Повышение эффективности применения растворителей-теплоносителей для удаления АСПО-Курсовая работа-Дипломная работа-Специальность-Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений РЭНГМ-Нефтегазовое дело-Эксплуатация и обслуживание объектов нефтег

Повышение эффективности применения растворителей-теплоносителей для удаления АСПО-Курсовая работа-Дипломная работа-Специальность-Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений РЭНГМ-Нефтегазовое дело-Эксплуатация и обслуживание объектов нефтегазодобычи
ВВЕДЕНИЕ

Если рассмотреть весь комплекс задач, стоящих перед нефтедобываю-щей отраслью, то на ближайший период будут действовать противоречивые тенденции, связанные с проблемами экономического регулирования нефте-добывающей отрасли, научно-методическими, технологическими и техниче-скими проблемами разработки оставшихся, трудно извлекаемых, запасов.
В настоящее время экономическое регулирование нефтедобывающей отрасли России осуществляется, с одной стороны, на положениях нового за-конодательства переходного периода к рыночным отношениям, с другой стороны, на основе представлений о ресурсной базе, сформированных в пе-риод плановой экономики.
С течением времени несоответствие нормативов ресурсной базы и дей-ствующего законодательства о пользовании недрами и по налогообложению приводит к неправильным оценкам развития производительных сил в реги-оне, прогнозу добычи нефти, уровню цен на продукцию, поступлению средств в федеральный и местный бюджеты. Противоречия между старыми, реализованными в системах разработки принципами, и новыми экономиче-скими отношениями приводят к неоправданному отключению скважин, отка-зу от необходимого усиления систем разработки, свертыванию производ-ства. Остановка скважин, по которым из-за фиктивной убыточности добычи не достигнуты проектные показатели полноты извлечения запасов, ведет к нарушению системы и технологии разработки.
В настоящее время нефтяная промышленность является одной из при-оритетных отраслей. Нефть используется как основное сырье для химической промышленности, а нефтедоллары от продажи сырой нефти за границу со-ставляют значительную долю госбюджета. Поэтому проблемы, связанные с добычей нефти, на данный момент очень актуальны.
Одной из важнейших проблем является борьба с асфальто-смолистыми и парафиновыми отложениями на месторождениях, добывающих так называ-емую «тяжелую» нефть, то есть содержащую тяжелые углеводородные фракции.
С целью сокращения расходов на проведение обработки скважин рас-творителем, перехода от количества к качеству, необходим поиск комбини-рованных методов удаления АСПО в соответствии с существующими техно-логическими режимами работы скважин, свойствами и составом высокомо-лекулярных отложений АСПО в насосно-компрессорных трубах (НКТ). В настоящее время широко используют тепловые методы удаления АСПО с применением: горячей нефти или воды, в качестве теплоносителя; перегрето-го пара; реагентов, при взаимодействии с которыми протекают экзотермиче-ские реакции; растворителей.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Реализация проекта разработки месторождения

