авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Повышение эффективности добычи высоковязких нефтей глубиннонасосными установками

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Стрельцова Юлия Георгиевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБЫЧИ

ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ

ГЛУБИННОНАСОСНЫМИ УСТАНОВКАМИ

Специальность: 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Краснодар – 2011

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Кубанский государственный
технологический университет (КубГТУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Вартумян Георгий Тигранович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

Кузнецов Александр Михайлович,

кандидат технических наук

Кравцов Игорь Николаевич

Ведущая организация: ООО «Газпром добыча Краснодар»

Защита диссертации состоится 21 декабря 2011 года в 1230 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.100.08 при Кубанском государственном технологическом университете по адресу: г. Краснодар, ул. Красная, 135, ауд. 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета по адресу: 350072 г. Краснодар, ул. Московская, 2.

Автореферат разослан «21» ноября 2011 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета ДМ 212.100.08

кандидат химических наук, доцент Г.Г. Попова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В течение последних лет в нефтяной промышленности наблюдается устойчивая тенденция к ухудшению структуры запасов нефти, что проявляется в росте объемов трудноизвлекаемой нефти, увеличении количества вводимых в разработку месторождений с осложненными геолого-физическими условиями, повышении удельного веса карбонатных коллекторов с высокой вязкостью нефти, наличии большого количества залежей с обширными нефтегазовыми зонами, подстилаемых подошвенной водой.

Создание и внедрение в производство нового оборудования и технологий воздействия на нефтяной пласт с целью получения высоких технико-экономических показателей разработки месторождений в таких условиях является одной из самых актуальных задач.

Применяемые в настоящее время традиционные методы нефтеизвлечения и стимулирования производительности скважин в таких условиях не дают желаемого результата, а в ряде случаев становятся неприемлемыми. В этой связи проведение исследований в направлении разработки высокоэнергонасыщенных методов стимулирования работы малодебитных скважин с низкопроницаемыми коллекторами, которые бы не отличались высокой стоимостью и сложностью осуществления, приобретает большую актуальность.

Повышение эффективности геолого-технических мероприятий делается все более зависимым от концентрации интенсифицирующих факторов воздействия на пласт и правильного выбора оборудования и технологии в соответствии с конкретными геологическими условиями. Рациональное сочетание отдельных факторов в зависимости от геолого-физических характеристик обрабатываемого пласта может повысить эффективность воздействия на низкопроницаемый пласт за счет сложения эффектов каждого из них и усилит конечный результат. Изучению взаимовлияния факторов, участвующих в процессе добычи, в данной работе уделено большое внимание, что позволит рассмотреть новые высокоэффективные экономически выгодные технологии повышения производительности малодебитных скважин.

Цель работы и основные задачи исследования

Повышение эффективности добычи парафинистых высоковязких нефтей глубиннонасосными установками на основе научно-технически обоснованных технологий эксплуатации и ремонтов скважин.

Задачи исследования

1. Анализ и обобщение работ по повышению нефтеотдачи пластов.

2. Статистический анализ эффективности различных ГТМ в повышении нефтеотдачи пластов и снижении обводненности скважиной продукции на месторождениях ООО «РН-Краснодарнефтегаз».

3. Разработка и совершенствование методов определения статического и динамического уровня путем долива и прослеживания снижения уровня во времени.

4. Теоретические исследования ламинарного движения вязких нефтей для предотвращения отложений АСПО на стенках промысловых и магистральных трубопроводов.

5. Разработка научно-методических основ планирования и управления ремонтом скважин.

6. Сравнительная оценка эффективности методов борьбы АСПО в скважинах с высокопарафинистой нефтью на месторождениях Краснодарского края.

7. Внедрение установок погружных винтовых насосов (УВН), оценка эффективности проектов по замене насосного оборудования в ООО «РН-Краснодарнефтегаз».

Научная новизна

1. Впервые решена задача о выборе режима течения вязкой жидкости в трубопроводе, обеспечивающая снижение асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) на стенках труб.

2. Впервые разработана методика аналитического выбора очередности и времени проведения геолого-технических мероприятий на скважинах.

3. Впервые предложена методика оценки экономической эффективности применения инвестиционных проектов и технологий в нефтегазовой отрасли и дана оценка экономической эффективности применения глубинно-насосных установок на фонде скважин ООО «РН-Краснодарнефтегаз».

