Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ В ПРОЦЕССЕ ДОБЫЧИ НЕФТИ
|
РЕФЕРАТ 9
ВВЕДЕНИЕ 14
1 СИСТЕМА «ПЛАСТ - СКВАЖИНА», В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ 17
1.1 Формирование условий эксплуатации установки электроцентробежного
насоса с учетом пластовых осложнений 19
1.1.1 Влияние солеотложений в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 22
1.1.2 Влияние коррозии в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 24
1.1.3 Влияние эрозии в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 27
1.1.4 Влияние механических примесей в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 29
1.1.5 Влияние асфальто-смолистых парафиноотложений в процессе
эксплуатации установки электроцентробежного насоса 31
1.1.6 Влияние газового фактора в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 34
1.1.7 Влияние высокой вязкости нефти в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 35
1.1.8 Влияние обводненности продукции на осложняющие факторы в
процессе эксплуатации установки электроцентробежного насоса 39
1.2 Оценка скважинных условий эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 44
1.2.1 Влияние повышенной температуры откачиваемой жидкости с
возрастанием глубины насоса 47
1.2.2 Влияние кривизны ствола скважины и глубины спуска насоса 47
1.2.3 Влияние виброперемещений при эксплуатации наклонных скважин 49
1.2.4 Снижение сопротивления изоляции системы «кабельная линия -
погружной электродвигатель» 50
1.2.5 «Клин» электропогружного оборудования 52
1.2.6 Снижение производительности установки электроцентробежного насоса 52
1.2.7 «Полет» электропогружного оборудования на забой скважины 55
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ58
2.1 Анализ показателей работы установки электроцентробежного насоса,
формирующих режим эксплуатации 64
2.2 Обоснование изменения режимов эксплуатации скважин в зависимости
от интенсивности проявления осложнений 67
2.2.1 Настройка защит в станции управления для предотвращения
проявлений осложняющих факторов при выводе на режим и в процессе эксплуатации скважин 70
2.2.2 Методология защиты и борьбы с солеотложениями 82
2.2.3 Методология защиты и борьбы с коррозией 88
2.2.4 Методология защиты и борьбы с эрозией 91
2.2.5 Методология защиты и борьбы с механическими примесями 94
2.2.6 Методология защиты и борьбы с асфальто-смолистыми
парафиноотложениями 97
2.2.7 Методология защиты и борьбы с высоким значением газового
фактора 101
2.2.8 Методология защиты и борьбы с высоким значением вязкости нефти 102
2.2.9 Методология борьбы со снижением сопротивления изоляции
системы «кабельная линия - погружной электродвигатель» 103
2.2.10 Методология борьбы с «клинами» электропогружного
оборудования 103
2.2.11 Методология борьбы со снижением производительности установки
электроцентробежного насоса 105
2.3 Подбор установки электроцентробежного насоса к скважине 107
3 АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ
ДОБЫЧИ НЕФТИ 117
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ И
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ 126
4.1 Организационная и технико-экономическая характеристика
Октябрьского цеха добычи нефти 126
4.2 Экономическая характеристика НГДУ «Туймазанефть» 129
4.3.1 Расчет экономической эффективности 130
4.3.2 Расчет себестоимости дополнительной добычи нефти 131
4.3.3 Расчет годового экономического эффекта 136
4.4 Выводы по финансовому разделу 138
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 142
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 142
5.2 Производственная безопасность 144
5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 145
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия
опасных и вредных факторов на работающего 153
5.3 Экологическая безопасность 155
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 156
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 158
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 159
ВВЕДЕНИЕ 14
1 СИСТЕМА «ПЛАСТ - СКВАЖИНА», В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ 17
1.1 Формирование условий эксплуатации установки электроцентробежного
насоса с учетом пластовых осложнений 19
1.1.1 Влияние солеотложений в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 22
1.1.2 Влияние коррозии в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 24
1.1.3 Влияние эрозии в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 27
1.1.4 Влияние механических примесей в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 29
1.1.5 Влияние асфальто-смолистых парафиноотложений в процессе
эксплуатации установки электроцентробежного насоса 31