Харьягинское нефтяное месторождение расположено в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции на территории Ненецкого автоном-ного округа, в 60-ти км от Северного полярного круга в области многолет-немерзлых грунтов. Общие запасы нефти оцениваются в 160,4 млн тонн, в контрактной зоне – 97 млн тонн. СРП по проекту было подписано 20 декаб-ря 1995 года и вступило в силу 1 января 1999 года. Срок действия соглаше-ния - 33 года. Состав участников СРП: оператор – Total– 40%, Statoil– 30%, Зарубежнефть – 20%, Ненецкая нефтяная компания – 10%.
Администрация Ненецкого автономного округа, являясь участником проекта Харьягинское СРП, осуществляет деятельность в сфере государ-ственного управления и контроля за реализацией соглашения. Полномочия по рассмотрению материалов СРП исполняет управление природных ресур-сов и экологии НАО.Харьягинское СРП - это один из трех действующих в России проектов, реализуемых на основе соглашения о разделе продукции. Данное соглашение вступило в силу в январе 1999 года. Его сторонами яв-ляются государство в лице Министерства энергетики РФ, а также Админи-страции НАО, и инвесторы. На сегодняшний день это зарубежные компании «Тоталь Разведка Разработка Россия» (40%) и «Статойл» (30%), российские – «Зарубежнефть» (20%) и «Ненецкая нефтяная компания» (10%).«Зарубежнефть» вошла в проект в 2009 году в соответствии с догово-ром о переуступке зарубежной доли в СРП. Эффективная реализация проек-та имеет исключительное значение для региона, поскольку доходы от СРП составляют значительную долю доходной части окружного бюджета. Так, в 2013 году при плановом доходе в размере 5 миллиардов 420 миллионов500 тысяч рублей, округ получил в окружную казнупочти на полмиллиарда рублей больше или 5 миллиардов 871 миллион900 тысяч рублей. В 2014 го-ду по состоянию на июнь в окружной бюджет от реализации Харьягинского СРП уже поступило более половины суммы плановых показателей – 3 мил-лиарда 208 миллионов рублей.
26 июня в Москве состоялось очередное заседание обновленного объ-единенного комитета Харьягинского СРП, в котором приняли участие пред-ставители профильных Министерств РФ, компании – соинвесторы проекта, официальный представитель государства от Ненецкого автономного округа врио губернатора Игорь Кошин. Участники заседания обсудили результаты и основные показатели реализации проекта Харьягинское СРП в 2013 году, а также реализацию программы работ в 2014 году. Речь шла и об увеличении затрат инвесторов на реализацию проекта в текущем году. По этому вопросу стороны пока не достигли определенности, консультации будут продолжены.

2.2 Причины и условия асфальтосмолопарафиновых отложений

При добыче нефти одной из проблем, вызывающих осложнения в ра-боте скважин, нефтепромыслового оборудования и трубопроводных комму-никаций, являются АСПО (рис.2.1). Накопление АСПО в проточной части нефтепромыслового оборудования и на внутренней поверхности труб при-водит к снижению производительности системы, уменьшению межремонтно-го периода (МРП) работы скважин и эффективности работы насосных уста-новок. Классификация АСПО представлена в таблице 2.1.



Рис. 2.1. Асфальтосмолопарафиновые отложения в НКТ

Известны две стадии образования и роста АСПО. Первой стадией яв-ляется зарождение центров кристаллизации и рост кристаллов парафина непосредственно на контактирующей с нефтью поверхности. На второй ста-дии происходит осаждение на покрытую парафином поверхность более крупных кристаллов.
На образование АСПО оказывают существенное влияние:
• снижение давления на забое скважины и связанное с этим нару-шение гидродинамического равновесия газожидкостной системы;
• интенсивное газовыделение;
• уменьшение температуры в пласте и стволе скважины;
• изменение скорости движения газожидкостной смеси и отдельных ее компонентов;
• состав углеводородов в каждой фазе смеси;
• соотношение объема фаз;
• состояние поверхности труб.
Интенсивность образования АСПО зависит от преобладания одного или нескольких факторов, которые могут изменяться по времени и глубине, поэтому количество и характер отложений не являются постоянными.
Влияние давления на забое и в стволе скважины
В случае, когда забойное давление меньше давления насыщения нефти газом, равновесное состояние системы нарушается, вследствие чего увеличи-вается объем газовой фазы, а жидкая фаза становится нестабильной. Это приводит к выделению из нее парафинов. Равновесное состояние нарушается в пласте, и выпадение парафина возможно как в пласте, так и в скважине, начиная от забоя.
Таблица 2.1
Классификация АСПО
Группа АСПО Подгруппа АСПО Отношение содержа-ния парафинов (П) к сумме смол (С) и ас-фальтенов (А),
П/(С+А) Содержание
механических
примесей, %
Асфальтеновый (А) А1
А2
А3  0,9
0,9
0,9
0,2
0,2-0,5
0,5

