Отчет по практике: Эксплуатация нефтяных и газовых скважин

При движении плунжера 12 вниз всасывающий клапан 13 под давлением жидкости, находящейся под плунжером, закрывается, а нагнетательный клапан 10 открывается и жидкость из цилиндра переходит в пространство над плунжером.

Рисунок 9 - Схема установки штангового скважинного насоса

.3.2 Эксплуатация скважин погружными электроцентробежными насосами

На заключительной стадии эксплуатации вместе с нефтью из скважин поступает большое количество пластовой воды, применение штанговых насосов становится малоэффективным. Этих недостатков лишены установки погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН).

Рисунок 10 - Общая схема оборудования скважины установкой погружного центробежного насоса: 1 - электродвигатель ПЭД; 2 - звено гидрозащиты или протектор; 3 - приемная сетку насоса для забора жидкости; 4 - многоступенчатый центробежный насос ПЦЭН; 5 - НКТ; 6 - бронированный трехжильный электрокабель; 7 - пояски для крепления кабеля к НКТ; 8 - устьевая арматура; 9 - барабан для намотки кабеля при спуско-подъемных работах и хранения некоторого запаса кабеля; 10 - трансформатор или автотрансформатор; 11 - станция управления с автоматикой; 12 - компенсатор.

.3.3 Эксплуатация скважин винтовыми насосами

Винтовой насос - это насос объемного действия, подача которого прямопропорциональна частоте вращения специального винта (или винтов).

При вращении винт и его обойма образуют по всей длине ряд замкнутых полостей, которые передвигаются от приема насоса к его выкиду. Вместе с ними перемещается и откачиваемая жидкость.

Рабочими органами винтового насоса являются однозаходные стальные винты и резинометаллические обоймы, внутренняя полость которых представляет собой двухзаходную винтовую поверхность с шагом, в 2 раза большим шага винта.

Прием жидкости из скважины ведется через фильтровые сетки.

Нагнетаемая жидкость поступает в полость между винтами и за обоймой проходит в подъемные трубы.

Винт, вращаясь в обойме, совершает сложное планетарное движение. За один оборот винта замкнутые полости, имеющие винтообразную форму, перемещаются с заключенной в них жидкостью на один шаг обоймы в осевом направлении в сторону нагнетания. При вращении винта непрерывно открываются и замыкаются полости, образуемые винтом и обоймой. При этом сумма заполненных жидкостью выходных площадей поперечного сечения винта с обоймой остается постоянной и поток жидкости всегда непрерывен и пропорционален частоте вращения винта. Жидкость перекачивается практически без пульсации, не создавая стойкой эмульсии из нефти с водой.

Характерная особенность винтовых насосов - значительное улучшение параметров с увеличением вязкости перекачиваемой жидкости. Поэтому наиболее эффективны эти насосы при добыче вязкой и высоковязкой нефти.

Одним из достоинств погружного винтового насоса является то, что он обеспечивает стабильные параметры при добыче нефти с высоким газовым фактором и даже попадание свободного газа на прием насоса не приводит к срыву подачи [3].

.3.4 Эксплуатация скважин гидропоршневыми насосными установками

Установки гидропоршневых насосов - блочные автоматизированные, предназначены для добычи нефти из 2-8 глубоких кустовых наклонно направленных скважин в заболоченных и труднодоступных районах.

Преимущество гидропоршневых насосов - возможность автоматизации и дистанционного управления спуско - подъемных работ при замене насоса.

Недостатки их связаны с необходимостью обустройства промысла громоздкой системой снабжения скважин рабочей жидкостью при тщательной ее очистке, которая требуется для успешной работы гидравлического двигателя. В качестве рабочей жидкости используется очищенная дегазированная нефть.

.4 Эксплуатация газовых скважин

Конструкция и оборудование газовых и газоконденсатных скважин имеют много общего с нефтяными скважинами, которые эксплуатируются фонтанным способом. В обоих случаях оборудование скважин состоит из колонны подъемных труб, спускаемых до фильтровой зоны, и устьевой фонтанной арматуры.

Вместе с тем имеются определенные отличия газовых и нефтяных скважин, обусловленные отличиями свойств нефти и газа.

)        Плотность и вязкость газа в сотни и тысячи раз меньше плотности и вязкости нефти.

)        Скорость движения газа в стволе скважины в 5 - 25 раз больше, чем скорость нефти. Давление на устье газовой скважины почти не отличается от забойного давления и является весьма высоким.

)        Добыча газа происходит только фонтанным способом.

)        Газ некоторых месторождений содержит в своем составе агрессивные компоненты (сероводород и углекислый газ).

Поэтому к конструкции газовых скважин и оборудованию предъявляются повышенные требования в части обеспечения герметичности и защите эксплуатационной колонны от коррозии.

