шпаргалка

22-билет

[ Назад ]

І. Разработка газоконденсатных месторождений в режиме истощения. Сайклинг-процесс.

ІІ. Типовые осложнения в скважине при добыче нефти.

ІІІ. Морские трубопроводы. Терминалы.



Разработка газоконденсатных месторождений в режиме истощения, путем обратной закачки сухого газа в пласт. Сайклинг-процесс.

Практика разработки газоконденсатных месторождений показывает, что сущест¬вуют две системы разработки:

1) с поддержанием пластового давления закачкой в пласт рабочих агентов

2) без поддержания пластового давления (на истощение).

На выбор системы разработки влияют следующие факторы:

- промышленные запасы сырого газа;

- количество и состав конденсата, выделяющегося из газа;

- режим эксплуатации пласта;

-однородность пласта (по пористости, проницаемости, литологическому составу).

Поддержание пластового давления можно осуществлять закачкой в пласт сухого газа, воздуха, воды, углекислого газа.

Нагнетание воздуха в пласт связано со значительно большими эксплуатационными затратами, чем при закачке сухого газа, т.к. эксплуатационные затраты зависят от степени сжатия газа: г = Рв/Рп где Рв и Рр давление на выкиде и давление на приеме компрессора.

При одном и том же значении Рв (например 30 МПа) для газа степень сжатия в про¬цессе возврата сухого газа в пласт будет меньше, чем при закачке воздуха, так как для газа Рпр= Рм.к., где Рмк - давление максимальной конденсации. Для воздуха же Рпр= 0,1 МПа.

Таким образом, сухой газ возвращают дожимными компрессорами при г- 2, а воздух многоступенчатыми компрессорами при г = 300 и выше. Закачка воздуха позволяет вести раз¬работку газоконденсатного месторождения в один цикл и направлять сухой газ потребителям. При этом, однако, трудно оценить потери газа в зонах смешения с воздухом.

Закачка воды имеет следующие преимущества:

1) Разработка газоконденсатного месторождения ведется в один цикл;

2) Имеется возможность использования сухого газа как сырья и топлива;

3) Энергетические затраты при закачке воды меньше, чем при закачке воздуха.

Закачка воды в залежь возможна при благоприятных геологических условиях: залежь с большим этажом газоносности, тектонические нарушения отсутствуют, большое содержа¬ние конденсата ценных товарных свойств.

Недостатки при закачке воды:

1) Разбухание глинистых пропластков и закупорка пор призабойной зоны нагнета¬тельных скважин при взаимодействии породы с водой;

2) Образование языков воды;

3) Защемление больших объемов газа водой.

Сайклинг -процесс это возврат сухого газа в пласт с целью поддержания пластового давления на уровне выше, чем давление максимальной конденсации для предотвращения по¬терь углеводородного конденсата в пласте.

Следует учитывать, что при возврате в пласт сухого газа стоимость промыслового оборудования и его обслуживания может превышать прибыль от реализации конденсата. Чтобы этого не было стоит рассмотреть варианты частичного возврата газа в пласт и отправки сухого газа потребителям. В каждом отдельном случае после технико-экономического анализа можно выявить наивыгоднейший вариант. При анализе необходимо учитывать потери конденсата, выпавшего в поровом пространстве. Извлечь его в будущем из истощенной залежи будет практически невозможно без огромных экономических затрат. В отдельных случаях при высокой первоначальной насыщенности газовой фазы конденсатом в результате извлечения газовой фазы образуется остаточное месторождение так называемой «белой нефти», представляющей собой смесь светлых фракций.

Существуют разновидности сайклииг-процесса: в пласт возвращается весь отбензиненый сухой газ (полный сайклинг-процесс) или 40-60% от всего объема отобранного газа (частичный сайклинг-процесс), при этом давление в залежи поддерживается на уровне или выше давления начала конденсации, конденсат не выпадает в поровом пространстве, а выно¬сится на поверхность; сухой газ, попадая в пласт растворяет в себе тяжелые компоненты.

Со временем конденсатогазовый фактор уменьшается, закачка газа продолжается до момента, когда возврат газа становится нерентабельным из-за низкого выхода конденсата, после чего наступает вторая стадия разработки месторождения как газового без поддержания пластового давления до его полного истощения.

