Повышение эффективности эксплуатации штанговых насосных установок в высокообводненных скважинах

Содержание

Введение 8
1 Геолого-физическая характеристика месторождений с высокой обводненностью на примере Нижне-Сортымского месторождения 10
1.1 Общая характеристика исследуемого объекта 10
1.2 Литолого-стратиграфическая характеристика 13
1.3 Тектоника 15
1.4 Нефтегазоводоносность 19
1.5 Физико-химические свойства нефти, газа и воды 31
2 Особенности эксплуатации штанговых скважинных насосных установок на высокообводненном фонде 36
2.1 Структура фонда скважин, оборудованных штанговыми скважинными насосными установками в Нижне-Сортымском месторождении 36
2.2 Особенности влияния коррозионного воздействия 38
2.3 Применяемые методы предотвращения коррозионного разрушения металлоконструкции при воздействии минерализованной воды 42
3 Анализ влияния обводненности продукции скважин на штанговые скважинные насосы 46
3.1 Статистический анализ влияния обводненности продукции на наработку колонны штанг до отказа 46
3.2 Влияние компонентного состава добываемой жидкости и попутного газа на рост коррозионных процессов колонны штанг 53
3.3 Анализ применения технологии «Стеклопластиковая штанга» в Нижне-Сортымском месторождении 54
3.4 Определения влияния смачивания и новизны колонны штанг на процессы поверхностной коррозии 55
3.5 Технические средства по ограничению влияния коррозионной среды на поверхность колонны штанг и упрочнению муфтовых соединений в условиях больших углов наклона ствола скважины 62
3.6 Двухсекционная соединительная муфта колонны штанг 64
3.7 Шарнирная муфта насосных штанг 66
3.8 Полая насосная штанга с внутренним стержнем 66
4 Технико-экономическая часть 68
4.1 Расчет затрат на замену штанг и муфт 68
4.2 Экономический эффект от мероприятия 70
5 Безопасность и экологичность 73
5.1 Анализ состояния промышленной безопасности 73
5.2 Анализ опасных и вредных факторов 73
5.3 Производственная безопасность 74
5.3.1 Общие положения 74
5.3.2 Техника безопасности. Защита от механических травм 74
5.3.3 Микроклимат на рабочем месте 75
5.3.4 Химическая безопасность 75
5.3.5 Шум и вибрация 76
5.3.6 Лазерная безопасность 76
5.3.7 Электромагнитные поля 77
5.3.8 Опасность поражения электрическим током 77
5.3.9 Эксплуатация грузоподъемных и транспортирующих машин, а также сосудов (систем), работающих под давлением 78
5.3.10 Производственное освещение 79
5.3.11 Требования пожарной безопасности 79
5.3.12 Эргономика 80
5.3.13 Средства индивидуальной защиты работающих 80
5.4 Экологическая безопасность 81
5.4.1 Охрана атмосферного воздуха 81
5.4.2 Охрана гидросферы 82
5.4.3 Охрана литосферы 82
5.5 Мероприятия по защите в чрезвычайных ситуациях 83
Заключение 84
Список использованных источников 85

