Помощь студентам в учебе
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДОБЫЧИ НЕФТИ УСТАНОВКАМИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ В УСЛОВИЯХ ОБРАЗОВАНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
|
ВВЕДЕНИЕ 14
1 ВОДОНЕФТЯНАЯ ЭМУЛЬСИЯ: СВОЙСТВА, ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ,
МЕТОДЫ РАЗРУШЕНИЯ 16
1.1 Причины и механизм образования эмульсии 19
1.2 Свойства эмульсии при различных термодинамических условиях 23
1.2.1 Дисперсность эмульсии 23
1.2.2 Плотность эмульсии 24
1.2.3 Вязкость эмульсии 24
1.2.4 Электрические свойства эмульсии 27
1.2.5 Старение эмульсии 27
1.2.6 Устойчивость эмульсии 28
1.2.7 Смачиваемость эмульсии 29
1.3 Влияние различных факторов на устойчивость эмульсии 30
1.4 Механизм разрушения эмульсии 34
1.5 Выбор и обоснование применения деэмульгатора 35
1.6 Осложнения, вызванные образованием эмульсии в процессе эксплуатации
скважин 43
2 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ НА ПРОЦЕСС ДОБЫЧИ НЕФТИ 49
2.1 Влияние эмульсии на межремонтный период скважин, оборудованных
установками электроцентробежных насосов 49
2.2 Методика расчёта напорно-расходной характеристики установки
электроцентробежного насоса в зависимости от вязкости перекачиваемой
жидкости 54
2.3 Моделирование условий работы электроцентробежного насоса в вязкой
среде 56
2.4 Технологии разрушения водонефтяной эмульсии 57
2.5 Обзор современного опыта разрушения эмульсий 60
2.6 Применение технологии внутрискважинной деэмульсации на скважинах, оборудованных установками электроцентробежных насосов 62
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ
ВНУТРИСКВАЖИННОЙ ДЕЭМУЛЬСАЦИИ В ПРОЦЕССЕ ДОБЫЧИ НЕФТИ 72
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 79
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 90
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 90
5.2 Производственная безопасность 91
5.2.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по снижению уровня их воздействия на работника 92
5.2.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование
мероприятий по снижению уровня их воздействия на работника 94
5.2.3 Расчет системы воздухообмена 96
5.3 Экологическая безопасность 97
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 100
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 102
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 103
Приложение А 108
1 ВОДОНЕФТЯНАЯ ЭМУЛЬСИЯ: СВОЙСТВА, ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ,
МЕТОДЫ РАЗРУШЕНИЯ 16
1.1 Причины и механизм образования эмульсии 19
1.2 Свойства эмульсии при различных термодинамических условиях 23
1.2.1 Дисперсность эмульсии 23
1.2.2 Плотность эмульсии 24
1.2.3 Вязкость эмульсии 24
1.2.4 Электрические свойства эмульсии 27
1.2.5 Старение эмульсии 27
1.2.6 Устойчивость эмульсии 28
1.2.7 Смачиваемость эмульсии 29
1.3 Влияние различных факторов на устойчивость эмульсии 30
1.4 Механизм разрушения эмульсии 34
1.5 Выбор и обоснование применения деэмульгатора 35
1.6 Осложнения, вызванные образованием эмульсии в процессе эксплуатации
скважин 43
2 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ НА ПРОЦЕСС ДОБЫЧИ НЕФТИ 49
2.1 Влияние эмульсии на межремонтный период скважин, оборудованных
установками электроцентробежных насосов 49
2.2 Методика расчёта напорно-расходной характеристики установки
электроцентробежного насоса в зависимости от вязкости перекачиваемой
жидкости 54
2.3 Моделирование условий работы электроцентробежного насоса в вязкой
среде 56
2.4 Технологии разрушения водонефтяной эмульсии 57
2.5 Обзор современного опыта разрушения эмульсий 60
2.6 Применение технологии внутрискважинной деэмульсации на скважинах, оборудованных установками электроцентробежных насосов 62
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ
ВНУТРИСКВАЖИННОЙ ДЕЭМУЛЬСАЦИИ В ПРОЦЕССЕ ДОБЫЧИ НЕФТИ 72
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 79
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 90
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 90
5.2 Производственная безопасность 91
5.2.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по снижению уровня их воздействия на работника 92
5.2.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование
мероприятий по снижению уровня их воздействия на работника 94
5.2.3 Расчет системы воздухообмена 96
5.3 Экологическая безопасность 97
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 100
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 102
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 103
Приложение А 108
Для месторождений, которые эксплуатируются на поздней стадии разработки характерно увеличение обводнённости скважинной продукции. В результате чего, уменьшаются объёмы добычи нефти. Так как большая часть нефти добывается с помощью насосов - механизированным способом, то необходимо поддерживать эксплуатационные показатели оборудования на высоком уровне.