1.1.6 Влияние газового фактора в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 34
1.1.7 Влияние высокой вязкости нефти в процессе эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 35
1.1.8 Влияние обводненности продукции на осложняющие факторы в
процессе эксплуатации установки электроцентробежного насоса 39
1.2 Оценка скважинных условий эксплуатации установки
электроцентробежного насоса 44
1.2.1 Влияние повышенной температуры откачиваемой жидкости с
возрастанием глубины насоса 47
1.2.2 Влияние кривизны ствола скважины и глубины спуска насоса 47
1.2.3 Влияние виброперемещений при эксплуатации наклонных скважин 49
1.2.4 Снижение сопротивления изоляции системы «кабельная линия -
погружной электродвигатель» 50
1.2.5 «Клин» электропогружного оборудования 52
1.2.6 Снижение производительности установки электроцентробежного насоса 52
1.2.7 «Полет» электропогружного оборудования на забой скважины 55
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ58
2.1 Анализ показателей работы установки электроцентробежного насоса,
формирующих режим эксплуатации 64
2.2 Обоснование изменения режимов эксплуатации скважин в зависимости
от интенсивности проявления осложнений 67
2.2.1 Настройка защит в станции управления для предотвращения
проявлений осложняющих факторов при выводе на режим и в процессе эксплуатации скважин 70
2.2.2 Методология защиты и борьбы с солеотложениями 82
2.2.3 Методология защиты и борьбы с коррозией 88
2.2.4 Методология защиты и борьбы с эрозией 91
2.2.5 Методология защиты и борьбы с механическими примесями 94
2.2.6 Методология защиты и борьбы с асфальто-смолистыми
парафиноотложениями 97
2.2.7 Методология защиты и борьбы с высоким значением газового
фактора 101
2.2.8 Методология защиты и борьбы с высоким значением вязкости нефти 102
2.2.9 Методология борьбы со снижением сопротивления изоляции
системы «кабельная линия - погружной электродвигатель» 103
2.2.10 Методология борьбы с «клинами» электропогружного
оборудования 103
2.2.11 Методология борьбы со снижением производительности установки
электроцентробежного насоса 105
2.3 Подбор установки электроцентробежного насоса к скважине 107
3 АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ
ДОБЫЧИ НЕФТИ 117
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ И
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ 126
4.1 Организационная и технико-экономическая характеристика
Октябрьского цеха добычи нефти 126
4.2 Экономическая характеристика НГДУ «Туймазанефть» 129
4.3.1 Расчет экономической эффективности 130
4.3.2 Расчет себестоимости дополнительной добычи нефти 131
4.3.3 Расчет годового экономического эффекта 136
4.4 Выводы по финансовому разделу 138
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 142
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 142
5.2 Производственная безопасность 144
5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 145
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия
опасных и вредных факторов на работающего 153
5.3 Экологическая безопасность 155
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 156
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 158
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 159
Отрасль добычи нефти играет одну из ключевых ролей в экономике Российской Федерации, поэтому повышение эффективности нефтедобычи (снижение затрат ресурсов на поддержание функционирования нефтедобывающего комплекса) является актуальной задачей.
За последние десятилетия доля поднятой на поверхность нефти в России возросла более чем в два раза из-за использования установок электроцентробежных насосов (УЭЦН). Данная тенденция имеет устойчиво развитие, что свидетельствует о ее сохранении и в будущем. Благодаря УЭЦН в стране добывается из недр семьдесят пять процентов нефти, из-за чего грамотная добычи нефти установками ЭЦН имеет большое значение для всей нефтедобывающей промышленности.
Нефтедобыча в целом характеризуется высоким уровнем энергоемкости (затраты на электроэнергию, которые около пятидесяти процентов от общей суммы затрат).
Увеличение издержек связано также с изменением состояние сырьевой базы, качеством запасов на разрабатываемых и открываемых месторождениях, ухудшением условий нефтедобычи (высокие газовый фактор, обводненность, давление насыщения и вязкость откачиваемой продукции). Большая часть месторождений с активными запасами находится на поздних стадиях разработки, увеличивается доля трудноизвлекаемых запасов (в отечественной базе она составляет порядка 60-70 %), для вновь открытых месторождений характерны низкие показатели нефтенасыщенности и проницаемости пород коллекторов.
