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:     | 1 | 2 ||

Совершенствование комплекса технологий и технических средств для одновременно-раздельной нефтедобычи (в условиях нгду арланнефть ооо башнефть-добыча)

-- [ Страница 3 ] --

При этом основной целью циркуляции является только смыв раствора с поверхности межтрубного пространства. При необходимом объёме жидкости для смыва отложений с условием покрытия поверхности межтрубного пространства на 1/3 площади и толщиной 2 мм время циркуляции многократно уменьшается.

В третьей главе рассмотрен механизм электрохимического разрушения оборудования скважин, оснащённых УЭЦН, и трубопроводов системы сбора продукции скважин.

Известно, что при соприкосновении двух разнозаряженных веществ на их поверхности происходит перераспределение электронов с образованием двойного электрического слоя с противоположными знаками электрических зарядов. Следовательно, в результате при их трении возникает разность потенциалов, зависящая от таких факторов, как диэлектрические свойства материала, их взаимное давление при соприкосновении и температура поверхности этих тел.

Электрические заряды, образующиеся на элементах скважинного оборудования, например протекторе и НКТ, могут взаимно нейтрализоваться, но в некоторых случаях, когда заряды велики и разность потенциалов также значительна, может произойти быстрый искровой разряд между наэлектризованными частями оборудования. Несмотря на то что сформировавшийся разряд является переносчиком весьма небольшого количества энергии, высокая разность потенциалов и скорость их изменения влекут образование токов, достаточных для инициирования изначально незаметных повреждений, следствием которых может произойти нарушение целостности металла скважинного оборудования.

Негативные последствия влияния блуждающих токов и статического электричества, также ответственных за коррозионное разрушение трубопровода, проявляются во многих областях экономики. Применительно к нефтяной промышленности следует отметить такие, как возможность появления и накопления электрических зарядов при движении нефти, нефтепродуктов и газов по трубопроводам, при сливо-наливных операциях, заполнении или освобождении емкостей, разбрызгивании или распылении жидкостей, дросселировании потоков сжатых газов, пропаривании и других операциях.

Учитывая необходимость рассеивания статического заряда и, следовательно, защиты скважинного оборудования от электрохимической коррозии, необходимо иметь возможность его постоянного и надёжного заземления через проводящие элементы в процессе добычи. Конструктивное решение по обеспечению стекания электрических зарядов с элементов скважинного оборудования представлено на рисунке 9.

1 – шпилька; 2 – шайба; 3 – ниппель; 4 – муфта;

5 – гайка; 6 – диск щёточный (лепестковый)

Рисунок 9 – Устройство защиты установок ЭЦН
от электрохимической коррозии (патент 93458 РФ)

Предупреждение коррозионного разрушения достигается за счёт того, что в нижней части УЭЦН размещается проволочный щёточный диск, материалом для изготовления которого является коррозионно-стойкая, высоколегированная витая сталь. Наружный диаметр диска превышает внутренний диаметр обсадной колонны. Данный диск обеспечивает гарантированный гальванический (металлический) подвижный контакт корпуса погружного двигателя с обсадной колонной.

Устройство работает следующим образом. За счёт упругих деформаций эластичных элементов (проволок) щёточного диска обеспечивается электрический контакт корпуса погружного электродвигателя с обсадной колонной, уравнивая тем самым электрические потенциалы всего подземного оборудования, исключая его электрохимическое разрушение. Во время спуска УЭЦН в скважину щёточный диск обеспечивает стекание блуждающих токов.

Также описано устройство защиты трубопроводов от внутренней коррозии. С целью увеличения срока службы промысловых трубопроводов НГДУ «Арланнефть» ООО «Башнефть-Добыча» было разработано устройство, позволяющее повысить эффективность защиты внутренней поверхности трубопроводов от коррозии путём увеличения зоны действия защиты и комплексного воздействия на внутреннюю поверхность металлического трубопровода.