Чтобы поддерживать высокую работоспособность насосного оборудования необходимо уделять должное внимание осложняющим факторам. Для этого важно изучать физико-химическую сущность процессов, лежащих в основе образования осложнений. Также нужно разрабатывать технологии для снижения негативного воздействия различных осложнений. Одним из таких осложнений являются водонефтяные эмульсии.
Образование эмульсии происходит при смешивании нефти и воды. Образованная эмульсия осложняет процесс добычи и затрудняет подъём жидкости на поверхность. Эмульсия характеризуется устойчивостью, то есть способностью не разрушаться со временем при различных внешних воздействиях.
Образование стойких эмульсий снижает показатели безотказности работы насосных установок из-за увеличения гидродинамического сопротивления работе насоса. Основные проблемы, связанные с образованием водонефтяной эмульсии: снижение производительности скважин, ухудшение проницаемости призабойной зоны пласта и выход из строя оборудования.
Таким образом, образование эмульсии в процессе эксплуатации влечет за собой серьезные осложнения при добыче, сборе и подготовке нефти. Важнейшим вопросом является возможность разрушения эмульсии до подъёма на поверхность и попадания в систему сбора и подготовки. Чтобы повысить эффективность работы скважинного оборудования и увеличить межремонтный период работы необходимо внедрять прогрессивные технологии. Поэтому с целью минимизации осложнений при добыче обводненной нефти следует выбирать наиболее эффективные методы деэмульсации, а для этого необходимо изучить свойства эмульсии, а также методы её разрушения.
Актуальность данной работы заключается в применении эффективных технологий разрушения водонефтяных эмульсий с целью предотвращения осложнений при эксплуатации скважин.
Целью работы является усовершенствование процесса добычи нефти установками электроцентробежных насосов в условиях образования водонефтяных эмульсий.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Определить степень влияния водонефтяной эмульсии на процессы добычи;
2. Проанализировать свойства эмульсий при различных термодинамических условиях;
3. Определить зависимость напорно-расходных характеристик УЭЦН от вязкости водонефтяной эмульсии;
4. Сформулировать рекомендации по применению современных технологий разрушения водонефтяных эмульсий.
Объектом исследования являются нефтяные скважины, оборудованные УЭЦН, в которых основным осложнением является образование ВНЭ при эксплуатации.
Защищаемые положения:
1. Водонефтяная эмульсия может снижать напорно-расходную характеристику УЭЦН на 90 %;
2. При внедрении технологии внутрискважинной деэмульсации на скважинах, оборудованных УЭЦН, возможно повысить межремонтный период в 1,5-2 раза.
Чтобы поддерживать высокую работоспособность насосного оборудования необходимо уделять должное внимание осложняющим факторам. Для этого важно изучать физико-химическую сущность процессов, лежащих в основе образования осложнений. Также нужно разрабатывать технологии для снижения негативного воздействия различных осложнений. Одним из таких осложнений являются водонефтяные эмульсии.
Образование эмульсии происходит при смешивании нефти и воды. Образованная эмульсия осложняет процесс добычи и затрудняет подъём жидкости на поверхность. Эмульсия характеризуется устойчивостью, то есть способностью не разрушаться со временем при различных внешних воздействиях.
Образование стойких эмульсий снижает показатели безотказности работы насосных установок из-за увеличения гидродинамического сопротивления работе насоса. Основные проблемы, связанные с образованием водонефтяной эмульсии: снижение производительности скважин, ухудшение проницаемости призабойной зоны пласта и выход из строя оборудования.
Таким образом, образование эмульсии в процессе эксплуатации влечет за собой серьезные осложнения при добыче, сборе и подготовке нефти. Важнейшим вопросом является возможность разрушения эмульсии до подъёма на поверхность и попадания в систему сбора и подготовки. Чтобы повысить эффективность работы скважинного оборудования и увеличить межремонтный период работы необходимо внедрять прогрессивные технологии. Поэтому с целью минимизации осложнений при добыче обводненной нефти следует выбирать наиболее эффективные методы деэмульсации, а для этого необходимо изучить свойства эмульсии, а также методы её разрушения.