В последнее время, в связи с ухудшением условий эксплуатации нефтяных месторождений, проблема отказов, выхода из строя ЭЦН становится все более актуальной.
Это связано с несколькими проблемами. Первая проблема - механические примеси, которые оказывают абразивное воздействие на
погружную установку, тем самым ускоряя процесс износа элементов насоса, оседают на рабочих органах насоса, что приводит к ухудшению гидродинамических характеристик, появлению вибраций, которые снижают наработку на отказ насоса. Вторая проблема - асфальто-смолистые парафиноотложения (АСПО), возникают вследствие охлаждения нефтяного потока до температур, меньших температуры насыщения нефти парафинов вследствие разгазирования пластовой нефти и теплообмена, и отложения приводят к резкому уменьшению поперечного сечения рабочих органов насоса, что приводит к увеличению сопротивления газонефтяному потоку, а это, в свою очередь, приводит к закупориванию насосно-компрессорных труб (НКТ), к снижению дебита и буферного давления. Третья проблема - высокое значение газового фактора, которое приводит к перекрытию каналов рабочих колес и направляющих аппаратов УЭЦН, а в следствии к нагреву насоса и выходу его из строя. Четвертая проблема - солеотложения, могут происходить на всем пути движения воды, уменьшают производительность технологически комплексов, уменьшают добычу нефти, резко сокращают межремонтные периоды работы скважин.
Объектом исследования является установка электроцентробежного насоса, предмет исследования - установившиеся режимы работы УЭЦН
Целью данной работы является: повышение эффективности управления режимами эксплуатации электроцентробежных насосов в процессе добычи нефти.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
1. Проанализировать системы «пласт-скважина» в процессе
эксплуатации установок электроцентробежных насосов для добычи нефти;
2. Обобщить технологические особенности формирования процесса управления режимами эксплуатации электроцентробежных насосов в осложненных условиях;
3. Составить алгоритмы управления режимами эксплуатации электроцентробежного насоса в осложненных условиях.
За последние десятилетия доля поднятой на поверхность нефти в России возросла более чем в два раза из-за использования установок электроцентробежных насосов (УЭЦН). Данная тенденция имеет устойчиво развитие, что свидетельствует о ее сохранении и в будущем. Благодаря УЭЦН в стране добывается из недр семьдесят пять процентов нефти, из-за чего грамотная добычи нефти установками ЭЦН имеет большое значение для всей нефтедобывающей промышленности.
Нефтедобыча в целом характеризуется высоким уровнем энергоемкости (затраты на электроэнергию, которые около пятидесяти процентов от общей суммы затрат).
Увеличение издержек связано также с изменением состояние сырьевой базы, качеством запасов на разрабатываемых и открываемых месторождениях, ухудшением условий нефтедобычи (высокие газовый фактор, обводненность, давление насыщения и вязкость откачиваемой продукции). Большая часть месторождений с активными запасами находится на поздних стадиях разработки, увеличивается доля трудноизвлекаемых запасов (в отечественной базе она составляет порядка 60-70 %), для вновь открытых месторождений характерны низкие показатели нефтенасыщенности и проницаемости пород коллекторов.
В последнее время, в связи с ухудшением условий эксплуатации нефтяных месторождений, проблема отказов, выхода из строя ЭЦН становится все более актуальной.