Методы исследования

Для получения основных результатов работы исследовались как теоретические аспекты, так и результаты опытно-промышленных испытаний. При выполнении работы использовались научные труды российских и зарубежных специалистов, материалы научно-технических конференций и семинаров. Обработка результатов опытно-промышленных испытаний осуществлялась при помощи персональных электронно-вычислительных машин (ПЭВМ).

В качестве исходных данных использовались фактические материалы, полученные автором лично или при его непосредственном участии в процессе выполнения научно-исследовательской работы по применению глубинно-насосных установок на фонде скважин ООО «РН-Краснодарнефтегаз».

Личный вклад соискателя

Все экспериментальные работы, аналитические зависимости, вошедшие в диссертацию, их анализ и выводы получены и доказаны лично автором. В работах, опубликованных в соавторстве, автор принимал участие в постановке задачи исследования, получении и обсуждении теоретических и численных результатов, обобщении опытных данных.

Практическая ценность работы

1. Получены результаты опытно-промышленных испытаний винтовых насосов на фонде скважин ООО «РН-Краснодарнефтегаз».

2. По предложенной методике оценки экономической эффективности применения инвестиционных проектов и технологий в нефтегазовой отрасли проведены опытно-промышленные испытания глубинно-насосных установок на фонде скважин ООО «РН-Краснодарнефтегаз».

3. Результаты исследований могут быть использованы при разработки проектов по повышению экономической эффективности добычи парафинистых высоковязких нефтей на месторождениях, осложненных осаждением высокомолекулярных соединений в призабойной зоне пласта (ПЗП).

4. Издано учебное пособие по дисциплине «Основы нефтегазового дела» для студентов нефтегазовых специальностей 130503, 130504, 130602, бакалавров по направлению 131000 «Нефтегазовое дело».

Реализация работы

Исследования автора использовались при выборе насосного оборудования и его эксплуатация на месторождениях Краснодарского края, осложненного АСПО. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре нефтегазового промысла ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет».

Положения выносимые на защиту

1. Результаты натурального и численного эксперимента.

2. Методика оценки экономической эффективности применения глубинно-насосных установок на фонде скважин ООО «РН-Краснодар-нефтегаз».

3. Результаты по выбору режима транспортировки высоковязких нефтей, обеспечивающих снижение АСПО на стенках трубопроводов.

Достоверность результатов и выводов

Достоверность результатов исследований обеспечивается использованием системного подхода к проблемам нефтегазодобывающего комплекса, а так же фундаментальных законов технической термодинамики, гидрогазодинамики, теплообмена.

Апробация работы

Основные положения работы докладывались на научных конференциях и семинарах Кубанского государственного технологического университета в 2010-2011 гг.; научно-технической конференции молодых специалистов ООО «РН-Краснодарнефтегаз» (г. Краснодар – 2009, 2010 гг.); кустовой научно-технической конференции «Техника и технологии нефтегазодобычи» (г. Самара – 2010 г.); XXX Российской школе по проблемам науки и технологий 15-17 июня 2010 г. (г. Миасс, Челябинской области); второй международной научной конференции «Технические и технологические системы» (г. Краснодар, Краснодарское ВВАУЛ – 7-9 октября 2010 г.); I Международном симпозиуме по фундаментальным и прикладным проблемам науки (МСНТ, г. Миасс – 8-9 сентября 2010 г.).

Публикации результатов работы

Основное содержание диссертации отражено в 10 печатных работах, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 1 учебное пособие для студентов, бакалавров, магистров, аспирантов по направлению 131000 «Нефтегазовое дело».

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, приложения на 214 стр. Список используемых источников содержит 120 наименований. Работа изложена на 214 стр. машинописного текста и содержит 29 таблиц и 27 рисунков.

Автор выражает искреннюю благодарность за полезные советы при обсуждении результатов работы д.т.н., профессору Антониади Д.Г., д.т.н., профессору Вартумяну Г.Т., д.т.н., профессору Гилаеву Г.Г., д.т.н., профессору Кошелеву, сотрудникам кафедры Нефтегазового промысла КубГТУ и ООО «РН-Краснодарнефтегаз» Скворцову И.В., Раздоркиной А.В.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены цель и задачи исследования, научная новизна и практическая ценность.