Использование других агентов. Закачка в пласт углекислого газа позволяет умень¬шить давление начала конденсации. Существуют простые и дешевые способы получения уг¬лекислого газа, поэтому этот метод является перспективным, представляет интерес также за¬качка углекислого газа в смеси с азотом, а также закачка широкой фракции легких углеводо¬родов и закачка газа, содержащего кислые компоненты (сероводород и углекислый газ).

Одним из возможных способов поддержания пластового давления является комбини¬рованная закачка воды и газа.



Типовые осложнения в скважине при добыче нефти.

Многообразие условий работы фонтанных скважин на различ¬ных нефтяных месторождениях предопределяет и многообразные причины осложнений в их работе. К числу таких осложнений относятся:

- отложения в подъемном оборудовании или выкидных линиях, а также в ПЗС асфальтенов, смол, парафинов и церезинов;

-образование песчаных пробок как на забое скважины, так и в подъемнике,

- отложения солей в различных элементах системы;

- пульсации в работе фонтанной скважины;

- открытое (нерегулируемое) фонтанирование при поврежде¬нии устьевой арматуры или за счет образования грифонов.

Парафиноотложение

Нефть, состоящая из смеси как легких, так и тяжелых углеводородов, при пластовых условиях находится, как правило, в термодинами¬ческом равновесии. При изменении термобарических условий в призабойной зоне и в самой скважине, связанных с понижением давле¬ния и температуры, нарушается фазовое равновесие, и из смеси угле¬водородов выделяются как газообразные, так и твердые компоненты. Важнейшей характеристикой образования твердой фазы является температура кристаллизации парафина, характеризующая появление в смеси углеводородов первых микрокристаллов парафина.

При снижении давления свободный газ, выделяющийся из нефти, понижает ее растворяющую способность и образует границы раздела, которые провоцируют образование твердой фазы в виде микрокристаллов парафина, а также микроагрегатов асфальтенов и смол. Образовавшиеся микрокристаллы и микроагрегаты твердой фазы могут оставаться во взвешенном состоянии и выноситься потоком смеси. В противном случае микрокристаллы парафина, а также микроагрегаты асфальтенов и смол слипаются между собой, образуя сгустки твердой фазы, прилипающие к внутренней поверхности шероховатых насосно-компрессорных труб, особенно в муфтовых соединениях. Со временем этот процесс развивается, приводя к отложению парафина и снижению живого сечения подъемника с соответствующим снижением деби¬та скважины. Экспериментально установлено, что глубина начала отложений парафина совпадает с глубиной начала выделения газа. Характерные профили отложений парафина внутри подъемника приведены на рис. 1. Механизм и характер формирования отложений парафина доста¬точно сложны и зависят от давления насыщения в подъемнике Р'нас, газонасыщенности нефти (газовый фактор), температурного режима работы скважи¬ны, содержания парафина в нефти, температуры кристаллизации парафина, давления на устье скважины, дебита скважины, обвод¬ненности продукции, состояния внутренней поверхности подъем¬ника (его шероховатость), типа этой поверхности (гидрофильная или гидрофобная), характера работы скважины (работа с постоян¬ным дебитом или в пульсирующем режиме) и др.

Совершенно очевидно, что отложения парафина в подъемнике приводят к нарушению нормальной работы скважины: снижению ее дебита и коэффициента полезного действия процесса подъема.

Существуют два принципиальных подхода к борьбе с этим не¬желательным явлением:

1. Предотвращение отложений парафина (превентивный подход).

2. Различные методы удаления отлагающегося парафина.

Первый подход является предпочтительным и базируется на

создании условий в процессе работы скважины, исключающих фор¬мирование отложений парафина или облегчающих их срыв с внут¬ренней поверхности подъемника.





а б в

Рис. 1. Типичные профили отложений парафина внутри подъемника:

а - с постоянным увеличением отложений к устью скважины; б - с час¬тичным срывом отложений потоком смеси к устью скважины; в - с пол¬ным срывом отложений к устью скважины

Данный подход включает следующие методы: снижение шерохо¬ватости внутренней поверхности НКТ путем нанесения на нее стек¬ла, эмали, эпоксидной смолы или специальных лаков; использова¬ние специальных химических реагентов, называемых ингибиторами парафиноотложений. Сущность такого метода заключается не толь¬ко в гидрофилизации внутренней поверхности подъемника за счет адсорбции на ней химических реагентов, но и в адсорбции этих реа¬гентов на образовавшихся кристаллах парафина и формировании на них тонкой гидрофильной пленки, препятствующей росту кристал¬лов парафина, их слипанию с образованием сгустков твердой фазы и последующим их отложением на стенках НКТ.

