ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ МЕТОДОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ С ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТЬЮ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Литературный обзор по теме исследования 9
1.1 Проблема освоения месторождений с высоковязкой нефтью 9
1.2 Пути и методы снижения вязкости нефти 13
1.3 Обзор новых способов разработки месторождений высоковязкой нефти и природного битума 17
1.3.1 Холодный способ разработки нефтенасыщенных пород (CHOPS) 17
1.3.2 Закачка растворителей (VAPEX) 19
1.3.3 Паротепловая обработка скважин (Huff-Puff) 21
1.3.4 Паротепловое воздействие на пласт (Steam Injection) 22
1.3.5 Внутрипластовое горение 25
1.3.6 Парогравитационный способ добычи тяжелой нефти и природного битума 26
1.4 Выводы по первой главе 30
2 Геолого-технологические условия разработки месторождения N 32
2.1 Геолого-физическая характеристика месторождения N 32
2.1.1 Общие сведения о месторождении и залежи 32
2.1.2 Геолого-геофизическая изученность месторождения и залежи 33
2.1.3 Физико – гидродинамические характеристики продуктивных коллекторов 36
2.1.4 Свойства и состав нефти 37
2.2 Динамика и состояние разработки месторождения N 41
2.2.1 Анализ динамики технологических показателей по залежи вцелом и по эксплуатационным объектам 41
2.3 Выводы по второй главе 51
3 Технологическая часть 53
3.1 Использование путевых подогревателей ПП-1,6 для разработки нефтяных месторождений с высоковязкой нефтью и их характеристики 53
3.2 Проектирование мероприятий в системе сбора скважинной продукции исследуемого месторождения N по применению теплового воздействия при разработке залежей высоковязкой нефти 55
3.3 Процесс транспортировки высоковязкой эмульсии на месторождении N с предварительным подогревом на устье 68
3.4 Расчет возможности использования устьевого газового нагревателя ПТТ-0.2 на месторождении N 70
3.5 Вывод по третьей главе 72
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
Список иллюстрационно-графического материала ВКР 80

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы.
Последние десятилетия наблюдается существенное увеличение числа трудно извлекаемых запасов нефти, поскольку большинство осваиваемых месторождений находится в районах крайнего севера. Добываемая нефть характеризуется повышенным содержанием парафинов и асфальто-смолистых веществ, значительно влияющих на вязкость транспортируемого продукта. Свойства перекачиваемой по трубопроводу нефти напрямую определяют его пропускную способность и экономическую целесообразность. Так, при разработке месторождений, расположенных в северных районах, где температура окружающей среды достаточно низкая, затраты энергии на перекачку добываемой нефти в разы увеличивают её стоимость, а значения вязкости флюида в некоторых случаях делают транспортировку практически невозможной.
Процесс добычи и транспортировка пластовой нефти на нефтяном месторождении N очень сложный процесс, в виду с высоковязкостью добываемых нефтей и их эмульгирование в процессе подъема из пласта к устью скважины.
На устье скважины мы получаем высоковязкую эмульсию нефти и воды с динамической вязкостью около 10 000 мПа·с и температурой в среднем около 5 °С.
На УКПН исследуемого месторождения подогрев нефти проводят при её деэмульсации, следовательно, этот процесс можно охарактеризовать как термический в трубчатых печах до температуры 55-85 °С. Топливом служит попутный газ, добываемый на месторождении.
При транспортировке подготовленной нефти по магистральным нефтепроводам дальним потребителям подогрев нефти проводят в специально оборудованных печах тепловых станций, устанавливаемых на трассе каждые 100 километров.
Актуальным является вопрос повышения эффективности и повышения рентабельности процесса добычи и транспортировки нефти с помощью применения теплового воздействия при разработке залежей высоковязкой нефти.
Цель работы:
Изучение особенностей технологии добычи высоковязкой нефти на исследуемом нефтяном месторождении N и повышения эффективности добычи и транспортировки нефти с помощью применения теплового воздействия при разработке залежей высоковязкой нефти.
Задачи исследования:
? проведение литературного обзора работ по теме исследования;
? изучение геолого-физической характеристики и состояния разработки рассматриваемого месторождения N;
? анализ возможности осуществления процесса транспортировки высоковязкой эмульсии на месторождении N с предварительным подогревом продукции на устье;
? расчет возможности использования устьевого газового нагревателя ПТТ-0.2 на исследуемом месторождении.
Методы исследования.
Включают системный анализ, методы математического моделирования, математического программирования, математической статистики, кластерного анализа, численные методы, вычислительные эксперименты, теории проектирования баз данных.
Основные научные результаты, выносимые на защиту.
Подогрев продукции скважин в нефтесборных коллекторах месторождения N следует применять при помощи путевых подогревателей ПП-1,6 и без их применения процесс добычи и транспортировки нефти в условиях месторождения N был бы просто технически невозможен, что и подтверждает проведенный расчет в работе.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Литературный обзор по теме исследования

