Течение газа сквозь дроссель (дросселирование) должно происходить без теплообмена газа с окружающей средой (адиабатически).

Эффект Джо Джоуля — Томсона был обнаружен и исследован английским учёными Дж. Джоулем и У. Томсоном в 1852—62. В опытах Джоуля и Томсона измерялась температура в двух последовательных сечениях непрерывного и стационарного потока газа (до дросселя и за ним, рис. 1). Значительное трение газа в дросселе (мелкопористой пробке из ваты) делало с корость газового потока ничтожно малой, так что при дросселировании кинетическая энергия потока была очень мала и практически не менялась. Благодаря низкой теплопроводности стенок трубы и дросселя теплообмен между газом и внешней средой отсутствовал. При перепаде давления на дросселе Dp = p1 — р2, равном 1 атмосфере (1,01×105 н/м2), измеренная разность температур DT = T2 — T1 для воздуха составила — 0,25°С (опыт проводился при комнатной температуре). Для углекислого газа и водорода в тех же условиях DТ оказалась, соответственно, равной -1,25 и +0,02°С.



Эффект Джоуля Томсона принято называть положительным, если газ в процессе дросселирования охлаждается (DТ < 0), и отрицательным, если газ нагревается (DТ > 0).

Согласно молекулярно-кинетической теории строения вещества, эффект Джоуля Томсона свидетельствует о наличии в газе сил межмолекулярного взаимодействия (обнаружение этих сил было целью опытов Джоуля и Томсона). Действительно, при взаимном притяжении молекул внутренняя энергия (U) газа включает как кинетическую энергию молекул, так и потенциальную энергию их взаимодействия. Расширение газа в условиях энергетической изоляции не меняет его внутренней энергии, но приводит к росту потенциальной энергии взаимодействия молекул (поскольку расстояния между ними увеличиваются) за счёт кинетической. В результате тепловое движение молекул замедлится, температура расширяющегося газа будет понижаться. В действительности процессы, приводящие к эффект Джоуля Томсона, сложнее, т.к. газ не изолирован энергетически от внешней среды. Он совершает внешнюю работу (последующие порции газа, справа от дросселя, тесня т предыдущие), а слева от дросселя над самим газом совершают работу силы внешнего давления (поддерживающие стационарность потока). Это учитывается при составлении энергетического баланса в опытах Джоуля — Томсона. Работа продавливания через дроссель порции газа, занимающей до дросселя объём V1, равна p1V1. Эта же порция газа, занимая за дросселем объём V2, совершает работу p2V2. Проделанная над газом результирующая внешняя работа A = p1V1 — p2V2 может быть как положительная, так и отрицательная. В адиабатических условиях она может пойти только на изменение внутренней энергии газа: A = U2 — U1. Отсюда, зная уравнение состояния газа и выражение для U, можно найти DT.

Величина и знак эффект Джоуля Томсона. определяются соотношением между работой газа и работой сил внешнего давления, а также свойствами самого газа, в частности размером его молекул.

Для идеального газа, молекулы которого рассматриваются как материальные точки, не взаимодействующие между собой, эффект Джоуля Томсона равен нулю.

В зависимости от условий дросселирования один и тот же газ может как нагреваться, так и охлаждаться. Температура, при которой (для данного давления) разность DT, проходя через нулевое значение, меняет свой знак, называется температурой инверсии эффект Джоуля Томсона. Типичная кривая зависимости температуры инверсии от давления показана на рис. 2. Кривая инверсии отделяет совокупность состояний газа, при переходе между которыми он охлаждается, от состояний, между которыми он нагревается. Значения верхних температур инверсии (Ti, max, рис. 2) для ряда газов приведены в таблице. Эффект Джоуля Томсона., характеризуемый малыми значениями DT при малых перепа дах давления Dр, называют дифференциальным. При больших перепадах давления на дросселе температура газа может изменяться значительно. Например, при дросселировании от 200 до 1 атмосферы и начальной температуре 17°С воздух охлаждается на 35°С. Этот интегральный эффект положен в основу большинства технических процессов сжижения газов. В простейшей схеме установки НТС газ из скважин с давлением значительно выше рабочего давления в газопроводе поступает в сепаратор-каплеотбойник, где из газового потока удаляется часть жидкости, после чего газ охлаждается до температуры 5—15 °С в рекуперативном теплообменнике и дросселируется до рабочего давления в магистральном газо проводе. При дросселировании температура газа снижается обычно до минус 5—10 °С. В поток газа перед его охлаждением вводится ингибитор (обычно спирты) для предотвращения гидратообразования. Затем газ поступает в сепаратор, где из него удаляется конденсат и водный раствор ингибитора, а осушенный газ, проходя через теплообменник, охлаждает поток сырого газа и направляется в газопровод.