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время значительная часть крупных месторождений России находится на поздней стадии разработки, характеризующейся высокой обводненностью продукции скважин, равной в среднем 85%. При этом обводнение продукции скважин способствует развитию коррозионных процессов колонны штанг, усиливающих свое разрушительное действие в совокупности с динамическими знакопеременными нагрузками при эксплуатации штанговых скважинных насосных установок (ШСНУ).
Условия применения ШСНУ и опыт их эксплуатации показывает, что на развитие усталостных для металла штанг процессов (совокупного действия динамических нагрузок и коррозии) влияют различные факторы, приводящие к разрушению и выходу из строя глубиннонасосного оборудования.
К таким факторам можно отнести обводненность продукции скважин, минерализацию попутной воды, материал колонны штанг, угол наклона ствола скважины (совокупной влияние трения и коррозии), смачиваемость (на периодически работающем фонде, за счёт утечек через насос, либо при наличии сливного клапана), новизну штанг и режим работы привода насосной установки. При этом под смачиванием колонны штанг, скважин, работающих в периодическом режиме, подразумевается процесс, возникающий при снижении уровня жидкости в НКТ за счет утечек через насос после остановки привода ШСНУ. Процесс характеризуется растеканием пластовой жидкости по поверхности насосной штанги в газовой среде.
Опыт эксплуатации ШСНУ показывает, что доля обрывов колонны штанг от общего числа отказов составляет 17%. При этом анализ эксплуатации высокообводненного фонда скважин выявил, что большое количество обрывов колонны штанг присуще скважинам, работающим в периодическом режиме, причем основной зоной обрыва является приустьевой интервал. Операция извлечения обрывных штанг – одна из длительных и дорогостоящих, именно поэтому доля обводненного фонда скважин, оборудованных ШСНУ и простаивающего из-за нерентабельности велика.
Вышеперечисленные проблемы эксплуатации высокообводненного фонда скважин, оборудованных ШСНУ, выявили необходимость решения актуальной задачи более глубокого изучения влияния обводненности на эксплуатационные показатели подземного оборудования в условиях больших зенитных углов наклона ствола скважины и периодического режима работы. Решение данной задачи может способствовать увеличению межремонтного периода подземного оборудования ШСНУ в условиях добычи высокообводненной продукции наклонно-направленных скважин и сокращению простаивающего малорентабельного фонда скважин.
Цель работы: анализ способов повышения эксплуатационных показателей подземного оборудования штанговых насосных установок на высокообводненном фонде скважин.
Задачи дипломной работы:
1) Провести геолого-физический анализ месторождений с высокой обводненностью на примере Нижне-Сортымского месторождения;
2) Проанализировать промысловые данные на месторождении в части использования ШСНУ для добычи;
3) Определить пути повышение эффективности эксплуатации штанговых насосных установок в высокообводненных скважинах.
Решение поставленных задач осуществлялось путем теоретических исследований и анализа промысловых данных эксплуатации ШСНУ, а также с помощью анализа серии экспериментов на испытательных машинах и диагностических комплексах.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Геолого-физическая характеристика месторождений с высокой обводненностью на примере Нижне-Сортымского месторождения