1.1 Проблема освоения месторождений с высоковязкой нефтью

Тяжелая нефть – это высоковязкая нефть, обладающая повышенной плотностью, которая вследствие своих физических свойств не может быть извлечена на поверхность традиционными способами [1].
Существует следующая мировая классификация нефти по плотности:
? суперлегкая нефть. Отличается своей малой плотностью, которая менее 0,780 г/см3 и градусами АРІ, превышающими 50.
? сверхлегкая. Плотность данного типа находится в диапазоне от 0,781 до 0,820 г/см3. Градусы АРІ составляют 41,1 - 50,0.
? легкая. Имеет плотность в пределах 0,821 – 0,870 г/см3. Ее градусы АРI – 31,1 – 41,0.
? средняя нефть. Ее плотность составляет 0,871 – 0,920 г/см3, а градусы АРI – 22,3 – 31,0
? тяжелая нефть. Плотность колеблется от 0,921 до 1,000 г/см3. Градусы АРI – 10,0 – 22,2.
? сверхтяжелая нефть имеет плотность, превышающую 1,000 г/см3. Также она отличается своей вязкостью, которая меньше 10 000 мПа·с.
? природный битум. Плотность более 1,000 г/см3. Вязкость более 10000 мПа·с.
Градус API – единица измерения плотности нефти, разработанная Американским институтом нефти. Измерения в градусах API позволяют определить относительную плотность нефти по отношению к плотности воды при той же температуре.
В тяжелых нефтях, а особенно в природных битумах, в значительно большем количестве, чем в легких нефтях, присутствуют смолисто-асфальтеновые вещества, азот-, хлор-, кислород- и серосодержащие соединения, а также металлы [2].
Наибольшее скопления запасов тяжелой нефти находится на границах геологических бассейнов. Считается, что такая нефть является остатком более легкой нефти, которая утратила низкомолекулярные компоненты вследствие разрушения бактериями, вымывания водой и испарения [2]. По оценкам, запасы тяжелой нефти на нашей планете более, чем в два раза превосходят традиционные. Однако коэффициент извлечения нефти для таких месторождений колеблется в пределах от 5 до 30%. По данным Института Мировых Ресурсов, значительные залежи тяжелой нефти и нефтяных песков приходятся на территорию Канады и Венесуэлы.
Извлекаемые запасы высоковязкой нефти на начало 2020 году в целом по Российской Федерации составили более 2 млрд тонн. Общие же геологические запасы высоковязкой нефти в нашей стране оцениваются в 55 млрд т [3, 4].
Наибольшие залежи вязкой нефти находятся в таких нефтегазоносных провинциях, как:
? Волго-Уральская (Татарстан, Удмуртия, Башкортостан, Самарская область и Пермский край);
? Восточно-Сибирская (Тунгусский бассейн);
? Тимано-Печорская (Республика Коми, Ненецкий автономный округ).
До сих пор доля ТРИЗ в общей добыче нефти невелика – в России эта цифра составляет 7,2 %, но она постоянно растет, а потенциальный объем добычи трудноизвлекаемых запасов фантастический – только в России запасы тяжелой нефти составляют около 55 % от общего объема нефтяных запасов.
Также в последнее время увеличивается вовлечение в разработку трудноизвлекаемой базы на шельфе, в арктической зоне. Арктический шельф России рассматривается правительством как один из ключевых регионов поддержания и роста добычи нефти, что особенно актуально в условиях стагнации нефтедобычи в основных регионах страны [5, 6].
Методы борьбы с высоковязкой нефтью. Разжижить тяжелую нефть можно следующими способами:

Весь текст будет доступен после покупки

1 Байков Н.М., Позднышев Г.Н., Мансуров Р.И., Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды. -М.: Недра, 1981. - 261 с.
2 Бараз В.И. Сбор, подготовка и транспортирование нефтяного газа: Справочник рабочего. - М.: Недра, 1987. - 260 с.
3 Смирнов А.С. Сбор и подготовка нефтяного газа на промысле. - М.: Недра, 1971. - 256 с.
4 Персиянцев М.Н. Совершенствование процессов сепарации нефти от газа в промысловых условиях. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. - 283 с.
5 Дунюшкин И.И. Сбор и подготовка скважинной продукции нефтяных месторождений: Учебное пособие. - М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2006. - 320 с.
6 Сулейманов Р.С., Хафизов А.Р., Шайдаков В.В. Сбор, подготовка и хранение нефти и газа. Технология и оборудование: учебное пособие - Уфа: «Нефтегазовое дело», 2007. - 450 с.
7 Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. М.: Недра, 1979. -319 с.
8 Кабиров М.М. Сбор и подготовка нефти, газа и воды на промыслах. - Уфа, Уфимский нефтяной институт, 1981. - 77 с.

Весь текст будет доступен после покупки