Смешанный (С) С1
С2
С3 0,9-1,1
0,9-1,1
0,9-1,1  0,2
0,2-0,5
0,5

Парафиновый (П) П1
П2
П3  1,1
1,1
1,1
0,2
0,2-0,5
0,5


При насосном способе эксплуатации давление на приеме насоса может быть меньше, чем давление насыщения нефти газом. Это может привести к выпадению парафина в приемной части насоса и на стенках эксплуатацион-ной колонны. В колонне НКТ, выше насоса, можно выделить две зоны. Пер-вая - непосредственно над насосом: здесь давление резко возрастает и стано-вится больше давления насыщения. Вероятность отложения в этой зоне ми-нимальна. Вторая - зона снижения давления до давления насыщения и ниже, где начинается интенсивное выделение парафина.
В фонтанных скважинах при поддержании давления у башмака рав-ным давлению насыщения, выпадение парафина следует ожидать в колонне НКТ.
Как показывает практика, основными объектами, в которых наблюда-ется образование отложений парафина, являются скважинные насосы, НКТ, выкидные линии от скважин, резервуары промысловых сборных пунктов. Наиболее интенсивно парафин откладывается на внутренней поверхности подъемных труб скважин.
Промысловые исследования в условиях Харьягинского месторождения показали, что характер распределения парафиновых отложений в трубах различного диаметра примерно одинаков. Толщина отложений постепенно увеличивается от места начала их образования на глубине 500-900 м и до-стигает максимума на глубине 50-200 м от устья скважины, затем уменьшает-ся до толщины 1-2 мм в области устья
Нет единого мнения об образовании АСПО при высокой обводненно-сти продукции скважин.. АСПО образуются во многих скважинах с низкой обводненностью нефти, доля которых от общего количества скважин состав-ляет 32 %. Второе место по частоте образования АСПО занимают скважины, имеющие обводненность от 50 до 90 %. Характерной особенностью форми-рования АСПО в таких скважинах является их образование не только в НКТ, но и в насосном оборудовании (более 50 % ремонтов). АСПО в колонне НКТ образуются в основном в скважинах с высокой (от 60 до 80 %) обводненно-стью.
Влияние температуры в пласте и в стволе скважины
Нефть является сложной по химическому составу смесью компонентов, которые, в зависимости от строения и внешних условий, могут находиться в разных агрегатных состояниях. Снижение температуры вызывает изменение агрегатного состояния компонентов, приводящее к образованию центров кристаллизации и росту кристаллов парафина. Характер распределения тем-пературы по стволу скважины существенно влияет на парафинообразование и зависит от:
- интенсивности передачи теплоты от движущейся по стволу скважины жидкости окружающим породам. Теплопередача зависит от градиента тем-ператур жидкости и окружающих скважину пород и теплопроводности кольцевого пространства между подъемными трубами и эксплуатационной колонной;
- расширения газожидкостной смеси и ее охлаждения, вызванного ра-ботой газа по подъему жидкости.
Влияние газовыделения
Лабораторные исследования показали, что на интенсивность образова-ния парафиноотложений оказывает влияние процесс выделения и поведения газовых пузырьков в потоке смеси. Известно, что газовые пузырьки облада-ют способностью флотировать взвешенные частицы парафина. При контакте пузырька с поверхностью трубы частицы парафина соприкасаются со стен-кой и откладываются на ней. В дальнейшем процесс отложения парафина нарастает вследствие его гидрофобности. На стенке трубы образуется слой из кристаллов парафина и пузырьков газа. Чем менее газонасыщен этот слой, тем большую плотность он имеет. Поэтому более плотные отложения обра-зуются в нижней части подъемных труб, где пузырьки газа малы и обладают большей силой прилипания к кристаллам парафина и стенкам трубы.
Влияние скорости движения газожидкостной смеси
Интенсивность образования АСПО во многом зависит от скорости те-чения жидкости. При ламинарном характере течения, то есть низких скоро-стях потока, формирование АСПО происходит достаточно медленно. С ро-стом скорости (при турбулизации потока) интенсивность отложений вначале возрастает. Дальнейший рост скорости движения газожидкостной смеси ве-дет к уменьшению интенсивности отложения АСПО: большая скорость дви-жения смеси позволяет удерживать кристаллы парафина во взвешенном со-стоянии и выносить их из скважины. Кроме того, движущийся поток срывает часть отложений со стенок труб, чем объясняется резкое уменьшение отло-жений в интервале 0-50 м от устья скважины. При больших скоростях дви-жения поток смеси охлаждается медленнее, чем при малых, что также замед-ляет процесс образования АСПО.
Влияние шероховатости стенок труб
Состояние поверхности труб влияет на образование отложений. Мик-ронеровности являются очагами вихреобразования, разрыва слоя, замедли-телями скорости движения жидкости у стенки трубы. Это служит причиной образования центров кристаллизации отложений, прилипания кристаллов парафина к поверхности труб, блокирования их движения между выступами и впадинами поверхности. В случае, когда значение шероховатости поверх-ности труб соизмеримо с размером кристаллов парафина, либо меньше его, процесс образования отложений затруднен.
Влияние электризации
Процесс образования АСПО носит адсорбционный характер. Адсорб-ционные процессы сопровождаются возникновением двойного электрическо-го слоя на поверхности контакта парафина с газонефтяным потоком. При механическом нарушении равновесного состояния данного слоя на поверх-ности трубы или слоя парафина появляются некомпенсированные заряды статического электричества, то есть происходит электризация как поверхно-сти трубы, так и поверхности кристаллов парафина, что усиливает адгезию парафина к металлу.