Устройство защиты трубопроводов от внутренней коррозии заключается в катодной поляризации защищаемого оборудования путём формирования источника постоянного тока с использованием «жертвенного» электрода – металла с низкой электрохимической активностью по отношению к железу (магний и др.). Достижение положительного эффекта в предложенном устройстве обеспечивается повышенной плотностью тока вследствие использования в качестве электролита перекачиваемой жидкости (воды, эмульгированной в нефти), эффекта «катодной пассивности», так как внутренняя поверхность, трубопровода покрывается прочной плёнкой Fe3О4 (магнетит). В результате обеспечивается иммунитет к коррозии, происходит устранение дефектных зон вдоль трубопровода, не увеличивается гидравлическое сопротивление трубопроводов и отсутствуют препятствия для прохождения очистных устройств.

На рисунке 10 изображена схема устройства защиты трубопроводов от внутренней коррозии, состоящая из защищаемого трубопровода 1, корпуса 2, «жертвенного» электрода 3, диэлектрических упоров 4, коммутирующих задвижек 5 и дренажного вентиля 6. Устройство устанавливается в нижней части защищаемого трубопровода.

Устройство работает следующим образом. Под действием сформированного гальванического источника электрического тока (железо-магниевого элемента), протекающего через транспортируемую минерализованную жидкость, происходит электролиз воды, эмульгированной в нефти. За счёт электрохимических реакций, кроме катодной поляризации защищаемого оборудования, обеспечиваются условия для образования защитной плёнки магнетита, что описывается выражением:

3Fe+2+4OH-1=Fe3O4+2H2.

Рисунок 10 – Устройство защиты трубопроводов от внутренней коррозии

(патент 93456 РФ)

Вещества, способствующие возникновению на металле защитной плёнки, носят название пассивирующих агентов. Для железа хорошим пассивирующим агентом служат ионы ОН. В результате электролиза на поверхности металла образуется тончайшая плёнка слоя окиси, препятствующая дальнейшему окислению. Существование таких «оксидных плёнок» доказано различными методами: поляризацией отражённого света, рентгенографическим способом и др. При некоторых условиях возможно образование плёнок магнетита и известковых отложений в таком сочетании, что дефекты трубопровода будут полностью заблокированы. Блокировка этих дефектов означает, что нет доступа электролита к защищаемому сооружению, а это говорит о том, что нет условий для развития коррозии, и электрическое воздействие способствует появлению газовых пузырьков малого радиуса на поверхности глубинно-насосного оборудования.

Создание проводящего гладкого покрытия определённой толщины сокращает силы притяжения до такой степени, что сдвиговые напряжения обеспечивают срыв парафинов, продуктов коррозии, частиц солей и гидратов с внутренней поверхности трубопровода, обеспечивая разрушение загрязнений, их отрыв от внутренней линейной части поверхности трубопровода и облегчая их удаление потоком транспортируемой жидкости. На очищенной поверхности образуется плёнка магнетита Fe3О4, защищающая поверхность оборудования от коррозии.

За счёт разности электрических сопротивлений оксидной плёнки и чистого металла большая часть тока, шунтируя участки внутренней поверхности трубопровода, защищённые оксидной плёнкой, направится к другим участкам стальной поверхности, обеспечив защиту более удалённых от места расположения устройства участков.

В четвёртой главе рассмотрено применение оборудования для одновременно-раздельной добычи при эксплуатации промежуточных пластов терригенной толщи нижнего карбона Арланского месторождения.

С целью внедрения технологии ОРД из двух пластов с разными коллекторскими характеристиками в 2009 году для испытания в НГДУ «Арланнефть» ООО «Башнефть-Добыча» было приобретено спецоборудование (производства ООО «СП-БАРС»), в компоновке которого используется погружной электроцентробежный насос для добычи нефти из нижнего пласта и скважинный штанговый насос для добычи из верхнего пласта.

Схема установки изображена на рисунке 11. Установка содержит электроцентробежный насос 1 с входным модулем 2, в котором размещён герметичный ввод 3 кабеля 4 для электродвигателя 5 в кожух 6, охватывающий электродвигатель 5 и соединённый хвостовиком 7 с пакером 8, разделяющим верхний 9 и нижний 10 пласты. Выход насоса 1 через клапан 11 соединён каналом 12 с колонной лифтовых труб 13. Вход штангового насоса 14 соединён каналом 15 с межтрубным пространством 16, а выход – с колонной насосно-компрессорных труб 13. Насос 14 приводится в действие штангами 17.

