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 |

Совершенствование технологии сбора, подготовки и транспорта высокозастывающих нефтей месторождений сп вьетсовпетро

-- [ Страница 1 ] --

УДК 622.276

На правах рукописи

НГУЕН ТХЕ ВАН

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СБОРА, ПОДГОТОВКИ
И ТРАНСПОРТА ВЫСОКОЗАСТЫВАЮЩИХ НЕФТЕЙ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ СП «ВЬЕТСОВПЕТРО»

Специальность 25.00.19 – Строительство и эксплуатация
нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа 2011

Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии
«Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ГУП «ИПТЭР»)

Научный руководитель кандидат технических наук Велиев Мубариз Мустафа оглы
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Коробков Геннадий Евгеньевич доктор технических наук Багаутдинов Наиль Явдатович
Ведущее предприятие ОАО «Институт «Нефтегазпроект»

Защита диссертации состоится 11 ноября 2011 г. в 1200 часов
на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов»
по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУП «ИПТЭР».

Автореферат разослан 10 октября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. На современном этапе развития основные высокопродуктивные месторождения СП «Вьетсовпетро» вступили в позднюю стадию разработки, когда интенсивно снижается добыча нефти.

Процессы добычи, сбора, подготовки и транспорта нефти осложняются комплексом проблем, связанных с образованием стойких нефтяных эмульсий, асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), большой пульсацией давления в системе трубопроводов, дополнительными расходами электроэнергии и необходимостью содержать многочисленный персонал на малопродуктивных платформах.

Анализ работы системы трубопроводов, транспортирующих добываемую продукцию с месторождений СП «Вьетсовпетро» на установку беспричального налива нефти (УБН), показывает, что среднее давление в системе трубопроводов колеблется в больших пределах. Разница между максимальным и минимальным значениями давления, зафиксированными в одной и той же точке стояка в течение суток, может достигать 13…15 атм. Это означает, что поступление жидкости в общую систему трубопроводов неравномерное, скорость потока в трубопроводах колеблется в больших пределах и приводит к колебанию стояков. Причина в том, что откачка жидкости на малопродуктивных платформах производится периодически, а на морских стационарных платформах (МСП) с большим объемом добычи периодически запускаются дополнительные насосы.

Существует ряд технологий борьбы с АСПО, причем большинство из них разработаны десятки лет назад и уже не в полном объеме отвечают современным требованиям. Так, применение традиционных технологий механического удаления АСПО не всегда остается «безболезненным» для скважин, в процессе механической очистки возможны повреждения современных труб с полимерным покрытием.

Не всегда эффективными и безопасными оказываются и технологии, основанные на горячей промывке скважин и оборудования нефтью или водой с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ). При этом довольно значительными являются потери нефти. Применение растворителей связано с высокими рисками, обусловленными их горючестью, и не всегда оправданно в силу значительных затрат.

Таким образом, повышение эффективности работы систем сбора, подготовки и транспорта нефти, разработка и освоение новых способов и средств борьбы с АСПО остаются весьма актуальными.

Цель работы – совершенствование технологии сбора, подготовки и транспорта высокозастывающих нефтей путем предотвращения образования и удаления АСПО в трубопроводах, в насосно-компрессорных трубах (НКТ) скважин и технологическом оборудовании применительно к условиям
СП «Вьетсовпетро».

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:

1. Анализ условий эксплуатации систем сбора, подготовки и транспорта нефти и исследование процессов образования АСПО в трубопроводах, в насосно-компрессорных трубах скважин и технологическом оборудовании в условиях СП «Вьетсовпетро»;

2. Математическое моделирование работы теплоизолированного трубопровода в условиях образования АСПО;

3. Исследование эффективности реагентов для предотвращения образования и удаления АСПО в лабораторных условиях;

4. Опытно-промышленные исследования образования и удаления АСПО в системе сбора, подготовки и транспорта нефти;

5. Разработка технологии безнасосного транспорта нефти с целью уменьшения интенсивности образования АСПО в условиях пониженной температуры добываемой продукции.