В первой главе выполнен краткий анализ методов интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи пластов.

Вопросами научного обоснования и практического внедрения различных методов интенсификации добычи нефти и повышения нефтеотдачи пласта посвящен не один десяток работ. Большой вклад в решение этой проблемы внесли работы Антониади Д.Г., Вахитова Г.Г., Гарушева А.Р., Горбунова А.Т., Ишкаева Р.К., Максимова М.М, Мухаметшина В.Ш., Сургучева М.Л., Телкова А.П., Федорова К.М., Шахвердиева А.Х., и других отечественных исследователей.

К началу 90-х годов прошлого века в научных центрах ведущих нефтяных компаний было признано, что применяемые технологии увеличения нефтеотдачи пластов (тепловые, газовые, физико-химические и др.) – это многофакторные процессы, механизмы которых не совсем согласуются с законами нефтедобычи на естественном режиме или при простом заводнении. Возникла необходимость в дополнительных фундаментальных исследованиях физико-химических основ вытеснения нефти различными реагентами. Эти исследования утвердили дифференцированный подход к применению методов увеличения нефтеотдачи (МУН), заключающийся в том, что дорогостоящие продолжительные и низкоэффективные технологии переориентированы на технологии обработки призабойной зоны (ОПЗ), гидроразрыв пласта (ГРП), бурение горизонтальных скважин, боковых горизонтальных стволов (ГС и БГС) и др., дающих быстрый результат.

За последние 20 лет благодаря развитию техники и технологии разработки нефтегазовых месторождений многие технологические мероприятия, ранее применяемые как методы ОПЗ, успешно применяются как МУН. Это гидроразрыв пласта, вибрационные, тепловые воздействия, кислотные и глинокислотные обработки и др. Несмотря на их большое разнообразие, все эти методы можно рассматривать как методы повышения фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) призабойной зоны и слабодренированных пропластков и зон, отдаленных от забоя скважины. А все применяемые методы МУН и ОПЗ объединять для удобства общим названием геолого-технологические мероприятия (ГТМ).

В работе проводится краткая характеристика этих методов, даны их преимущества и недостатки.

Далее в работе отмечается, что в России, где 80% нефти добывается установками электроцентробежных и штанговых насосов (УЭЦН и УШГН), проблема кратного увеличения эксплуатационной надежности подземного и наземного оборудования стоит остро. В этой связи интерес представляет опыт, накопленный в США, Канаде и Франции. В США эксплуатируется примерно 85% насосных скважин. Это старые и малодебитные скважины с высоким содержанием воды. При средней обводненности в 90% дебит нефти составляет примерно 2 т/сут.

Зарубежные фирмы уделяют большое внимание вопросам выбора способа механизированной добычи нефти. Существует две концепции выбора способа эксплуатации. Концепция Французского института нефти включает три критерия, связанных с источником энергии, напором, подачей КПД системы, гибкостью системы добычи нефти и замены ее на другую в процессе разработки. По существу все три критерия можно объединить в критерий минимума затрат на добычу одной тонны нефти.

Вторая концепция разработана в США университетом г. Тасла. Суть ее в более глубоком понимании выбора способа механизированной добычи, который закладывается уже на стадии проектирования разработки, как ее продолжение. Такой подход обеспечивает глобальную минимизацию стоимости 1 т нефти за весь период разработки до истощения месторождения.

Большой объем исследовательской работы выполнили по этой проблеме Адонин А.Н., Чурбанов Г.Б., Зайцев Ю.В., Кучумов Р.Я., Мищенко И.Т., Сахаров В.А., Щуров В.И. Ими рассмотрены различные теоретические, экспериментальные, энергетические и др. стороны проблемы выбора способа добычи нефти.