По мере отбора газа пластовое давление снижается и оказывается недостаточным для достижения заданной точки росы; процесс обработки газа ухудшается. Это основной недостаток промысловой подготовки газа с использованием НТС, т.к. к этому времени обычно свыше 50% запасов газа ещё остаётся неизвлечённым. Для продления работы установки НТС используют предварительное охлаждение газа в водяных и воздушных теплообменниках или холодильных машинах. Для совершенствования НТС ведутся работы по созданию малогабаритных скоростных турбохолодильных агрегатов. На Шебелинском месторождении газа (УССР) внедрена технологическая схема об работки газа с вводом и регенерацией сорбента, поглощающего влагу.

Морские трубопроводы. Терминалы.

Морскими трубопроводами называют трубопроводы, предназначенные для транспортировки нефти, газа, нефтепродуктов, воды укладываемые ниже уровня свободной поверхности морей. Конструктивные формы, методы расчетов и технология строительства подводных трубопроводов отличаются от сухопутных. Различают несколько видов: нефтепроводы – для перекачки нефти; продуктопроводы – для перекачки продуктов переработки нефти; газопроводы – для перекачки газов как в газообразном, так и в сжиженном состоянии. В зависимости от задач, решаемых при транспортировке нефти и газов делят на магистральные, внутрипромысловые, отводы, распределительные.

Под магистральными понимают трубопроводы, по которым нефть и газ перекачиваются от мест их добычи до мест потребления на большие расстояния. Такие трубопроводы обычно перекачивают нефть и газ, собранные с одного или нескольких месторождений. Поэтому их диаметр обычно превышает 0,5 м, а давление перекачиваемого продукта достигает 100-250 атм.

Внутрипромысловыми называют трубопроводы, которые предназначаются для сбора нефти и газа от отдельных скважин или кустов скважин и доставки их к пункту первичной обработки или подачи на головную насосную станцию для закачки в магистральный трубопровод.

Отводами называю трубопроводы, подсоединенные к магистральному трубопроводу с целью отбора нефти и газа для каких-либо нужд.

Под распределительными понимают трубопроводы, предназначенные для распределения нефти, нефтепродуктов или газа по нескольким потребителям. Обычно эти тубопроводы малого диаметра.

По расположению трубопровода в акватории относительно дна различают трубопроводы, заглубленные в грунт, расположенные на дне без обвалования, с обвалованием и трубопроводы, расположенные в водной среде, т. е. ниже поверхности воды и выше поверхности дна.

Трубопроводы бывают жесткие и гибкие.

Укладываются с помощью трубоукладочной баржи со стингером. Стингер – это специальное устройство трубоукладочной баржи для направления и безопасного спуска труб на морское дно.

Трубопроводы покрывают пенополиуританом для теплоизоляции.

Терминалы – это перевалочные станции для транспортировки нефти до потребителя. Состоят из насосов и емкостей. Скважинная продукция собирается с разных месторождений, для каждой существуют отдельные емкости. Терминалы оснащены автотранспортом, железнодорожным транспортом, трубопроводами, лабораторией и др.

КАТЕГОРИИ:

Network | английский | архитектура эвм | астрономия | аудит | биология | вычислительная математика | география | Гражданское право | демография | дискретная математика | законодательство | история | квантовая физика | компиляторы | КСЕ - Концепция современного естествознания | культурология | линейная алгебра | литература | математическая статистика | математический анализ | Международный стандарт финансовой отчетности МСФО | менеджмент | метрология | механика | немецкий | неорганическая химия | ОБЖ | общая физика | операционные системы | оптимизация в сапр | органическая химия | педагогика | политология | правоведение | прочие дисциплины | психология (методы) | радиоэлектроника | религия | русский | сертификация | сопромат | социология | теория вероятностей | управление в технических системах | физкультура | философия | фотография | французский | школьная математика | экология | экономика | экономика (словарь) | язык Assembler | язык Basic, VB | язык Pascal | язык Си, Си++ |