Продукция нижнего пласта 10 поступает через пакер 8 и хвостовик 7 в кожух 6 с электродвигателем 5 через входной модуль 2 на приём электроцентробежного насоса 1 и перекачивается им через обратный клапан 11 и канал 12 в полость насосно-компрессорных труб 13 и далее на поверхность. Продукция верхнего пласта 9 поступает через межтрубное пространство и канал 15 на приём штангового насоса 14 и перекачивается им в колонну насосно-компрессорных труб 13, по которой она, смешиваясь с продукцией нижнего пласта 10, поднимается на поверхность. Насос приводится в действие штангами 17.

Рисунок 11 – Схема установки для одновременно-раздельной добычи

Собирают электродвигатель 5 с кожухом 6, входным модулем 2 и частью кабеля 4 в цеховых условиях ООО «Нефтекамский завод нефтепромыслового оборудования». Присоединение насоса 1 и остальной части кабеля 4 осуществляется на устье скважины. Режим работы установки определяется параметрами используемых насосов.

Для смешивания продукции пластов, разобщённых пакером, применяется смеситель скважинной жидкости (рисунок 12).

Рисунок 12 – Смеситель скважинной жидкости

Смеситель скважинной жидкости состоит из корпуса 1, снабжённого на обоих концах присоединительными резьбами НКТ 89 мм (ГОСТ 633-80), для монтажа УЭЦН с кожухом. Корпус 1 содержит три осевых канала диаметрами 20, 20 и 30 мм для транспортировки продукции из нижнего пласта до насосно-компрессорных труб, а также боковой клапан – для добычи продукции верхнего пласта с ШГН, при этом вход бокового канала выполнен наклонным вниз под углом 15…60о к оси для исключения его засорения твёрдыми частицами. В вертикальную часть бокового канала на резьбе монтируется технологический патрубок 2 (для установки манжетного якоря), нижняя часть которого оборудована клапанным узлом, состоящим из шара 7, седла 6, герметизированного уплотнителем 5, клапанной клетки 4, седло 6 закрепляется гайкой 3.

Параметры работы скважины № 2984 до внедрения оборудования ОРД представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Параметры работы скважины № 2984 до внедрения
оборудования для ОРД

Параметры Данные
Насос 73-ННБ-57-45-12-2
Глубина спуска насоса, м 908
Объект разработки ТТНК C-VI
Средний дебит жидкости, м3/сут 34,0
Средний дебит нефти, т/сут 0,6
Обводнённость, % 98
Среднее давление на приёме насоса, атм 85…90

26 марта 2009 года на скважине № 2984 было проведено внедрение технологии одновременно-раздельной эксплуатации пластов одного объекта с разными коллекторскими характеристиками. В результате после приобщения пласта терригенной толщи нижнего карбона С-IV в скважину было спущено глубинно-насосное оборудование специальной конструкции. Пласт C-VI ТТНК эксплуатируется установкой ЭЦН5-45-1300, из пласта C-IV ТТНК отбор осуществляется насосом НВ-32. Параметры работы скважины № 2984 с оборудованием для одновременно-раздельной добычи представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Параметры работы скважины № 2984 с оборудованием для ОРД

Параметры ШГН ЭЦН
Насос 73-НВ1Б-А-32-35-15-2-И ЭЦН 45-1300
Глубина спуска насоса, м 1178 1272
Объект разработки ТТНК С-IV ТТНК C-VI
Средний дебит жидкости, м3/сут 1,8 58,5
Средний дебит нефти, т/сут 0,7 1,0
Обводнённость, % 56 98
Среднее давление на приёме насоса, атм 10…30 85…90

Сравнивая данные таблиц 5 и 6, видно, что после внедрения оборудования для ОРД средний дебит скважины вырос: по нефти – с 0,6 до 1,7 т/сут, по жидкости – с 34 до 60 м3/сут.

Результаты технико-экономических показателей внедрения оборудования для ОРД в скважину № 2984 Арланского месторождения представлены в таблице 7. Рекомендуемый объём внедрения оборудования для ОРД в скважины Арланского месторождения представлен в таблице 8.

