Курсовая работа (т): Системы разработки месторождений и оборудования для хранения нефти и газа

Из рассмотренных в процессе проектирования нескольких вариантов разработки выбирается вариант, обеспечивающий наивысшую нефтеотдачу. Названные выше критерии хотя и правильно определяют ориентиры для выбора системы разработки, тем не менее, ни один из них не может быть принят за определяющий, так как они не учитывают потребность в добыче нефти. Поэтому, понятие рациональной системы разработки в окончательном виде формулируется так: рациональная система разработки должна обеспечить заданную добычу нефти при минимальных затратах и возможно больших коэффициентах нефтеотдачи.

Проектирование разработки заключается в подборе такого варианта, который бы отвечал требованиям рациональной системы разработки.

Приступая к проектированию разработки последовательно определяются исходные геолого-физические данные о нефтепродуктивном пласте и свойствах насыщающих его жидкостей и газов; выполняются гидродинамические расчеты по установлению технологических показателей разработки по нескольким вариантам, отличающимся по числу скважин, методу воздействия на продуктивные пласты, условиям эксплуатации скважин и т. д.; рассчитывается экономическая эффективность вариантов разработки; анализируются экономические и технологические показатели разработки и выбирается вариант рациональной системы разработки.

Внедрение рациональной системы разработки позволяет добиться высоких технико-экономических показателей при разработке месторождений.

Поскольку разработка месторождения начинается с отбора нефти из первых разведочных скважин, то можно отметить, что система разработки динамична и должна непрерывно совершенствоваться во времени.

4. Резервуары для хранения нефти

Добываемая нефть - смесь нефти, газа, менерализованной воды, механических примесей и других попутных компонентов - должна быть собрана и рассредоточена на большой территории скважин и обработана как сырье для получения товарной продукции - товарной нефти, нефтяного газа, а так же пластовой воды, которую можно было бы снова возвращать в пласт.

Сбор добываемой нефти - это процесс транспортирования по трубопроводам нефти, воды и газа от скважин до центрального сборного пункта. Для накопления, кратковременного хранения и учета нефти предназначены нефтяные резервуары.

.1 Классификация резервуаров

Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов могут быть подразделены по следующим признакам:

·        по материалу, из которого они изготовлены - металлические, железобетонные, земляные, синтетические и в горных выработках;

·        по конструкции - вертикальные цилиндрические с коническими, плавающими и сферическими крышами, с понтонами (в основном типа РВС), горизонтальные цилиндрические с плоскими и пространственными днищами (типа РГС), каплевидные, резервуары-цилиндроиды, прямоугольные и траншейные;

·        по значению избыточного давления - резервуары низкого (ри < = 0,002 МПа) и резервуары высокого (ри > 0,002 МПа) давления;

·        по назначению - сырьевые; технологические; товарные.

Сырьевые резервуары предназначены для хранения обводненной нефти. В технологических резервуарах осуществляется предварительный сброс пластовой воды. Товарные резервуары предназначены для хранения обезвоженной и обессоленной нефти.

В зависимости от расположения по вертикали по отношению к прилегающей территории резервуары делят на наземные, подземные и полуподземные. Наземными называют резервуары, у которых днище находится на одном уровне или выше наинизшей планировочной отметки прилегающей площадки. Подземными называют резервуары, когда наивысший уровень нефти в них находится не менее чем на 0,2 м ниже наинизшей планировочной отметки прилегающей площадки, а также резервуары, имеющие обсыпку не менее чем на 0,2 м выше допустимого наивысшего уровня нефти в резервуаре и шириной не менее 3 м. Полуподземными называют резервуары, днище которых заглублено не менее чем на половину его высоты, а наивысший уровень нефти находится не выше 2 м над поверхностью прилегающей территории.

Каждый действующий резервуар должен постоянно иметь полный комплект соответствующего оборудования, предусмотренного проектом, и находиться в исправном рабочем состоянии. Разукомплектация в процессе эксплуатации не допускается.

На резервуаре установлено следующее оборудование, отвечающее требованиям стандартов и предназначенное обеспечить надежную эксплуатацию резервуара:

·      дыхательные клапана;

·        предохранительные клапана;

·        огневые предохранители;

·        приборы контроля и сигнализации (уровнемеры, сигнализаторы уровня, сниженные пробоотборники ПОР, манометры давления газовой среды;

·        хлопушки;

·        противопожарное оборудование;

·        оборудование для подогрева;

·        приемо-раздаточные патрубки;

·        зачистной патрубок;

·        вентиляционные патрубки;

·        люки-лазы;

·        люк световой;

·        люк замерный.

Горизонтальные резервуары оснащаются дополнительно стационарно встроенным оборудованием: подогревателями нефти; лестницами; измерительными трубами и другими необходимыми устройствами.