Актуальность данной работы заключается в применении эффективных технологий разрушения водонефтяных эмульсий с целью предотвращения осложнений при эксплуатации скважин.
Целью работы является усовершенствование процесса добычи нефти установками электроцентробежных насосов в условиях образования водонефтяных эмульсий.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Определить степень влияния водонефтяной эмульсии на процессы добычи;
2. Проанализировать свойства эмульсий при различных термодинамических условиях;
3. Определить зависимость напорно-расходных характеристик УЭЦН от вязкости водонефтяной эмульсии;
4. Сформулировать рекомендации по применению современных технологий разрушения водонефтяных эмульсий.
Объектом исследования являются нефтяные скважины, оборудованные УЭЦН, в которых основным осложнением является образование ВНЭ при эксплуатации.
Защищаемые положения:
1. Водонефтяная эмульсия может снижать напорно-расходную характеристику УЭЦН на 90 %;
2. При внедрении технологии внутрискважинной деэмульсации на скважинах, оборудованных УЭЦН, возможно повысить межремонтный период в 1,5-2 раза.
В выпускной квалификационной работе были рассмотрены осложнения, которые возникают при образовании водонефтяной эмульсии. Особенностью ВНЭ является широкий диапазон изменения вязкости. Рост вязкости перекачиваемой жидкости вызывает дополнительные гидравлические сопротивления. Наиболее интенсивное образование эмульсии происходит при добыче с помощью УЭЦН за счёт высокой частоты работы насоса.
Важно разрушать эмульсию, чтобы избежать проблем при эксплуатации скважин. Эмульсия может способствовать снижению технологических показателей работы скважин и фильтрационных параметров призабойной зоны пласта. Стоит отметить, что чем раньше начать разрушать эмульсию, тем лучше. Поэтому рекомендуется применять технологию подачи деэмульгатора на приём насоса с помощью установки дозирования химреагента. Таким способом можно увеличить межремонтный период УЭЦН и повысить продуктивность скважины.
Также в работе была рассчитана экономическая эффективность от внедрения технологии внутрискважинной деэмульсации на скважине 132 месторождения «Х». Рассмотренная технология оказалась экономически рентабельной, срок её окупаемости менее одного года. Чистая прибыль, полученная от реализации дополнительно добытой нефти, в десятки раз превышает затраты на оборудование и его обслуживание. Благодаря данной технологии можно увеличить добычу нефти на 5025,24 тонны (3,3 %) и, соответственно, увеличить чистую прибыль проекта на 42,27 млн рублей (3 %) за 5 лет. ЧДД при ставке дисконтирования 15 % составит 1 089,09 млн рублей.
Рассмотрены меры производственной безопасности при выполнении работ по обработке скважины химреагентами. Были проанализированы вредные и опасные производственные факторы и рекомендованы мероприятия по их устранению. Также были рекомендованы мероприятия, которые позволят снизить риск наступления ЧС.
Важно разрушать эмульсию, чтобы избежать проблем при эксплуатации скважин. Эмульсия может способствовать снижению технологических показателей работы скважин и фильтрационных параметров призабойной зоны пласта. Стоит отметить, что чем раньше начать разрушать эмульсию, тем лучше. Поэтому рекомендуется применять технологию подачи деэмульгатора на приём насоса с помощью установки дозирования химреагента. Таким способом можно увеличить межремонтный период УЭЦН и повысить продуктивность скважины.
Также в работе была рассчитана экономическая эффективность от внедрения технологии внутрискважинной деэмульсации на скважине 132 месторождения «Х». Рассмотренная технология оказалась экономически рентабельной, срок её окупаемости менее одного года. Чистая прибыль, полученная от реализации дополнительно добытой нефти, в десятки раз превышает затраты на оборудование и его обслуживание. Благодаря данной технологии можно увеличить добычу нефти на 5025,24 тонны (3,3 %) и, соответственно, увеличить чистую прибыль проекта на 42,27 млн рублей (3 %) за 5 лет. ЧДД при ставке дисконтирования 15 % составит 1 089,09 млн рублей.
Рассмотрены меры производственной безопасности при выполнении работ по обработке скважины химреагентами. Были проанализированы вредные и опасные производственные факторы и рекомендованы мероприятия по их устранению. Также были рекомендованы мероприятия, которые позволят снизить риск наступления ЧС.