Таблица 7 – Технико-экономические показатели внедрения оборудования
для ОРД в скважину № 2984 Арланского месторождения

Показатели Ед. изм. До внедрения После
внедрения
Отклонение
абсолютное %
Объем добычи нефти тонн 208 447 239 114
Себестоимость одной тонны нефти руб. 2017,85 2013,99 -3,86 -0,1916
Стоимостная оценка
результатов
тыс. руб. 1 513,15
Стоимостная оценка затрат тыс. руб. 943,00
Экономический эффект тыс. руб. 570,15
Чистая прибыль тыс. руб. 456,13

После проведения мероприятия объём добычи нефти увеличился на 239 тонн, себестоимость добычи нефти уменьшилась на 3,86 руб./т, прибыль составила 456,13 тыс. рублей.

Таблица 8 – Рекомендуемый объём внедрения оборудования для ОРД
в скважины Арланского месторождения

Показатели Ед. изм. Объекты внедрения Всего НГДУ «Арланнефть»
Промежуточные пласты ТТНК Пласты каширо-подольских отложений «транзитных» скважин
Количество скважин скв. 61 403 464
Средний дебит
одной скважины
т/сут 2,50 3,00 2,75
Средний дебит
всех скважин
т/сут 152,5 1 209,0 1 361,5

Внедрение оборудования на всех запланированных 464 скважинах позволит увеличить добычу нефти на 1361,5 т/сут.

Основные выводы и рекомендации

1. Установлено, что основным источником образования неорганических солей в глубинно-насосном оборудовании скважин Арланского месторождения является попутно добываемая минерализованная вода.

2. Выявлен механизм образования неорганических отложений в ЭЦН, заключающийся в распределении отложений по рабочим ступеням насоса на Арланском нефтяном месторождении.

3. Определена возможность использования установок электроцентробежных насосов с рабочими колёсами из полимерных композиционных материалов для предупреждения негативного влияния неорганических отложений в условиях Арланского нефтяного месторождения.

4. Выполненные стендовые эксперименты показали, что способ защиты электроцентробежного насоса от отложения солей предварительной гидрофобизацией нефтью его рабочих органов (патент 2422620 РФ) позволяет формировать на рабочих поверхностях насоса защитную плёнку толщиной не менее 50 мкм.

5. Разработаны электрохимический метод и техническое устройство предупреждения образования неорганических и асфальтосмолопарафиновых отложений, эмульсии и коррозии в подземном оборудовании добывающих скважин (патент 93458 РФ).

6. Разработаны способ и техническое устройство защиты трубопроводов от внутренней коррозии, заключающиеся в катодной поляризации защищаемого оборудования путём формирования источника постоянного тока с использованием «жертвенного» электрода (патент 93456 РФ).

7. Установлено, что оборудование для одновременно-раздельной добычи нефти по схеме «ЭЦН + ШГН» на примере скважин Арланского нефтяного месторождения НГДУ «Арланнефть» ООО «Башнефть-Добыча» позволяет увеличить дебит скважины, вовлечь в разработку ранее неработавшие интервалы и повысить коэффициент нефтеотдачи.

8. По результатам испытаний предложено оборудовать 464 скважины НГДУ «Арланнефть» ООО «Башнефть-Добыча» оборудованием для ОРД с целью эксплуатации «промежуточных» пластов, что позволит увеличить добычу нефти на 1361,5 т/сут.

Основные результаты работы опубликованы

в следующих научных трудах:

Ведущие рецензируемые научные журналы

1. Гумеров А.Г., Рахимкулов А.И., Куршев А.В. Устройство и работа оборудования для одновременно-раздельной добычи нефти из двух объектов с использованием штангового глубинного и электроцентробежного насосов // Научно-технический журнал «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. – 2010. – Вып. 4 (82). – С. 49-53.

2. Рахимкулов А.И., Куршев А.В., Хужин М.Н. Установка для одновременно-раздельной добычи нефти на скважине № 2984 Арланского месторождения // Научно-техничесий журнал «Проблемы сбора, подготовки и транспорта

Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 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.