Второй подход является широкораспространенным и делится на несколько методов:

1. Механические - использование различных по конструкции

и форме скребков, спускаемых в подъемник либо на проволоке с

помощью специальных автоматизированных лебедок, устанавлива¬емых на устье скважины, либо так называемых автоматических ле¬тающих скребков. Конструктивно скребок устроен таким образом,

что при спуске полукруглые по форме пластинчатые ножи сложе¬ны и скребок свободно спускается в НКТ. При подъеме ножи рас¬крываются, их диаметр становится равным внутреннему диаметру

НКТ, и они срезают отложившийся парафин, который потоком

продукции выносится за пределы устья скважины.

2. Тепловые - прогрев колонны НКТ перегретым паром, зака¬чиваемым в скважину с помощью специальной паропередвижной установки. Такой процесс называется пропариванием НКТ. Часто используют и прокачку горячей нефти. В настоящее время исполь¬зуются и специальные греющие кабели, спускаемые внутрь НКТ. При подаче на кабель напряжения он разогревается, а отложив¬шийся парафин расплавляется и выносится потоком продукции за пределы устья.

3. Химические - использование различных растворителей па¬рафиновых отложений, закачиваемых в скважину.

Таким образом, в настоящее время имеется достаточный арсе¬нал методов и средств ликвидации осложнений в работе скважин, связанных с отложениями парафинов.

Песчаные пробки

Как правило, эти проблемы связаны либо с фильтрацией в рых¬лых слабосцементированных коллекторах, либо с недопустимым снижением забойного давления и разрушением даже хорошо сце¬ментированных терригенных коллекторов. В обоих случаях (при отсутствии соответствующего оборудования забоев скважин) в про¬цессе эксплуатации на забое скважины может образовываться пес¬чаная пробка. С гидродинамической точки зрения ее образование связано с недостаточной скоростью восходящего потока продук¬ции в интервале «забой-башмак фонтанного лифта». Песчинки, поступающие из призабойной зоны, в данном случае осаждаются, формируя на забое песчаную пробку. С течением времени размеры и плотность пробки возрастают, что приводит к резкому сниже¬нию дебита скважины вплоть до ее остановки.

Предотвратить образование песчаной пробки можно использо¬ванием специальных хвостовиков, которые представляют собой насосно-компрессорные трубы меньшего, чем подъемник, диамет¬ра и спускаются до нижних перфорационных отверстий. Скорость движения продукции в хвостовике должна быть большей, чем ско¬рость осаждения песчинок. В случае же образования песчаной проб¬ки средством их разрушения и выноса является промывка с исполь¬зованием гидромониторных насадок. Эффективными являются и сконструированные для этих целей струйные насосы. Эксплуата¬ция пескообразующих скважин, как правило, требует периодичес¬ких чисток.

Солеотложение

Разработка нефтяных месторождений на современном этапе характеризуется необходимостью извлечения огромного количества попутных вод, которые имеют различное происхождение, различный химический состав и т.д. Основной причиной солеотложений является пересыщение вод неорганическими солями. Причины пе¬ресыщения делятся на две группы:

- гидрогеохимические условия продуктивных горизонтов -

вещественный состав и физические свойства пород-коллекторов,

термобарические условия, химический состав и минерализация

пластовых вод;

- состав вод, закачиваемых в пласт с целью поддержания пла¬стового давления, и геолого-промысловые условия разработки.

Геохимические исследования показывают (МГУ им. М.В. Ломо¬носова), что независимо от состава закачиваемых вод для ПГТД пос¬ледние насыщаются сульфатами и карбонатами под влиянием гид¬рогеохимических условий продуктивных горизонтов. Образующи¬еся при этом новые по составу воды, с одной стороны, химически несовместимы с пластовыми водами и при смешении с ними дают осадки, с другой — пересыщаются и способствуют осадконакоплению при термобарических и гидродинамических условиях, имею¬щих место в добывающих скважинах и депрессионных зонах.