Конструкция скважины в зависимости от состава газа, условий эксплуатации, значения ее как источника энергии может быть одноколонной, состоящей из кондуктора и фонтанных труб, или сложной [2].

6. Сбор и подготовка нефти и газа

Пластовая продукция, поступающая из эксплуатационных скважин, представляет собой многофазную смесь, включающую нефть, газ, пластовую воду, соли, смолы и механические примеси. Состав пластовой продукции неоднороден для объекта разработки, вследствие изменения состава пластовой продукции с течением времени.

Для получения товарной нефти вся продукция скважин проходит следующие технологические операции.

Сбор пластовой продукции. Сбор продукции предполагает выбор установок для замера дебита эксплуатационных скважин, их технических характеристик, места расположения к и количество прикрепленных к ним скважин.

Транспорт пластовой продукции. Транспортировка добытой пластовой продукции сопряжена с выбором трассы, расчетом трубопроводной системы, выбором технологического оборудования дожимных насосных станций (ДНС) и определением требуемых технических характеристик этого оборудования.

Подготовка нефти. Подготовка нефти включает ряд технологических процессов, направленных на отделение нефти от воды, газа, механических примесей и солей.

В систему сбора продукция скважин поступает в виде водонефтяной эмульсии, для разделения которой необходима подача специальных химреагентов - деэмульгаторов. Процесс разделения продукции может быть совмещен с транспортом, при этом деэмульгатор вводится в продукцию на групповых замерных установках (ГЗУ). В процессе движения происходит разделение эмульсии на нефть и воду, на ДНС вода и газ удаляются, а частично дегазированная и обезвоженная нефть транспортируется в пункт подготовки нефти и газа. Отделенная вода поступает по трубопроводам на пункт подготовки воды и далее в систему поддержания пластового давления (ППД), а попутный газ - в систему сбора и подготовки газа.

Доведение нефти до товарной кондиции осуществляется в цехе подготовки и перекачки нефти (ЦППН).

Основным способом подготовки нефти является термохимическое отстаивание, в процессе которого продукция нагревается до 70-90°С, в неё вводится деэмульгатор и она проходит несколько ступеней сепарации [6].

Рисунок 11 - Принципиальная схема сбора и подготовки нефти

Подготовка газа. Нефтяной газ содержит конденсат, насыщен тяжелыми углеводородами и парами воды. Наличие в газе жидкой фазы недопустимо при его сжатии в компрессорной машине. Поэтому вся жидкость должна быть отделена от газа перед его переработкой (использованием).

Для очистки газа используются гравитационные и циклонные сепараторы.

Более глубокая осушка газа достигается применением абсорбционных технологий.

Нефтяной (попутный) газ может быть использован в системе ППД при закачке его в пласт или направлен на газоперерабатывающий завод (ГПЗ) для углубленной переработки.

Высокий газовый фактор и наличие легких фракций в нефти (этан, пропан, бутан) обусловливает необходимость стабилизации нефти.

7. Методы повышения нефтеотдачи пластов

На протяжении последних десятилетий одной из актуальных проблем нефтяной промышленности является совершенствование методов контроля и регулирования разработки нефтяных месторождений, направленных на создание новых технологий "интеллектуального месторождения".

Повышение нефтеотдачи и ускорение темпов разработки нефтяных залежей во многом определяется качественной и бесперебойной работой добывающих скважин, которые в свою очередь определяются соотношением призабойной зоной пласта. Эта область пласта наиболее подвержена различным физико-химическим и термодинамическим изменениям.

Главное требование к выбору способа воздействия на пласт заключается в обеспечении рентабельного уровня продуктивности скважины при минимизации затрат времени, трудовых и материальных ресурсов. Поэтому способ воздействия необходимо выбирать на основе тщательного анализа горно-геологических условий испытания скважины и его результатов.

Выделяют несколько групп методов повышения нефтеотдачи пласта:

)        гидродинамические методы;

)        физико-химические методы;

)        тепловые, микробиологические и другие методы.

К первой группе относятся методы, которые осуществляются через изменение режимов эксплуатации скважин и, как следствие, через изменение режимов работы пласта [14].

Эти методы объединяются общим понятием "нестационарное заводнение" и включают в себя: циклическое заводнение; изменение направления фильтрационных потоков. Они сравнительно просты в реализации, не требуют больших экономических затрат и получили широкое развитие.

Методы основаны на периодическом изменении режима работы залежи путем прекращения и возобновления закачки воды и отбора, за счет чего более полно используются капиллярные и гидродинамические силы.

Это способствует внедрению воды в зоны пласта, ранее не охваченные воздействием.

Форсированный отбор жидкости применяется на поздней стадии разработки, когда обводненность достигает более 75%. При этом нефтеотдача возрастает вследствие увеличения градиента давления и скорости фильтрации. При этом методе вовлекаются в разработку участки пласта, не охваченные заводнением, а также отрыв пленочной нефти с поверхности породы.