1.1 Общая характеристика исследуемого объекта

В орогидрографическом отношении район Нижне-Сортымского месторождения представляет собой слабопересеченную, значительно заболоченную, аккумулятивную равнину. Гидрографическая сеть района широко развита и представлена рекой Пим с ее многочисленными притоками: Ай-Пим, Тутлим-Яун, Котун-Тур. Реки типично равнинные с небольшим уклоном, русла сильно меандрируют, скорость течения 0,5-0,7 м/сек.
На водоразделах расположены озера и болота различных размеров. Озера являются составной частью болотных массивов. Характеризуются небольшой глубиной до 0,6-1,2 м. Дно озер илистое. Озера и речки покрываются льдом в конце октября — начале ноября. В конце ноября лед становится прочным и возможно передвижение гусеничного транспорта. Ледоход на реках начинается во второй половине мая. Судоходна река Пим.
Большая часть (80%) территории покрыта труднопроходимыми болотами и топями. Лесные массивы преимущественно хвойных пород — сосна, кедр, ель, в лиственных преобладает береза, расположены они вдоль рек и на водоразделах участками среди обширных болот. Климат района резко континентальный.
Зима продолжительная, суровая, снежная, с метелями. Лето короткое и сравнительно теплое. Средняя температура самого холодного месяца (января) — минус-22°С, в отдельные дни температура понижается до -50-55°С. Глубина промерзания грунта составляет 1,0-1,5 метра.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Башта, А. В. Методика испытания и результаты исследования многооча¬гового разрушения при усталости // Авиационно-космическая техника и техноло¬гия. – 2014. - №8. – С. 167-169.
2. Антониади Д. Г., Гилаев Г. Г., Хабибуллин М. Я., Тухтеев Р. М. Добыча нефти : Наземное и подземное оборудование – Краснодар : Сов. Кубань, 2003. – 312 с.
3. Гилаев Г. Г. Современные методы насосной добычи нефти / Г. Г. Гилаев, Р. Н. Бахтизин, К. Р. Уразаков. – Уфа : Изд-во Восточная печать, 2016. – С. 27-34.
4. Валовский, В. М. Цепные приводы скважинных штанговых насосов / В. М. Валовский, К. В. Валовский. – М. : ОАО «ВНИИОЭНГ», 2014. – 492 с.
5. ГОСТ Р 56542-2019. Контроль неразрушающий. Классификация методов и видов неразрушающего контроля. Методы физические.
6. ГОСТ 28840-90. Машины для испытания материалов на растяжение, сжа¬тие и изгиб. Общие технические требования.
7. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение
8. Зейгман, Ю. В. Выбор оборудования и режима работы скважин с уста¬новками штанговых и электроцентробежных насосов / Ю. В. Зейгман, О. А. Гуме-ров, И. В. Генералов. – Уфа : Изд-во УГНТУ, 2010. – 120 с.
9. Ивановский, В. Н., Сабиров, А. А. Почему рвутся штанговые колонны? / Территория нефтегаз. – 2017. - №3. – С. 34-37.
10. Ишемгужин, И. Е. Об использовании центраторов в штанговой колонне при глубинно-насосной добыче нефти // Оборудование и технологии для нефтега¬зового комплекса. – 2010. - №6, – С. 23-26.
11. Ишемгужин, И. Е. Об ограничении динамических нагрузок на штанговую колонну / И. Е. Ишемгужин, М. Р. Ситдиков [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2011. - №8. – С. 135-137.
12. Ишемгужин, И. Е. Обработка информации о надежности нефтепромысло¬вых машин при малой выборке / И. Е. Ишемгужин, В. В. Шайдаков, Е. И. Ишем-гужин. – Уфа : Изд-во УНИ, 2017. – 41 с.
13. Кочеков, М. А. Анализ обрывов и отворотов колонны штанг на Лянторском месторождении / М. А. Кочеков, И. Е. Ишемгужин., М. Р. Ситдиков // Акту¬альные проблемы науки и техники: сб. тр./III международ. конф. молодых уче¬ных. – Уфа: УГНТУ, 2011. – С. 52-54.
14. Кочеков, М. А. Анализ обрывов штанг в НГДУ «Чекмагушнефть» / М. Р. Ситдиков, И. Е. Ишемгужин, М. А. Кочеков // Инновационное нефтегазовое обо¬рудование: проблемы и решения: сб. тр. /Всероссийская науч.-техн. конференция. – Уфа: УГНТУ, 2010. – С. 151-154.
15. Кочеков, М. А. Влияние различных факторов на частоту обрывов колон¬ны штанг в условиях Лянторского месторождения // Актуальные проблемы науки и техники : сб.тр. / II международ. конф. молодых ученых. – Уфа: УГНТУ, 2010. – С.20-22.
16. Кочеков, М. А. Демпфирование параметрических колебаний трубопрово¬дов / И. Е. Ишемгужин, М. А. Кочеков [и др.] // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. – 2011. - №3. – С. 84-93.
17. Кочеков, М. А. Динамический гаситель колебаний ШСНУ широкого диа¬пазона частот / М. А. Кочеков, И. Е. Ишемгужин, М. Р. Ситдиков // Материалы 62-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. – Уфа : УГНТУ, 2011. – С.307.
18. Кочеков, М.А. Обоснование применения длинноходовых цепных приво¬дов ШГН в ЦДНГ-8, НГДУ «Нижнесортымскнефть», Нижне-Сортымского месторождения/ М. А. Кочеков, М. Р. Ситдиков // Материалы 63-й науч.-техн. конф. студентов, ас¬пирантов и молодых ученых УГНТУ. – Уфа : УГНТУ, 2012. – С. 363-364.
19. Пат. 2461751 Российская Федерация. Динамический гаситель колебаний широкого диапазона частот / И. Е. Ишемгужин, М. А. Кочеков [и др.] ; заявитель и патентообладатель УГНТУ ; заявл. 29.03.2011 ; опубл. 20.09.2012. – Бюл. №26.
20. Пат. 2230242 Российская Федерация, F16 F15/00. Динамический самона¬страивающийся гаситель колебаний / Д. М. Белый ; заявл. 18.10.2002 ; опубл. 10.06.2004.
21. РД 39 – 0147276 – 019 ВНИИ – 86. Метод оптимизации технологических параметров работы УСШН в наклонных скважинах.
22. РД 39-30-655-81. Методика определения и оценки локальной коррозии при лабораторных исследованиях.
23. РД 39-3-669-81. Методика оценки агрессивности нефтепромысловых сред и защитного действия ингибиторов коррозии при транспорте обводненной нефти.
24. Газаров, А. Г. К вопросу усталостно-коррозионного износа глубинно-насосного оборудования // А. Г. Газаров, А. Р. Энштейн, В. Е. Андреев // Методы увеличения нефтеотдачи трудноизвлекаемых запасов. Проблемы и решения. – Вып. 4. – Уфа: Изд-во «Монография», 2013. – С. 222-223.

Весь текст будет доступен после покупки