Основным требованием, предъявляемым к резервуарам является надежность. Надежность резервуаров - это свойство их конструкции выполнять функции приема, хранения и отпуска из них нефти и нефтепродуктов при заданных параметрах.

Критериями надежности резервуаров являются: работоспособность, безотказность и долговечность. Работоспособность - это состояние, при котором резервуар способен выполнять свои функции. Для поддержания работоспособности резервуаров необходимо выполнять в установленные сроки текущие и капитальные ремонты, а также осуществлять профилактику и раннюю диагностику дефектов. Безотказность - это свойство резервуара сохранять работоспособность без вынужденных перерывов в работе. Долговечность - это свойство резервуара сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Показателем долговечности является срок службы.

5. Краткая характеристика резервуаров различного типа

.1 Железобетонные резервуары

Нормальный ряд железобетонных резервуаров по их форме и объему включает в себя: цилиндрические резервуары для нефти объемом 1, 3, 5, 10, 20, 30 и 40 тыс. м³; прямоугольные резервуары для нефти объемом 0,1; 0,25; 0,5; 1, 2 и 3 тыс. м³.

Рисунок 1. Общий вид сборного железобетонного цилиндрического резервуара. (1 - боковые панели; 2 - центральная опорная колонна;3 - периферийная опорная колонна;4 - металлическая облицовка;5 - монолитное железобетонное днище;6 - крыша).

месторождение нефть газ резервуар

Сырая нефть и мазут не оказывают химического воздействия на бетон и кальматируют поры в бетоне, тем самым увеличивая непроницаемость резервуаров.

Для создания избыточного давления и уменьшения потерь в резервуарах до 200 мм вод. ст. должны предусматриваться конструктивные решения по повышению газонепроницаемости покрытия, такие как: устройство водяного экрана со слоем воды 100-150 мм на покрытии резервуара; укладка на покрытие ковра из резинотканевых или синтетических материалов с последующей засыпкой сверху слоем земли толщиной 20-25 см; герметизация покрытия тонколистовой сталью, нанесение на внутреннюю поверхность покрытия изоляции из различных растворов и мастик.

Подземные ЖБР обладают большой плавучестью и при подъеме уровня грунтовых вод это может привести к всплытию резервуара и к его аварии. Для предохранения от всплытия производят утяжеление днища резервуара, его анкеровку или вынос из зоны грунтовых вод с устройством обсыпки грунтом.

.2 Резервуары вертикальные стальные (РВС)

Вертикальные стальные цилиндрические резервуары низкого давления со щитовой конической или сферической кровлей, так называемые атмосферные резервуары, являются наиболее распространенными для хранения нефти. Они относительно просты в изготовлении и наиболее экономичны по стоимости.

Различают вертикально-цилиндрические резервуары низкого и высокого давления, с плоским и пространственными днищами, с плавающими крышами и с понтонами.

Применение крыши резервуара той или иной конструкции диктуется свойствами хранимых нефтепродуктов и климатическими условиями.

.3 Резервуары вертикальные стальные типа РВС низкого давления

Давление в таких резервуарах мало отличается от атмосферного, поэтому их корпус рассчитывается на гидростатическое давление.

Настил покрытия монтируется и сваривается из отдельных листов непосредственно на резервуаре.

Резервуары объемом 10, 20, 30 и 50 тыс. м³ для хранения нефти с плотностью до 0,9 т/м³ монтируют из отдельных рулонов корпуса, днища и щитов, которые образуют сферическую форму перекрытия.

Щиты опираются на кольцо жесткости корпуса и центральное кольцо.

Рисунок 2. Общий вид РВС-10000

Весьма ответственным элементом является фундамент под резервуар. Резервуары вместимостью до 5000 м³ (включительно) устанавливаются на искусственном основании нормального типа, состоящем из грунтовой подсыпки, песчаной подушки и гидроизоляционного слоя. Для предохранения металла днища резервуара от коррозии грунтовыми водами и от конденсата поверх песчаной подушки устраивают гидроизолирующий слой толщиной 100 мм, состоящий из 90% супесчаного грунта и 10% вяжущего вещества (битум, мазут, каменноугольный деготь). Для резервуаров объемом 10000 м³ и более предусматривается железобетонное кольцо шириной 1 м и толщиной 20-30 см под узлом сопряжения корпуса резервуара с днищем. За осадкой основания каждого резервуара должно быть установлено систематическое наблюдение.

.4 Резервуары вертикальные стальные типа РВС высокого давления

Резервуары высокого давления предназначены для хранения нефти с высоким давлением насыщенных паров. Они имеют цилиндрический корпус, сферическую кровлю и плоское днище.