В нефтегазоносных провинциях, где в осадочной толще отсут¬ствуют соленосные отложения и минерализация вод невысока, в составе солей, выпадающих в нефтепромысловом Оборудовании, преобладают карбонаты кальция. Присутствие соленосных толщ в разрезе месторождения, как правило, способствует высокой мине¬рализации пластовых вод и обуславливает выпадение таких осад¬ков, основными компонентами которых являются сульфат бария или сульфат кальция, а иногда их смесь.

Отмеченное позволяет с большой точностью прогнозировать состав солеотложений, выпадающих в нефтепромысловом обору¬довании и в коллекторах нефтяных месторождений той или иной нефтегазоносной провинции.

Несовместимость пластовой воды с закачиваемой также может служить причиной пересыщения попутно-добываемых вод. Много¬численные экспериментальные исследования показали, что количе¬ство выпадающих при смешении вод осадков зависит от соотноше¬ния объемов пластовой и закачиваемой воды, достигая максимума при их соотношении ~0,8. Одной из причин солеотложений могут служить водорастворимые компоненты нефти, в частности, нафте¬новые кислоты и их соли. Предполагается, что вследствие смешения воды с нефтью и турбулизации потока в процессе подъема водорастворимые компоненты нефти переходят в воду и служат причиной солеотложений. Известны и другие причины образования солей.

Механизм образования солеотложений достаточно сложен и представляется совокупностью таких процессов, как пересыщение попутно-добываемых вод, зародышеобразование, рост кристаллов и перекристаллизация.

Как и при парафиноотложении, предотвращение отложений солей является наилучшей гарантией безаварийной эксплуатации скважин. В этих целях используют соответствующие ингибиторы солеотложений, закачиваемые в призабойную зону скважины. При этом реагент адсорбируется, а затем в процессе эксплуатации сква¬жины десорбируется, смешивается с продукцией, чем предотвращаются солеотложения. К современным ингибиторам солеотложе¬ний предъявляются требования не только высокой ингибирующей способности, но и быстрой и наиболее полной адсорбции на повер¬хности породы при закачке и медленной, но в то же время полной десорбции в процессе эксплуатации скважин. Подбор ингибитора солеотложений с учетом его адсорбционно-десорбционнной спо¬собности позволяет обеспечить рациональный вынос реагента из ПЗС и увеличить время и эффективность предотвращения образо¬вания солеотложений.

Основные методы борьбы с уже отложившимися солями бази¬руются на использовании различных химических растворителей (как правило, кислотных растворов), с помощью которых произво¬дят промывки; в результате - отложения солей растворяются, а продукты реакции удаляются из скважины.



Пульсации

Как уже рассмотрено выше, пульсации в работе фонтанных сква¬жин являются нежелательными, т.к. вызывают нерациональный рас¬ход энергии, снижают КПД подъема продукции, а зачастую приво¬дят к прекращению фонтанирования, т.к. скважина начинает ра¬ботать в периодическом режиме. Самым реальным и действенным путем предотвращения явления пульсации является создание та¬ких условий работы фонтанной скважины, при которых давление у башмака больше или равно давлению насыщения, а коэффициент естественной сепарации свободного газау башмака равен нулю.

При технологической невозможности эксплуатации фонтанных сква¬жин на таком режиме эффективной является установка на расчетной глубине подъемника пускового клапана, который периодически пере¬пускает газ из затрубного пространства в НКТ, не допуская отжима уровня жидкости в затрубном пространстве до башмака подъемника. Расчет места установки пускового клапана будет рассмотрен ниже.

Открытое фонтанирование

Такой вид фонтанирования относится к аварийным ситуациям и в настоящее время является достаточно редким. Для исключения открытого фонтанирования даже при непредвиденном аварийном нарушении устьевой арматуры используют отсекатели, которые установлены в скважине и которые при нарушении заданного тех¬нологического режима ее работы отсекают продукцию пласта и ее поступление в подъемник. Существует много различных конструк¬ций отсекателей, которые описаны в специальной литературе и изу¬чаются в курсе нефтегазопромыслового оборудования.

Серьезной аварией является возникновение грифона. Грифон образуется в случае потери герметичности между стенками сква¬жины и цементным камнем (обсадной колонной). При этом плас¬товая продукция поступает на поверхность по данному каналу, ча¬сто с возникновением пожара на поверхности, что может привести к потере самой скважины.



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++ |