5.2 Выводы и предложения

Экономическая эффективность внедрения мероприятий научно – тех-нического прогресса определяется как превышение стоимости оценки ре-зультатов над затратами по внедрению данного мероприятия.
В результате применения растворителей – теплоносителей для удале-ния АСПО произошло увеличение дебита скважины на 9,3 тонны. Рост деби-та скважины привел к повышению объема добычи нефти на 2786 тонну. Увеличение объема добычи нефти привело к экономии себестоимости одной тонны нефти на 1750,2 руб.
Экономия затрат на добычу нефти позволила получить условно – го-довую экономию от внедрения мероприятия в сумме 9,9 млн. руб. Фактиче-ская сумма прибыли составила 20,7 млн. руб. и превысила сумму прибыли, получаемую до внедрения мероприятия на 15,2 млн. руб.
Удельная прибыль характеризует сумму дохода, приходящуюся на одну тонну нефти и в результате внедрения мероприятия она выросла на 1750,20 руб.
На основании вышеизложенного, можно сделать вывод о экономиче-ской целесообразности применения растворителей - теплоносителей для борьбы с АСПО.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Руководствуясь вышеперечисленным можно сделать следующие выво-ды.
Характерной особенностью нефтей Харьягинского месторождения яв-ляется высокое содержание парафина. К специфическим свойствам относится проявление ими при определенных термобарических условиях структурно-механических свойств, отличных от свойств ньютоновских жидкостей. Иссле-дования структурно-механических свойств нефтей проводились в Печорни-пинефти и ВНИИ. Сопоставление полученных результатов по максимальным температурам, при которых нефти начинают проявлять свойства, отличные от ньютоновских жидкостей, с результатами изучения температуры насыще-ния нефти парафином и температуры застывания нефтей показывает доста-точно хорошее соответствие этих величин. Температура начала проявления механических свойств несколько ниже температуры насыщения нефти пара-финами, которые в свою очередь несколько выше температуры застывания нефти. При сравнительно высоких температурах (25-40 оС) нефти Харьягин-ского месторождения начинают проявлять структурно-механические свой-ства, ниже этих температур эффективная вязкость нефтей резко возрастает вплоть до потери текучести.
При добыче нефти одной из проблем, вызывающих осложнения в ра-боте скважин, нефтепромыслового оборудования и трубопроводных комму-никаций, являются асфальтосмолистые и парафиновые отложения (АСПО). Накопление АСПО в проточной части нефтепромыслового оборудования и на внутренней поверхности труб приводит к снижению производительности системы, уменьшению межремонтного периода (МРП) работы скважин и эф-фективности работы насосных установок.
На образование АСПО оказывают существенное влияние:
• снижение давления на забое скважины и связанное с этим нару-шение гидродинамического равновесия газожидкостной системы;
• интенсивное газовыделение;
• уменьшение температуры в пласте и стволе скважины;
• изменение скорости движения газожидкостной смеси и отдельных ее компонентов;
• состав углеводородов в каждой фазе смеси;
• соотношение объема фаз;
• состояние поверхности труб.
Интенсивность образования АСПО зависит от преобладания одного или нескольких факторов, которые могут изменяться по времени и глубине, поэтому количество и характер отложений не являются постоянными.
Борьба с АСПО предусматривает проведение работ по предупрежде-нию образования отложений и их удалению.