Рисунок 3. Вертикальный цилиндрический резервуар высокого давления (1 - корпус; 2 - сферическое покрытие; 3 - кольцо сопряжения цилиндрического корпуса со сферической поверхностью покрытия; 4 - днище; 5 - анкерные крепления;6- верхнее кольцо жесткости; 7 - анкерная консоль; 8 - нижнее кольцо жесткости; 9 - стенка; 10 - анкерный болт; 11 - бетонная плита.)

Во избежание возможного поднятия периферийной части днища под действием избыточного давления нижний пояс корпуса закрепляется в грунте при помощи анкерных болтов и железобетонных плит. Крепление анкерных болтов к стенке резервуара осуществляется посредством приваренных консолей.

Для восприятия ветровой нагрузки и вакуума корпус резервуара (верхние пояса) должен быть усилен кольцами жесткости.

.5 Резервуары с плавающей крышей и с понтонами

Эти резервуары применяют для снижения потерь нефти от испарения.

Понтон сооружают в резервуарах со стационарной щитовой кровлей, которая предохраняет от попадания атмосферных осадков на поверхность понтона. Понтоны в резервуарах бывают как металлические, так и из синтетических материалов.

Плавучесть металлического понтона обеспечивается устройством на нем по контуру герметических коробов или открытых отсеков.

По окружности понтона между понтоном и стенкой резервуара для уменьшения до минимума площади испарения устанавливается уплотняющий затвор. Затвор может быть жесткий или мягкий. Мягкие затворы выполняются из прорезиненной ткани, пенополиуретана и других материалов. Жесткие затворы состоят из металлических элементов рычажного типа.

Особенно целесообразно применение этих резервуаров для сернистых нефти, т.к. ввиду отсутствия газового пространства коррозия от разложения сернистых соединений практически отсутствует.

Плавающая крыша выполняется из стальных листов толщиной не менее 4 мм, с диаметром на 400 мм меньше, чем внутренний диаметр резервуара.

Плавающая крыша обычно бывает двух типов: двойная понтонная, состоящая из ряда герметических отсеков, обеспечивающих непотопляемость при нарушении герметичности понтона; одинарная с центральным диском из стальных листов, по периферии которого располагается кольцевой понтон, разделенный радиальными перегородками на герметические отсеки, препятствующие потоплению крыши.

При эксплуатации резервуаров с плавающей крышей в зимнее время необходимо: тщательно осматривать затворы перед началом закачки или откачки и в случае примерзания их к корпусу резервуара осторожно отрывать их с помощью деревянного клина; не допускать односторонней снеговой нагрузки (излишки снега следует удалять при нахождении крыши в верхнем крайнем положении).

Рисунок 4. Резервуар с плавающей крышей(1 - затвор; 2 - плавающая крыша; 3 - передвижная шарнирная лестница;4 - предохранительный клапан; 5 - дренажная система для отвода атмосферных вод; 6 - труба для отбора проб; 7 - опорные стойки; 8 - замерный люк).

5.6 Горизонтально-цилиндрические резервуары (РГС)

Эти резервуары получили широкое применение для хранения нефти в малых количествах. Преимущества горизонтальных резервуаров заключаются в возможности серийного изготовления их на заводах, в хранении нефти под высоким избыточным давлением и вакуумом, в удобстве подземной установки. Объемы РГС от 3 до 200 м³. Рабочее давление до 2,5 Мпа и вакуум до 0,09 Мпа. Днище резервуаров выполняются сферическими, плоскими или цилиндрическими. Для высоких давлений применяются сферические днища.

Резервуары оборудуют металлическими площадками и лестницами для обслуживания, а при хранении вязких нефти, требующих подогрева, - секционными подогревателями. При надземной установке резервуар устанавливают на две седловидные опоры шириной 300-400 мм из сборных бетонных блоков или монолитного бетона. При подземной установке резервуар следует укладывать на спрофилированную песчаную подушку толщиной не менее 200 мм с углом охвата песчаной подушкой 900. При наземной установке, кроме того, между песчаной подушкой и резервуаром должен быть уложен слой гидрофобного песка толщиной 100 мм.

5.7 Каплевидные резервуары

Их основное назначение - хранение нефтей с высоким давлением насыщенных паров под избыточным давлением 0,4 кГс/см² и вакуумом до 500 мм вод. ст., что позволяет значительно сократить потери от испарения по сравнению с "атмосферными" резервуарами. Однако стоимость цилиндрического "атмосферного" резервуара значительно меньше каплевидного того же объема. Поэтому непременным условием широкого внедрения каплевидных резервуаров является его экономичность, которая определяется сравнением дополнительной стоимости и экономии от сокращения потерь за период амортизации.

.8 Шаровые резервуары

Это резервуары повышенного давления предназначенные для хранения нефтей с высоким давлением насыщенных паров и сжиженных газов (рисунок 6).