При первом значении этого параметра рассчитываются показатели

гидродинамических процессов, происходящих в пласте, в подъемных лифтах, а

также показатели процесса разработки на интервале (Г, Тк) при заданных буферных давлениях на фонтанных скважинах, дебитах намеханизированных скважинах и забойных давлениях на нагнетательных скважинах. Отметим, что при лросчете определяются моменты времени, когда в результате обводнения перестают фонтанировать добывающие скважины.

Программа 19 (выбора режимов работы скважин на многопластовых месторождениях) предусмотрена для определения режима работы скважин таким образом, чтобы максимизировать добычу нефти с месторождения за данный период; определения порядка перевода фонтанных скважин на механизированную добычу, а также порядка переводамеханизированных скважин на более мощный насос.

Благодаря текущему ремонту поддерживается в работоспособном состоянии весь механизированный фонд скважин, удельный вес которого превышает 80 % в общем фонде скважин Миннефтепрома. Намеханизированных скважинах проводится более 95 % всех текущих ремонтов, общее число которых превышает 250 тыс. ремонтов в год. При таком большом числе текущих ремонтов значительные резервы добычи нефти обеспечиваются организацией и управлением текущего ремонта скважин. Организация текущего ремонта скважин должна обусловливать минимальный простой скважин в ожидании ремонта и пребывание в нем, получение дебита нефти, предусмотренного технологическим режимом, и достижение запланированного межремонтного периода.

Уже вскоре после национализации нефтяных промыслов намеханизированных скважинах желонки были повсеместно заменены глубинными насосами - значительно более экономичным и современным оборудованием для добычи нефти. На Бакинских промыслах впервые был применен компрессорный способ добычи нефти, который все время совершенствуется.

Порядок оперативного планирования текущих ремонтов покажем на примере четырех скважин. Условно будем считать, что эти четыре скважины представляют весь фондмеханизированных скважин одного НГДУ.

Предложенный метод реализован в виде программного комплекса. Этот комплекс апробирован на месторождениях Западной Сибири и Урало - Поволжья при решении задач оптимизации работы механизированных скважин с учетом взаимовлияния.

Однако объем исследовательских работ с целью определения водонефтяного контакта и контуров нефтеносности еще не удовлетворяет требованиям, предъявляемым условиям рациональной разработки нефтяных месторождений. Это объясняется недостаточной эффективностью исследования пластов, вскрытых перфорацией, отсутствием надежных методов обнаружения пресной воды и изучениямеханизированных скважин, трудоемкостью и дороговизной методов и технологии измерений в скважинах.

Такая же тенденция роста количества малодебитных скважин прослеживается и в других нефтедобывающих странах. Так, в США увеличение фонда нефтедобывающих скважин с 1975 года шло, в основном, за счетмалодебитных механизированных скважин, часть которых ранее эксплуатировать было нерентабельно. Тонна нефти, добытая из малодебитных скважин - это тонна, которая улучшает платежный баланс страны -, считает Национальная ассоциация по малодебитным скважинам США. В нефтепромысловой практике США распространены два варианта эксплуатации малодебитных скважин: первый - периодическая откачка; второй - откачка с использованием полых штанг. Первый вариант применяется в том случае, когда установленное на скважине самой низкой производительности оборудование имеет запас по отношению к добывным возможностям скважины.

Конструирование и выпуск новых приборов и средств контроля за разработкой систематически отстают от темпов внедрения новых методов разработки. Недостатки в контроле за разработкой объясняются тем, что основные приборы были созданы для фонтанных скважин, а наибольший объем работ приходится вести вмеханизированных скважинах. Для этой основной категории скважин, особенно с ЭЦН, средства контроля весьма ограничены.

Принято определение величины пластового давления производить глубинным манометром или пересчетом по глубине статического уровня в скважине. Если при измерении величины пластового давления глубинным манометром со спуском прибора до перфорированного пласта в фонтанных и пьезометрических скважинах особых технических и методических проблем нет, то определение величины пластового давления вмеханизированных скважинах сопряжено со сложностями, связанными со спуском манометра до интервалов перфорации.

10.Технологические процессы сбора и подготовки нефти на промыслах

В настоящее время известны следующие системы промыслового сбора: самотечная двухтрубная, высоконапорная однотрубная и напорная.

При самотечной двухтрубной системе сбора (Рис.14) продукция скважин сначала разделяется при давлении 0.6 МПа. Выделяющийся при этом газ под собственным давлением транспортируется до компрессорной станции или сразу на газоперерабатывающий завод (ГПЗ), если он расположен поблизости. Жидкая фаза направляется на вторую ступень сепарации. Выделившийся здесь газ используется на собственные нужды. Нефть с водой самотеком (за счет разности нивелирных высот) поступает в резервуары участкового сборного пункта, откуда подается насосом в резервуары центрального сборного пункта (ЦСП).