Наиболее полным, по нашему мнению, является подход, предложенный некоторыми кампаниями (Camco, Schlumberqer, Petrobraq и др.), к выбору способа эксплуатации скважин. Это – итеративная, комплексная система, и она может быть применена независимо от того, на какой стадии разработки находится месторождение. Т.е. выбор способа и режима эксплуатации скважин должен оцениваться критериями в соответствии с технологической схемой разработки на стадии проектирования. Для месторождений, уже находящихся в разработке, необходимо учитывать эксплуатационные расходы на добычу 1 тонны нефти (включая затраты на закупку оборудования, расходы на электроэнергию, поддержание пластового давления, подготовку, транспортировку нефти и т. д.) Режимы отбора нефти на конкретном месторождении устанавливаются для каждой конкретной скважины в зависимости от фильтрационно-емкостных свойств призабойной зоны скважины.

Далее в первой главе рассмотрена динамика изменения действующего фонда скважин и объемов добычи в России по способам эксплуатации. Показано, что 65% от общей добычи обеспечивается применением установок электроцентробежных насосов (УЭЦН) при эксплуатационном фонде 51% от действующего фонда скважин, 19% добычи приходится на установки штанговых насосов (УШГН) с фондом скважин 41%. Отметим, что в ООО «РН-Краснодарнефтегаз» доля УШГН составляет 48% фонда скважин, а УЭЦН – всего 1%.

Характерной чертой рассмотренных работ и динамики изменения фонда скважин, концепций США и России в вопросах проектирования и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений является единство подходов. Например, в США на основании опытно-промышленной эксплуатации новых месторождений определяют свойства пластов, пластовых флюидов и другие геолого-физические параметры, Аналогичные параметры пластовых систем определяют для географически близких месторождений, находящейся на средней или поздней стадии разработки. Сравнение проводится методом многофакторного анализа, а в качестве оценки «меры сходства» принимают некоторую метрику в многомерном пространстве. Наиболее близкое по «расстоянию» месторождение считают месторождением – аналогом. На основании этих данных формируют окончательные проектные решения. Данная задача – есть задача кластеризации многомерных объектов в группы по комплексу признаков.

Следует отметить, что приоритет в данной области принадлежит советским нефтяникам (АзИНЕФТЕХИМ, Уфимский нефтяной институт (УНИ), Грозненский нефтяной институт (ГНИ), ВНИИнефть), которые успешно использовали методы распознавания образов еще в 1973-1975 годах при решении задач нефтепромысловой практики.

В заключение главы даны основные направления исследований:

– теоретико-экспериментальные исследования методов интенсификации нефтедобычи и увеличения нефтеотдачи пластов;

– совершенствование этих методов за счет выбора оптимальных технико-экономических и технологических решений.

Во второй главе рассмотрены вопросы интенсификации выработки запасов нефти в поздней стадии разработки месторождений.

Здесь под «выработкой» остаточных запасов понимаются два традиционных термина: «интенсификация текущей добычи», путем обработки призабойной зоны (ОПЗ) и «методы увеличения нефтеотдачи пластов» (МУН). Мы не будем расшифровывать вторичные и третичные методы, т.к. в последние годы все производимые операции на скважинах (ОПЗ) и месторождениях (МУН) объединены в одно наименование ГТМ или просто ремонт скважин.

В настоящее время существуют возможности компьютерного хранения громадного количества статистических данных по ГТМ. Разработано программное обеспечение, позволяющее оценить влияние геолого-промысловых условий на результативность ГТМ.

Нами выполнен непараметрический анализ трех альтернативных ГТМ, проводимых на Анастасиевско-Троицком месторождении. С этой целью нами совместно с ООО «РН-Краснодарнефтегаз» собраны данные по 180 ГТМ, проведенным за последнее время. Исходные данные приведены в приложении 1П диссертации.

На основе анализа данных нами выбраны 3 вида ГТМ всего (12 видов) со сравнительно близкими входными параметрами и двумя выходными параметрами: У1 – объем дополнительной (приращение или снижение) добычи, т/сут. и У2 – увеличение или снижение обводненности. Это тепловое воздействие с ПАВ (тв. ПАВ), пастизол (постиз) и ликвидация полимером негерметичности (ЛН), обозначенных ГТМ1, ГТМ2, ГТМ3. Фрагмент выборки для ГТМ1 приведен в таблице 1.

В качестве примера приведем статистический анализ трех типов ГТМ по критерию Пирсона 2. Основные положения по непараметрическому анализу изложены в работе Руниона Р. «Справочник по непараметрическим критериям».

Таблица 1 – Выборка приращения дебита и изменения обводненности для

ГТМ1



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.