Методы решения поставленных задач

Решение поставленных задач базируется на использовании современных методов анализа состояния разработки изучаемых месторождений, анализа результатов лабораторно-промысловых исследований, применении современных методов обработки статистической информации по истории разработки месторождения, математического моделирования работы теплоизолированного трубопровода с использованием эффективных вычислительных методов.

Научная новизна результатов работы:

1. Выявлены основные причины и особенности образования АСПО в трубопроводах, в насосно-компрессорных трубах скважин и технологическом оборудовании;

2. Исследованы особенности процесса образования АСПО в трубопроводах и НКТ скважин месторождений «Белый Тигр» и «Дракон»
СП «Вьетсовпетро», определены оптимальные дозировки депрессаторов и реагентов;

3. Разработана технология предотвращения образования и удаления
АСПО в трубопроводах, в НКТ скважин и технологическом оборудовании;

4. Показана возможность и разработана технология безнасосного транспорта продукции скважин в газонасыщенном состоянии для уменьшения интенсивности образования АСПО в системе сбора, подготовки и транспорта нефти.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследования влияния снижения объемов добычи нефти на процессы образования асфальтосмолопарафиновых отложений в трубопроводах и технологическом оборудовании;

2. Технология предотвращения образования и удаления имеющихся отложений в трубопроводах, в НКТ скважин и технологическом оборудовании;

3. Технология безнасосного транспорта газонасыщенной нефти.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Схема борьбы с АСПО в трубопроводах, в НКТ скважин и технологическом оборудовании и технология безнасосного транспорта газонасыщенной нефти прошли успешную апробацию на месторождениях СП «Вьетсовпетро» и в настоящее время используются в производственной деятельности предприятия.

Апробация результатов работы

Основные положения и результаты работы докладывались на научно-практических конференциях: «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» в рамках VIII Конгресса нефтегазопромышленников России (г. Уфа, май 2009 г.); «Энергоэффективность. Проблемы и решения» в рамках IX Российского энергетического форума (г. Уфа, октябрь 2009 г.); «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа», «Проблемы и методы рационального использования нефтяного попутного газа» в рамках XVIII международной специализированной выставки «Газ. Нефть. Технологии – 2010» (г. Уфа, май 2010 г.); «Энергоэффективность. Проблемы и решения» в рамках X Российского энергетического форума (г. Уфа, октябрь 2010 г.), «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» в рамках XIX международной специализированной выставки «Газ. Нефть. Технологии – 2011» (г. Уфа, май 2011 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 13 научных трудах, в т.ч. в 2 ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 117 наименований. Работа содержит 141 страницу машинописного текста, 52 рисунка, 32 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы ее цель и основные задачи исследований, обозначены основные положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В первой главе проведен анализ работы систем сбора, подготовки и транспорта нефти на месторождениях СП «Вьетсовпетро».

СП «Вьетсовпетро» добычу нефти ведет на месторождениях «Белый Тигр» и «Дракон». В настоящее время основной объем добычи нефти приходится на месторождение «Белый Тигр», где нефть добывается как с северных МСП, так и с блок-кондукторов (БК), расположенных в центральной части месторождения.

Несмотря на теплоизоляцию, на стенках новых трубопроводов происходит интенсивное образование так называемых «мягких» отложений или «застойных» зон, что наблюдалось и в нетеплоизолированных трубопроводах. Причина этого в физико-химических особенностях добываемой нефти, низкой производительности транспорта и того, что некоторые трубопроводы имеют нетеплоизолированные участки, что приводит к резкому охлаждению нефти и образованию АСПО. В результате этого эффективный диаметр трубопровода с ускоренным темпом уменьшается, и перепад давлений при транспорте продукции очень быстро возрастает.

Подготовка нефти до товарной кондиции с качеством, предъявляемым к продукции, идущей на экспорт, на месторождениях «Белый Tигр» и «Дракон» осуществляется на УБН.

В настоящее время на блок-кондукторе RP-3 месторождения «Дракон» нефть добывается, в основном, газлифтным способом, общий объем газа газлифта составляет примерно 170 тыс. м3/сут. Сепарированный газ сжигается на факеле, что при газлифтной эксплуатации скважин является затратным.