Рисунок 14. Принципиальная схема самотечной двухтрубной системы сбора

1 — скважины; 2 — сепаратор 1-й ступени; 3 — регулятор давления типа "до себя"; 4 — газопровод; 5 — сепаратор 2-й ступени; 6 — резервуары; 7 — насос; 8 — нефтепровод; УСП — участковый сборный пункт; ЦСП — центральный сборный пункт.

За счет самотечного движения жидкости уменьшаются затраты электроэнергии на ее транспортировку. Однако данная система сбора имеет ряд существенных недостатков:

1) при увеличении дебита скважин или вязкости жидкости (за счет увеличения обводненности, например) система, требует реконструкции;

 

2) для предотвращения образования газовых скоплений в трубопроводах требуется глубокая дегазация нефти;

3) из-за низких скоростей движения возможно запарафинивание трубопроводов, приводящее к снижению их пропускной способности;

4) из-за негерметичности резервуаров и трудностей с использованием газов 2-й ступени сепарации потери углеводородов при данной системе сбора достигают 2... 3 % от общей добычи нефти.

По этим причинам самотечная двухтрубная система сбора и настоящее время существует только на старых промыслах.

Высоконапорная однотрубная система сбора (Рис.15) предложена в Грозненском нефтяном институте. Ее отличительной особенностью является совместный транспорт продукции скважин на расстояние в несколько десятков километров за счет высоких (до 6... 7 МПа) устьевых давлений.

Применение высоконапорной однотрубной системы позволяет отказаться от сооружения участковых сборных пунктов и перенести операции по сепарации нефти на центральные сборные пункты. Благодаря этому достигается максимальная концентрация технологического оборудования, укрупнение и централизация сборных пунктов, сокращается металлоемкость нефтегазосборной сети, исключается необходимость строительства насосных и компрессорных станций на территории промысла, обеспечивается возможность утилизации попутного нефтяного газа с самого начала разработки месторождений.

Рисунок 15 Принципиальная схема высоконапорной однотрубной системы сбора

1 — скважины; 2 — нефтегазопровод; 3 — сепаратор 1-й ступени; 4 — сепаратор 2-й ступени; 5 — регулятор давления; 6 — резервуары

Недостатком системы является то, что из-за высокого содержания газа в смеси (до 90 % по объему) в нефтегазосборном трубопроводе имеют место значительные пульсации давления и массового расхода жидкости и газа. Это нарушает устойчивость трубопроводов, вызывает их разрушение из-за большого числа циклов нагружения и разгрузки металла труб, отрицательно влияет на работу сепараторов и контрольно-измерительной аппаратуры.

Высоконапорная однотрубная система сбора может быть применена только на месторождениях с высокими пластовыми давлениями.

Напорная система сбора (Рис.16), разработанная институтом Гипровостокнефть, предусматривает однотрубный транспорт нефти и газа на участковые сепарационные установки, расположенные на расстоянии до 7 км от скважин, и транспорт газонасыщенных нефтей в однофазном состоянии до ЦСП на расстояние 100 км и более. Продукция скважин подается сначала на площадку дожимной насосной станции (ДНС), где при давлении 0.6... 0.8 МПа в сепараторах 1-й ступени происходит отделение части газа, транспортируемого затем на ГПЗ бескомпрессорным способом.

Рисунок 16. Принципиальная схема напорной системы сбора

1 — скважины; 2 — сепаратор 1-й ступени; 3 — регулятор давления типа "до себя"; 4 — газопровод; 5 — насосы; 6 — нефтепровод, 7 — сепаратор 2-й ступени; 8 — резервуар; ДНС — дожимная насосная станция

Затем нефть с оставшимся растворенным газом центробежными насосами перекачивается на площадку центрального пункта сбора, где в сепараторах 2-й ступени происходит окончательное отделение газа. Выделившийся здесь газ после подготовки компрессорами подается на ГПЗ, а дегазированная нефть самотеком (высота установки сепараторов 2-й ступени 10... 12 м) в сырьевые резервуары.

Применение напорной системы сбора позволяет:

-сконцентрировать на ЦСП оборудование по подготовке нефти, газа и воды для группы промыслов, расположенных в радиусе 100 км;

-применять для этих целей более высокопроизводительное оборудование, уменьшив металлозатраты, капитальные вложения и эксплуатационные расходы;

-снизить капиталовложения и металлоемкость системы сбора, благодаря отказу от строительства на территории промысла компрессорных станций и газопроводов для транспортировки нефтяного газа низкого давления;

-увеличить пропускную способность нефтепроводов и уменьшить затраты мощности на перекачку вследствие уменьшения вязкости нефти, содержащей растворенный газ.

