Ресурсосберегающие технологии в системах сбора скважинной продукции нефтяных месторождений (научное обобщение, результаты исследований и внедрения) (17.09.2012)

Автор: Леонтьев Сергей Александрович

ЛЕОНТЬЕВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМАХ СБОРА СКВАЖИННОЙ ПРОДУКЦИИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

(НАУЧНОЕ ОБОБЩЕНИЕ, РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВНЕДРЕНИЯ)

Специальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Тюмень - 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» (ТюмГНГУ) Министерства образования и науки РФ на кафедре «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Грачев Сергей Иванович

Официальные оппоненты: - Валеев Марат Давлетович, доктор технических

наук, профессор, ООО «ОЗНА-Менеджмент», советник генерального директора;

- Сахабутдинов Рифхат Зиннурович

доктор технических наук, профессор, Институт "ТатНИПИнефть" ОАО "Татнефть" им. В.Д. Шашина, заведующий отделом исследования и промысловой подготовки нефти, газа и воды;

- Силин Михаил Александрович

доктор химических наук, профессор, НИУ РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина, первый проректор по стратегическому развитию

Ведущая     организация:     Открытое    акционерное   общество

«РН - УфаНИПИнефть»

Защита состоится ___ декабря 2012 г. в _____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.01 при ТюмГНГУ по адресу: 625027,

г. Тюмень, ул. 50 лет Октября, 38., ауд. 225

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информационном центре ТюмГНГУ по адресу: 625039, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72 а, каб. 32.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор Г.П. Зозуля

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Известно, что формирование притока углеводородного флюида в скважину связано с гидромеханическими явлениями многофазной фильтрации. В системе добычи протекают массообменные процессы (сепарация нефти от газа, стабилизация нефти, осушка нефтяного попутного и природного газа, образование асфальтосмолопарафиновых отложений и солеотложений), теплообменные и гидромеханические процессы (отстаивание нефти от воды и механических примесей, транспортировка одно-, двух- и трехфазных потоков во внутрепромысловых коллекторах). В этой связи при разработке нефтяных и газовых месторождений требуются решение сложных оптимизационных задач и поэтому состояние систем обустройства месторождений может не соответствует требованиям «Энергетической стратегии России на период до 2030 года», целью которой является максимально эффективное использование природных энергетических ресурсов. Например, выделившийся на последних ступенях сепарации скважинной продукции газ, содержащий значительное количество тяжелых углеводородов (в основном пропан-бутановые и пентановые фракции), имеет низкое давление, в связи с этим он не поступает на дальнейшую переработку и по Тюменской области теряется 6 - 10 млрд. м3 газа в год.

В процессе добычи нефти и газа переход углеводородных систем из однофазного состояния в двухфазное сопровождается выделением новой фазы и непрерывным изменением компонентного состава газовой и жидкой фазы, что сказывается на их физико-химических свойствах. Фазовые превращения изучаются на специальных установках высокого давления, которые позволяют получить сведения по фазовому равновесию, а для изучения физико-химических свойств проводятся дополнительные эксперименты.

По объективным причинам вводятся в эксплуатацию месторождения, нефти которых характеризуются повышенными значениями температуры застывания, вязкости и обладающих тиксотропными свойствами. В системах сбора и подготовки обрабатывается скважинная продукция, обогащенная высокоплавкими парафиновыми углеводородами и асфальто-смолистыми веществами, с их содержанием до 8 %. При образовании кристаллов парафина в углеводородном флюиде происходит изменение реологических свойств добываемой скважинной продукции, что существенно влияет на режим работы скважин и внутрипромысловых трубопроводов. Размеры парафиновых отложений могут варьироваться от совсем небольших (до 0,5 мм) до таких размеров, которые повышают затраты на эксплуатацию и ремонт скважин, одновременно понижая их производительность. При толщине отложений 1 см, перепад давления в нефтесборном коллекторе увеличивается от 0,3 до 1 МПа в зависимости от его длины.

Обосновывая технологических параметров работы объектов систем сбора и подготовки скважинной продукции можно оптимизировать структуру фазового равновесия и использовать попутный нефтяной газ (ПНГ) в соответствии с требованиями государственных органов. С помощью уравнений, полученных на основании исследования реологии флюидов от температуры и различных скоростей сдвига, можно усовершенствовать методики подбора ингибиторов и растворителей АСПО и технологию подачи этих химических реагентов, что значительно снизит затраты на транспортировку подготовленной нефти по внутрипромысловым трубопроводам.

Решение оптимизационных задач (варианты разработки нефтяных месторождений, режимы сепарации) с применением аналитических методов исследования фазовых превращений позволят достичь цели, поставленные в «Энергетической стратегии России на период до 2030 года».

Цель работы

Повышение качества и количества добываемой углеводородного сырья, путем снижения технологических потерь за счет оптимизации массообменных процессов, протекающих в элементах и узлах систем сбора и подготовки нефти.

Основные задачи исследований

Анализ основных причин возникновения технологических потерь нефти.

Обобщить известные методы расчета фазовых равновесий углеводородов и разработать методику определения констант фазового равновесия в интервале низких давлений, характерных для технологических процессов систем сбора и подготовки скважинной продукции.

На основе констант фазового равновесия разработать методики: расчета максимально возможных потерь нефти от испарения; оптимизации режимов работы нефтегазосепараторов с целью увеличения выхода товарной нефти.

Исследование зависимости изменения реологических свойств нефти от температуры и различных скоростей сдвига для: определения условий образования асфальтосмолопарафиновых отложений; выявления зависимостей, характеризующих состояние добываемого флюида.

Разработать комплексную методику подбора ингибиторов и растворителей для удаления АСПО в скважинном и наземном оборудовании.


загрузка...