Анализ работы трубопроводов, транспортирующих дегазируемую нефть, добываемую на объектах северного свода месторождения «Белый Тигр», на УБН показывает, что среднее давление в системе трубопроводов колеблется в больших пределах. Разница между максимальным и минимальным значениями давления, зафиксированными в одной и той же точке стояка в течение суток, может достигать 13…15 атм. Это означает, что поступление жидкости в общую систему трубопроводов неравномерное, производительность перекачки по системе трубопроводов не стабильна. Причина в том, что откачка жидкости на малопродуктивных платформах производится периодически, а на МСП с большим объемом сепарации периодически запускаются дополнительные насосы.

Ограничения существующей технологии:

- большая пульсация давления в системе трубопроводов МСП-7 МСП-5 МСП-3 (МСП-6) МСП-4 МСП-8 МСП-1 УБН-1;

- если на малопродуктивных платформах откачка нефти производится непрерывно с циркуляцией части откачиваемой жидкости обратно в буферную емкость, то имеет место дополнительный расход электроэнергии;

- необходимость содержания многочисленного персонала на малопродуктивных платформах;

- в связи с понижением температуры добываемой продукции, связанным со снижением объема добычи нефти, усиливается проблема образования отложений в трубопроводах, внутрискважинном и нефтепромысловом оборудовании.

В системе добычи, сбора и транспорта нефти месторождения «Белый Тигр» можно выделить следующие основные места образования АСПО:

- насосно-компрессорные трубы малодебитных газлифтных скважин;

- нетеплоизолированные трубопроводы системы сбора, транспортирующие газожидкостную смесь (ГЖС) и обводненную газонасыщенную нефть;

- протяженные нефтепроводы, транспортирующие частично подготовленную нефть на УБН.

Наибольшую проблему представляют АСПО в НКТ скважин. В поверхностном промысловом оборудовании подготовки нефти количество АСПО незначительно вследствие относительно высоких температур нефти на центральной технологической платформе (ЦТП) и МСП.

Во второй главе рассматривается механизм образования асфальтосмолопарафиновых отложений в трубопроводах, в насосно-компрессорных трубах скважин и технологическом оборудовании СП «Вьетсовпетро».

Сбор продукции на северных МСП месторождения «Белый Тигр» производится, как правило, по нетеплоизолированным трубопроводам при низких температурах (30…40 °С). В результате, согласно теплогидравлическим расчетам и осмотрам труб при ремонтах, на внутренней поверхности труб после 20…25 лет эксплуатации образовался слой АСПО толщиной до 20 мм.

Кроме внутренней поверхности трубопровода, отложения образуются и внутри шлангов, соединяющих трубопроводы с УБН. При замене УБН «Чиланг» на УБН «Чилинь» были демонтированы приемные шланги до УБН. После демонтажа обнаружены АСПО на внутренней поверхности шлангов: на одной линии плотные твердые отложения толщиной до 5…8 мм (с месторождения «Белый Тигр»), а на другой – более рыхлые толщиной до
30…40 мм (предположительно образовавшиеся при прокачке смеси нефтей месторождений «Белый Тигр» и «Дракон»).

Проведены лабораторные исследования образцов отложений из шлангов. Образцы отложений подвергали нагреву и охлаждению с одновременной фиксацией количества поглощаемого (при плавлении парафинов) или выделяемого (при кристаллизации парафинов) тепла. Величина выделяемого тепла при определенной температуре позволяет судить о количестве присутствующих в отложении парафинов, имеющих соответствующую температуру кристаллизации. По кривой зависимости температуры плавления от длины парафиновой цепочки определено, что в отложениях присутствуют парафины С32-С40.

Наиболее значащим параметром, влияющим на рост перепада давления в трубопроводе, является температура поступающей на УБН нефти, которая влияет на вязкость нефти и интенсивность отложений. Температура моря и производительность транспорта в пределах существующих изменений имеют меньшее значение. Температура поступающей на УБН нефти, в свою очередь, зависит от взаимодействия ряда факторов, не имеющих по отдельности большого значения: те же температура моря и производительность транспорта, наличие транспорта нефти с ЦТК-3, которые, с одной стороны, повышают суммарную температуру, а с другой, увеличивают потери на трение в нетеплоизолированном участке трубопровода.

