Реферат
Введение 6
1 Проблема освоения сверхвязких нефтей и природных битумов 8
1.1 Перспективы освоения нетрадиционных источников углеводородного
сырья 8
1.2 Состав, свойства сверхвязких нефтей и природных битумов, вопросы их
классификации 10
1.3 Современные технологии добычи и переработки сверхвязкой нефти и
природных битумов 21
1.3.1 Добыча сверхвязкой нефти и природных битумов 21
1.3.2 Перспективы переработки сверхвязких нефтей и природных битумов . 24
1.4 Влияние асфальтосмолопарафиновых отложений на технологии добычи,
сбора и подготовки продукции скважин 30
1.4.1 Механизм образования асвальтосмолопарафиновых отложений 32
1.4.2 Факторы, влияющие процесс на отложения асфальтенов и парафинов . 35
1.4.3 Методы удаления и предотвращения образования отложений
асфальтосмолопарафинов 40
1.5 Понятие водонефтяных эмульсий 44
1.5.1 Классификация водонефтяных эмульсий: типы, группы и их физикохимические свойства 45
1.5.2 Причины образования устойчивых водонефтяных эмульсий 48
1.5.3 Механизм и методы разрушения водонефтяных эмульсий 53
1.6 Выводы по разделу 55
2 Характеристика объекта исследования 57
2.1 Геологическое строение месторождения 59
2.2 Основной объект разработки залежи 61
2.3 Фильтрационно-емкостные свойства коллекторов и физико-химические
свойства флюидов 63
2.4 Описание системы сбора и подготовки скважинной продукции на
месторождении: технологическая схема установки подготовки нефти 69
2.5 Борьба с эмульсиями и асфальтосмолопарафиновыми отложениями на
месторождении 77
2.6 Вывод по главе 80
3 Исследование влияний температурных и ультразвуковых параметров
воздействия на изменение реологических свойств эмульсии 81
3.1 Объект исследования 81
3.1.1 Характеристика объекта исследования 83
3.2 Лабораторный эксперимент 83
3.2.1 Характеристика оборудования для проведения лабораторного
эксперимента 83
3.2.2 Влияние температурной обработки 86
3.2.3 Влияние ультразвуковой обработки 87
3.2.4 Комбинация тепловой и ультразвуковой обработки 89
3.3 Выводы по итогам эксперимента 90
4 Расчетно-технологическая часть, рассматривающая влияние изменения
вязкости на процесс подготовки нефти 91
4.1 Расчет потери напора на трение 91
4.1.1 Расчет потери напора на трение для высоковязкой нефти 92
4.1.2 Расчет потери напора на трение для маловязкой нефти 93
4.1.3 Вывод по результатам расчетов потерь напора на трение и потерь
давления 95
4.2 Расчет изменения годовой мощности установки по сырью 97
4.3 Расчет материального баланса установки подготовки высоковязкой нефти .
98
4.3.1 Расчет первой ступени сепарации 98
4.3.2 Расчет блока отстоя 104
4.3.3 Расчет блока электродегидраторов 106
4.3.4 Расчет второй ступени сепарации 109
4.3.5 Расчет общего материального баланса установки 113
4.4 Расчет материального баланса установки подготовки маловязкой нефти 113
4.4.1 Расчет первой ступени сепарации 113
4.4.2 Расчет блока отстоя 116
4.4.3 Расчет блока электродегидраторов 117
4.4.4 Расчет второй ступени сепарации 117
4.4.5 Расчет общего материального баланса установки 119
4.5 Выводы 120
5 Анализ необходимых требований по обеспечению безопасности проводимых
работ и экологичности проекта 122
5.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных факторов при проведении работ 122
5.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению безопасности
работ 123
5.3 Санитарные требования к помещению и размещению используемого
оборудования 125
5.4 Обеспечение безопасности технологического процесса 127
5.5 Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности 129
5.6 Обеспечение безопасности в аварийных и чрезвычайных ситуациях 131
5.7 Экологичность проекта 133
Заключение 135
Список сокращений 136
Список использованных источников 138
Приложение А Технологическая схема установки подготовки нефти месторождения 151
Целью выпускной квалификационной работы является изучение влияния низкочастотного ультразвукового воздействия на реологические параметры флюида нефтегазоконденсатного месторождения для предупреждения выпадения асфальтосмолопарафиновых отложений и образования эмульсий.
Для указанной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. литературный обзор методик борьбы с асфальтосмолопарафиновыми отложениями и образованием эмульсий;
2. анализ объекта исследования и методов борьбы с выпадением асфальтосмолопарафинов и образованием стойких эмульсий на промысле;
3. определить влияние тепловой и низкочастотной ультразвуковой обработок на изменение вязкости эмульсии нефти;
4. используя полученные данные по снижению вязкости нефти, рассчитать изменения потерь напора на трение и потерь давления при перекачке;
5. рассчитать материальный баланс установки подготовки нефти при подготовке исходной и обработанной нефти.
Актуальность выбранной темы. В настоящее время большинство крупнейших нефтяных месторождений и залежей России вступило в позднюю стадию разработки, в результате чего осложняется добыча углеводородов с одновременным ухудшением реологических свойств и ростом обводненности продукции скважин, происходит повышение энергозатрат и объемов инвестиций добывающих компаний, усложняются технологии сбора и подготовки, снижается эффективность утилизации попутных продуктов.
Другая особенность нефтедобычи, связанная с применение разных методов интенсификации, может приводить к образованию устойчивых эмульсий, разрушение которых является крайне сложной, а в некоторых случаях, даже нерешаемой задачей, что отрицательно влияет на устойчивость технологических процессов подготовки и способствует ощутимому ухудшению качества товарной нефти. В результате могут образовываться «амбарные нефти», хранение которых опасно с точки зрения экологических последствий для окружающей среды. Поэтому, поиск новых методов и средств, разработка методик обработки такой продукции скважин, является актуальной проблемой. В связи с чем, выбранная тематика выпускной квалификационной работы актуальна.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы удалось изучить влияние низкочастотного ультразвукового воздействия на реологические параметры флюида нефтегазоконденсатного месторождения для предупреждения выпадения асфальтосмолопарафиновых отложений и образования эмульсий.
Литературный обзор установил, что асфальтены, смолы и тугоплавкие парафины всегда входят в состав межфазного адсорбционного слоя на границе «нефть - вода», при этом эмульгирующие свойства нефтей определяются как количественным содержанием в них асфальтенов, так и их коллоиднодисперсным состоянием.
Анализ объекта исследования и методов борьбы с выпадением асфальтосмолопарафинов и образованием стойких эмульсий на промысле установил, что проблема образования стойких эмульсий (а также выпадение асфальтосмолопарафинов) значима для Юрубчено-Тохомского месторождения и его системы сбора, подготовки и транспорта скважинной продукции.
Лабораторный эксперимент показал, что наиболее эффективный способ уменьшения вязкости ВНЭ - УЗО, она способствует коагуляции частиц воды; максимальное снижение значения вязкости при данной обработке составило 72%.
В результате расчетов эффективность перекачки менее вязкой нефти следующая: потери напора на трение для маловязкой нефти оказались в 3,5 раза меньше, чем для высоковязкой; потери давления для маловязкой нефти также оказались меньше в 1,7 раз по сравнению с высоковязкой. Установлено, что снижение вязкости влияет на скорость потока жидкости - увеличивается расход. Рассчитана годовая мощность установки по сырью по подготовке маловязкого
флюида - тыс. т/год, что на 9,5% больше мощности установки при подаче
в нее более вязкой нефти (ИИ тыс. т/год).