Недостатком напорной системы сбора являются большие эксплуатационные расходы на совместное транспортирование нефти и воды с месторождений до ЦСП и, соответственно, большой расход энергии и труб на сооружение системы обратного транспортирования очищенной пластовой воды до месторождений для использования ее в системе поддержания пластового давления.

В настоящее время в развитых нефтедобывающих регионах применяют системы сбора, лишенные указанных недостатков.

Система, изображенная на рисунке 17а, отличается от традиционной напорной тем, что еще перед сепаратором первой ступени в поток вводят реагент деэмульгатор, разрушающий водонефтяную эмульсию. Это позволяет отделить основное количество воды от продукции скважин на ДНС. На центральном же сборном пункте установка комплексной подготовки нефти расположена перед сепаратором второй ступени. Это связано с тем, что нефть, содержащая растворенный газ, имеет меньшую вязкость, что обеспечивает более полное отделение воды от нее.

Особенностью схемы, изображенной на рисунке 17б, является то, что, установка комплексной подготовки нефти перенесена ближе к скважинам. ДНС, на которой размещается УКПН, называется комплексным сборным пунктом. Последняя схема применяется при большом числе скважин, подключенных к КСП.

 

 

Рисунок 17. Принципиальные схемы современных систем сбора:

а) — с подготовкой нефти в газонасыщенном состоянии на ЦСП;

б) — с подготовкой нефти в газонасыщенном состоянии на КСП;

11. Система ППД. Требования к качеству воды. Способы подготовки вод, используемых для закачки в пласт

Система подготовки и закачки воды в продуктивные пласты. При разработке нефтяных и газовых месторождений значительные объемы воды расходуются на поддержание пластового давления, что позволяет продлить период фонтанирования скважин и значительно увеличить коэффициенты нефтегазоотдачи. Ориентировочный расход воды для добычи одной тонны нефти составляет в среднем: 1,5...2 м - при площадном заводнении и 2...2,5 м - при законтурном заводнении.

Для поддержания пластового давления в залежь можно нагнетать, как природные (пресные или слабоминерализованные), так и сточные (дренажные) воды, состоящие в основном, из пластовых (-85 %), пресных (~ 10 %) и ливневых (~ 5 %) вод.

Подготовка вод, закачиваемых в пласт, предусматривает:

1) осветление мутных вод коагулированием; 2) декарбонизацию; 3) обезжелезивание; 4) ингибирование.

Осветление мутных вод коагулированием осуществляется с целью удаления очень мелких взвешенных частиц, которые практически не осаждаются под действием силы тяжести.

Декарбонизация выполняется с целью удаления из воды бикарбонатов кальция и магния.

Обезжелезиванием называется удаление солей железа из воды с целью предотвращения загрязнения фильтрующих поверхностей скважин железистыми осадками.

Ингибированием называется обработка воды ингибиторами - веществами, замедляющими процесс коррозии. По направленности действия различают ингибиторы сероводородной, кислородной и углекислотной коррозии.

Классические требования, предъявляемые к нагнетаемой в продуктивный пласт воде сформулированы следующим образом:

 

· невысокое содержание механических примесей;

· незначительное содержание эмульгированной нефти;

· коррозионная инертность по отношению к напорным и распределительным трубопроводам, насосам, скважинному оборудованию нагнетательных скважин;

· отсутствие в воде сероводорода, диоксида углерода, водорослей, микроорганизмов инициирующих интенсивное развитие коррозии оборудования и существенное снижение приемистости нагнетательных скважин.

Подрусловый способ подготовки осуществляется по двум схемам – с вакуумным и с насосным отбором. При вакуумном или сифонном водоотборе (рис.18) в непосредственной близости от водоема сооружается подрусловая скважина, в которую через грунтовую подушку фильтруется вода наземного источника. В состав установки по подготовке и транспортировке входять следующие элементы: вакуумный коллектор; вакуумный резервуар; насосная станция первого подъема; нагнетательные трубопроводы и магистральный водовод. Подрусловые скважины глубиной до 20 м сооружаются на удалении 70 – 90 м от берега водоема в 150 – 200 м друг от друга. Эксплуатационные колонны делают из труб диаметром 300 мм, водоподъемные – 200 мм; устье оборудуется бетонным кольцом диаметром 1,5 м и герметичным люком.