Суть барьерного заводнения состоит в том, что нагнетательные скважины располагают в зоне газонефтяного контакта. Закачку воды и отборы газа и нефти регулируют таким образом, чтобы исключить взаимные перетоки нефти в газовую часть залежи, а газа - в нефтяную часть.

Очаговое заводнение - это дополнение к уже осуществленной системе законтурного заводнения или внутриконтурного. При этом группы нагнетательных скважин размещаются на участках пласта, отстающих по интенсивности использования запасов нефти.

Использование физико-химических методов повышения нефтеотдачи пластов - одно из наиболее перспективных направлений в процессах разработки нефтяных месторождений.

Одним из методов воздействия на продуктивные пласты, особенно низкопроницаемые, является гидравлический разрыв пласта (ГРП). Он оказывает воздействие не только на призабойную зону пласта, но и способствует повышению нефтеотдачи. При ГРП создается система глубокопроникающих трещин, в результате чего значительно увеличивается дренируемая скважиной зона и повышается производительность скважин. Продолжительность эффекта от ГРП достигает 3-5 лет, коэффициент успешности - 85%.

Ведущее место в физико-химических методах воздействия на пласт занимает полимерное заводнение. Получение композиций полимеров в сочетании с различными реагентами существенно расширяет диапазон применения полимеров.

Основное назначение полимеров в процессах увеличения нефтеотдачи пластов - выравнивание неоднородности продуктивных пластов и повышение охвата при заводнении.

Одним из эффективных методов физико-химического воздействия на пласт является щелочное заводнение. Метод основан на снижении поверхностного натяжения на границе нефти с раствором щелочи. При этом образуются стойкие водонефтяные эмульсии с высокой вязкостью, способные выравнивать подвижность вытесняемого и вытесняющего агентов. Щелочное заводнение эффективно для нефти высокой вязкости и неоднородных пластов.

На завершающих стадиях разработки большое значение имеет ограничение притоков пластовой и закачиваемой воды. Для этой цели применяются различные методы ремонтно-изоляционных работ, в результате которых не только уменьшается обводненность продукции, но и повышается охват пласта процессом выработки запасов. Наиболее часто применяется изоляция цементом обводненных пропластков или ликвидация заколонной циркуляции.

На современном этапе задачу повышения нефтеотдачи пластов экологически чистыми технологиями может решить метод микробиологического воздействия на пласт. В отличие от химических реагентов, теряющих активность в результате разбавления их пластовыми водами, микроорганизмы способны к саморазвитию, т.е. размножению и усилению биохимической активности в зависимости от физико-химических условий среды.

Одними из приоритетных методов повышения нефтеотдачи пластов, наиболее подготовленными технологически и технически, являются тепловые, когда в продуктивный пласт вводится тепло. При этом вязкость нефти снижается, а нефтеотдача увеличивается. Среди тепловых методов воздействия на нефтяные пласты выделяют два направления: закачка в пласты пара и нагретой воды; внутрипластовое горение. Тепловые методы целесообразно применять в пластах с вязкостью нефти более 50 мПа-с [8].

Заключение

Сегодня нефтегазовая промышленность имеет ключевое значение. Это основная отрасль, поставляющая различные виды топлива для транспортных средств, машин и механизмов, печей и котельного оборудования. Кроме того, нефтяное и газовое сырье является основным сырьем для предприятий нефтехимического и химического комплекса.

Перспективы развития нефтегазового комплекса связаны с огромными потенциальными ресурсами нефти и газа, которые залегают в недрах и еще не разведаны. К ним относятся большие площади перспективных земель, как в пределах суши, так и на акваториях, где имеются предпосылки для обнаружения значительных скоплений нефти и газа.

Крупнейшие из таких земель это Урало-Поволжье, Тимано-Печора, Западная Сибирь, Предкавказье, Прикаспий, Восточная Сибирь, Дальний Восток (Сахалин).

Перспективы нефтегазоностности связаны также с неизученными частями Восточной Сибири и Дальнего Востока, где возможные продуктивные горизонты могут быть в палеозойских и мезозойских отложениях.

Новые открытия могут быть сделаны в арктических акваториях России, на шельфе Баренцева и Карского морей.

Одно из самых ценных ископаемых и товаров в сегодняшнем мире - нефть. Нефтяная промышленность - это крупный народнохозяйственный комплекс, который живет и развивается по своим закономерностям. Нефть - наше национальное богатство, источник могущества страны, фундамент ее экономики.

Для России, как и для большинства стран - экспортеров, нефть - один из важнейших источников валютных поступлений.

С учетом того, что большинство стран в современном мире зависят от нефти, профессия нефтяника очень важна. Именно работники нефтегазовой отрасли добывают "черное золото" и "голубое топливо", обеспечивая основу стабильности экономики и социальной ситуации нашего региона.