Это связано с несколькими проблемами. Первая проблема - механические примеси, которые оказывают абразивное воздействие на
погружную установку, тем самым ускоряя процесс износа элементов насоса, оседают на рабочих органах насоса, что приводит к ухудшению гидродинамических характеристик, появлению вибраций, которые снижают наработку на отказ насоса. Вторая проблема - асфальто-смолистые парафиноотложения (АСПО), возникают вследствие охлаждения нефтяного потока до температур, меньших температуры насыщения нефти парафинов вследствие разгазирования пластовой нефти и теплообмена, и отложения приводят к резкому уменьшению поперечного сечения рабочих органов насоса, что приводит к увеличению сопротивления газонефтяному потоку, а это, в свою очередь, приводит к закупориванию насосно-компрессорных труб (НКТ), к снижению дебита и буферного давления. Третья проблема - высокое значение газового фактора, которое приводит к перекрытию каналов рабочих колес и направляющих аппаратов УЭЦН, а в следствии к нагреву насоса и выходу его из строя. Четвертая проблема - солеотложения, могут происходить на всем пути движения воды, уменьшают производительность технологически комплексов, уменьшают добычу нефти, резко сокращают межремонтные периоды работы скважин.
Объектом исследования является установка электроцентробежного насоса, предмет исследования - установившиеся режимы работы УЭЦН
Целью данной работы является: повышение эффективности управления режимами эксплуатации электроцентробежных насосов в процессе добычи нефти.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
1. Проанализировать системы «пласт-скважина» в процессе
эксплуатации установок электроцентробежных насосов для добычи нефти;
2. Обобщить технологические особенности формирования процесса управления режимами эксплуатации электроцентробежных насосов в осложненных условиях;
3. Составить алгоритмы управления режимами эксплуатации электроцентробежного насоса в осложненных условиях.
В процессе выполнения данной выпускной квалификационной работы произведён анализ эффективных алгоритмов управления режимами эксплуатации электроцентробежных насосов в процессе добычи нефти.
Описана система «пласт-скважина» в процессе эксплуатации УЭЦН, а также формирование условий эксплуатации установки с учетом пластовых осложнений и осложнений глубинного насосного оборудования.
Произведен анализ показателей работы установки электроцентробежного насоса, формирующих режим эксплуатации, с рассмотрением механизма изменения этих показателей в зависимости от изменения вида осложнений. Произведено обоснование режимов эксплуатации скважин в зависимости от интенсивности проявления осложнений и приведена методология предупреждения и борьбы с осложненными условиями. Произведен подбор УЭЦН к скважине.
Рассмотрено формирование алгоритмов управления режимами эксплуатации электроцентробежного насоса при осложненных условиях, и составлены блок-схемы, описывающие влияние осложненных факторов с указанием методологии борьбы и предупреждения.
Выполнен расчет экономической эффективности оптимизации технологического режима работы при смене типоразмера насоса на более производительный УЭЦН в скважинах Илькинского месторождения, а также произведен расчет годового экономического эффекта оптимизации работы скважин за счет смены типоразмера насоса.
По итогам проделанной работы, с точки зрения комплексного подхода сделаны заключительные выводы и даны рекомендации по использованию эффективных алгоритмов управления режимами эксплуатации электроцентробежных насосов в процессе нефтедобычи.
Описана система «пласт-скважина» в процессе эксплуатации УЭЦН, а также формирование условий эксплуатации установки с учетом пластовых осложнений и осложнений глубинного насосного оборудования.
Произведен анализ показателей работы установки электроцентробежного насоса, формирующих режим эксплуатации, с рассмотрением механизма изменения этих показателей в зависимости от изменения вида осложнений. Произведено обоснование режимов эксплуатации скважин в зависимости от интенсивности проявления осложнений и приведена методология предупреждения и борьбы с осложненными условиями. Произведен подбор УЭЦН к скважине.
Рассмотрено формирование алгоритмов управления режимами эксплуатации электроцентробежного насоса при осложненных условиях, и составлены блок-схемы, описывающие влияние осложненных факторов с указанием методологии борьбы и предупреждения.
Выполнен расчет экономической эффективности оптимизации технологического режима работы при смене типоразмера насоса на более производительный УЭЦН в скважинах Илькинского месторождения, а также произведен расчет годового экономического эффекта оптимизации работы скважин за счет смены типоразмера насоса.
По итогам проделанной работы, с точки зрения комплексного подхода сделаны заключительные выводы и даны рекомендации по использованию эффективных алгоритмов управления режимами эксплуатации электроцентробежных насосов в процессе нефтедобычи.