Опыт эксплуатации трубопроводов системы сбора и транспорта продукции скважин показывает, что при перекачке высокопарафинистой нефти с низкой производительностью, добываемой на блок-кондукторе RC-2 и морской стационарной платформе RP-3 по нетеплоизолированному трубопроводу RC-2 RP-1 УБН, осложнения являются неизбежными. Количество жидкости, транспортируемой по трубопроводу, остается практически без изменения, а перепад давления возрастает со скоростью от 0,3 до 1,0 атм/сут. Это свидетельствует о том, что эффективный диаметр трубопровода со временем уменьшается. В полости трубы образуются слои застывшей нефти большой толщины.

Проблема отложения АСПО в колоннах НКТ возникает на месторождениях СП «Вьетсовпетро», в основном, в малодебитных малообводненных (как правило, до 15 % воды) скважинах, эксплуатирующихся газлифтным способом, температура нефти на устье составляет 30…35 °С. Образование АСПО происходит вследствие снижения температуры продукции скважин ниже температуры начала кристаллизации парафинов.

По результатам проведения депарафинизации НКТ скважин за
2006-2010 гг., наблюдается увеличение количества скважино-операций и, вследствие этого, суммарного времени простоя скважин и недобора нефти. При этом не учтен недобор нефти вследствие сужения живого сечения НКТ скважин и повышения потерь давления на подъем жидкости. Таким образом, проблема образования АСПО в НКТ малодебитных газлифтных скважинах северных МСП приобретает все больший масштаб, что требует разработки новых, более эффективных методов ее решения.

В главе рассматривается прогнозирование гидравлического состояния теплоизолированного трубопровода.

Интенсивность роста отложений зависит от физико-химических и реологических свойств перекачиваемой жидкости, термодинамических характеристик трубопровода и других факторов, многие из которых до настоящего времени недостаточно изучены.

К числу основных факторов, существенно влияющих на интенсивность образования отложений парафина, относится гидродинамическая характеристика потока. Скорость потока оказывает большое влияние на интенсивность отложения парафина, что подтверждено данными промысловых наблюдений при транспорте нефти по нетеплоизолированному трубопроводу
RP-3 RP-1 УБН.

Если сопоставить фактические данные о температуре и перепаде давления в трубопроводе RP-3 УБН с момента пуска в работу по настоящее время с расчетными, то они не сходятся. За короткий промежуток времени (примерно 30 дней) перепад давления при транспорте определенного объема нефти возрос от 3,0 до более 10 атм, а по результатам теплогидравлического моделирования работы трубопровода при формировании слоя АСПО толщиной 75 мм на участках без тепловой изоляции перепад давления возрастает от 2,64 до 4,10 атм. Поэтому можно сделать вывод о том, что интенсивное формирование застойных зон происходит не только на участках без тепловой изоляции, но и на теплоизолированных участках трубопровода RP-3 УБН. Начальная температура нефти, поступающей в трубопровод на стояке RС-2, составляет от 50 °С до 52 °С, что на 8…10 °С ниже температуры начала кристализации парафина (59…60 °С). Поэтому процесс образования слоя АСПО происходит по всей длине трубопровода, его интенсивность разная для участков с различными тепловыми свойствами. Подтверждающим фактором является обнаружение слоя АСПО толщиной 15…20 мм в технологическом трубопроводе на самой RP-3 при его резке для подключения нового трубопровода.

Результаты математического моделирования работы теплоизолированного трубопровода RР-3 УБН показывают, что при перепаде давления более 12 атм в трубопроводе накапливается слой мягких АСПО толщиной примерно 50 мм с общим объемом отложений 620 м3. Это приводит к уменьшению эффективного диаметра трубы до 200 мм и менее (до 2 раз).

Третья глава диссертационной работы посвящена лабораторным исследованиям эффективности реагентов для предотвращения образования и удаления асфальтосмолопарафиновых отложений.



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.