Насосная станция первого подъема оснащается вакуум-насосами для обеспечения сифонного водоотбора из подрусловых скважин и насосами - для подачи воды в систему ППД и магистральный водовод. На насосных станциях первого подъема, как правило, используют центробежные насосы, которые подбираются в зависимости от объема закачки. Очистка воды при этой схеме осуществляется в основном при фильтрации через подрусловую песчаную подушку. Доочистка может осуществляться на площадке кустовых насосных станций, перед подачей на прием насосов высокого давления. Схема достаточно эффективна при высоком уровне подрусловых вод.

Рис. 18 Схема сифонного водозабора

1 – песчаная подушка; 2 – подрусловая скважина; 3 – групповой сифонный коллектор; 4 – ваккум-котел; 5, 12 – насосы; 6, 14 – насосные станции; 7, 8, 9, 13 – водоводы; 10 – резервуар; 11 – приемный трубопровод.

Схема подготовки подрусловых вод с насосным отбором используется при их низком стоянии (ниже 8 м). В этом случае, каждая подрусловая скважина оснащается центробежным насосом с вынесенным на поверхность электроприводом. Эти насосы создают систему первого подъема. По выкидным линиям и сборным водоводам вода подается на станцию второго подъема, которая помимо насосов включает в свой состав железобетонный подземный резервуар. Насосы второго подъема по нагнетательному трубопроводу перекачивают воду в магистральный (кольцевой или линейный) трубопровод и далее на кустовые насосные станции системы ППД нефтяного месторождения.

12. Меры безопасности при обслуживании и ремонте механизированных скважин

Основными условиями бесперебойной и безаварийной работы станков-качалок являются систематический уход и надзор за ними, своевременный ремонт или замена износившихся деталей и узлов.

Агрегат предназначен для механизации основных работ по обслуживанию, текущему и среднему ремонту станков-качалок на нефтегазодобывающих предприятиях.

Обслуживание и ремонт машин, оборудования и механизмов, связанных с добычей нефти и газа, в том числе: а) при спуско-подъемных операциях б) на электроустановках' и линиях электропередач в) при прочих работах

Приспособления и устройства по обеспечению безопасных условий труда при ремонте штанговых глубинных насосов.

Ремонт глубинных штанговых насосов, как правило, ведут в мастерских нефтегазодобывающих управлений.

В мастерских по ремонту насосов моют и очищают детали насоса (втулки, переводники, клапанные узлы и др.

Применение их устраняет необходимость в громоздком наземном оборудовании с движущимися частями и колонной штанг, что ликвидирует несчастные случаи, связанные с обслуживанием и ремонтом наземного оборудования, свинчиванием и развинчиванием насосных штанг, а также авариями при их обрыве.

Чтобы обеспечить безопасное ведение работ по обслуживанию арматуры и при подземном ремонте скважин, наиболее целесообразно расположить арматуру таким образом, чтобы вы-киды и воздушные линии были направлены в противоположные друг от друга стороны перпендикулярно к оси мостков.

При ремонте двухрядных скважин необходимо соблюдать некоторые дополнительные условия.

 

При эксплуатации очистных сооружений не исключена возможность отравления, при газоопасных работах (очистке объектов, где хранятся нефтесодержащие сточные воды, ремонте оборудования, при котором могут выделяться взрывоопасные или токсичные газы, пары), работах в канализационных колодцах и др.

ремонт коммуникаций во время закачки раствора кислоты в скважину.

При необходимости ремонта коммуникаций следует прекратить закачку кислоты, снизить давление до атмосферного, а коммуникацию промыть водой.

При ремонте скважин с концентрацией газа, превышающей предельно допустимые санитарные нормы, необходимо применять ветродуйные установки, устройство для отсасывания и отвода затрубного газа (передвижной агрегат ВГ-1М), индивидуальные средства защиты (например, дыхательный аппарат АСВ-2М, см.

Во избежании отравления сероводородом работники бригад по добыче нефти, текущему и капитальному ремонту скважин должны иметь при себе во время работы противогазы, закрепленные за каждым работником, и индикаторы на сероводород.

Исправность действия предохранительного клапана проверяют при давлении свыше 6 МПа — не реже, чем через 1000 ч работы установки и, кроме того, при ее остановке на плановый ремонт, включении установки в работу после ремонта предохранительного клапана и установки нового неотрегулированного на стенде.

 

Список литературы

 

1. Коршак А. А., Шаммазов А. М. Основы нефтегазового дела,Уфа.2000г.

2. Вакула Я.В. Основы нефтегазопромыслового дела. Альметьевск, 2009 г.

3. Щуров В.И. Техника и технология добычи нефти, М., Недра, 1983г.

4. Тронов В.П. Новые технологические процессы в добыче нефти. Казань, 1998 г.