bigpo.ru
добавить свой файл
1 2 3 4



0906 ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОГО ДЕЛА

  • ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Программой, методическими указаниями и домашней контрольной работой предмета “Основы нефтегазопромыслового дела” предусматривается изучение техники и технологии бурения нефтяных и газовых скважин; техники и технологии добычи нефти и газа; внутрипромыслового сбора нефти и газа; установок подготовки нефти; транстпорта нефти и газа.

При изучении программного материала следует обязательно составлять конспект, записывая кратко ответы на поставленные вопросы в конце каждой темы, делать соответствующие зарисовки, схемы, эскизы. Следует обратить внимание студентов на современные достижения в области бурения скважин, в добыче, подготовке и транстпорте нефти и газа, увязывая изучение предмета с перспективами развития нефтяной и газовой промышленности.

Для более полного изучения предмета рекомендуется посетить буровую установку, цеха УБР и НГДУ.

В результате изучения предмета учащиеся должны знать: механические свойства горных пород, нефтегазоносные залежи, технологию процесса вращательного бурения, буровые установки и методы их сооружения, фонтанную эксплуатацию нефтяных и газовых скважин, эксплуатацию скважин бесштанговыми насосами, методы и оборудование для поддержки пластового давления, схемы внутрипромыслового сбора нефти и газа, способы и оборудование установок по обезвоживанию и обессоливанию нефти, подготовку нефти, магистральные нефте – и газопроводы, компрессорные станции.

Учебным планом предусматривается выполнение одной домашней контрольной работы. Задание на контрольную работу содержит 4 вопроса и 3 задачи в 10 вариантах. Вариант контрольной работы выбирается по двум последним цифрам шифра студента.

Контрольные вопросы выбираются из перечня вопросов по номерам из таблицы 1 «Номера вопросов для контрольной работы». Исходные данные для решения задач берутся из таблиц, приведённых в методических указаниях, соответственно по номерам варианта.

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради. Вопросы нужно переписывать, ответы на них должны быть полными, чёткими и конкретными, не должны представлять собой переписывание из учебников образцов, обязательно должны содержать схемы, графики. При решении задач записывают условие задачи, исходные данные с полным их наименованием, обозначением, размерностями величин, приводят расчётную схему.

Единицы измерения величин в расчётах принимают в соответствии с действующими стандартами и Международной системы единиц (СИ).

В ответах на вопросы и в решениях задач необходимо делать ссылки на источники (литературу), список которых приводят в конце работы. Контрольная работа высылается не позднее, чем за два месяца до начала экзаменационной сессии (по графику, выданному учебной частью); получив прорецензированную контрольную работу, студент должен исправить все ошибки после рецензии преподавателя и повторно сдать работу для проверки. Работа, выполненная неаккуратно или не по своему варианту, не рецензируется.

Зачтённые контрольные работы возвращаются студенту и предоставляются им на зачёт.

Без контрольной работы студент до зачёта не допускается.

По итогам предмета, контроль знаний осуществляется дифференцированным зачетом.



  • ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН




Код темы

Наименование

разделов и тем

Максимальная учебная нагрузка на студента

Количество аудиторных часов при очной форме обучения

Самостоятельная работа студента




Введение

2

2

-

01

Раздел 1. Основы геологии нефтяных и газовых месторождений.

1.1. Общие сведения о строении и составе земной коры

2

2

-

02

1.2. Условия залегания нефти и газа в земной коре

2

2

-




Итого по разделу:

4

4

-

03

Раздел 2. Бурение нефтяных и газовых скважин.

2.1. Понятие о буровой скважине. Классификация скважин по назначению. Способы бурения скважин

4

4

-




Итого по разделу:

4

4




14

Раздел 3. Добыча нефти и газа.

3.1. Физические основы добычи нефти и газа

2

2

-

15

3.2. Разработка нефтяных и газовых месторождений

2

2

2

16

3.3. Способы эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

14

10

4

17

3.4. Методы увеличения производительности скважин

2

2




18

3.5. Подземный ремонт скважин

4

4




19

3.6. Промысловый сбор и подготовка нефти и газа

16

4

2




Итого по разделу:

32

24

8

20

Раздел 4. Транспорт и хранение нефти, нефтепродуктов и газа

4.1. Транспорт нефти, нефтепродуктов и природного газа

6

2

4




Итого по разделу:

6

2

3




Итого по предмету:

46

36

10


СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


Введение


Содержание предмета и его связь с другими дисциплинами. Значение нефтяной и газовой промышленности в развитии топливно-энергетического комплекса России. Нефть, ее элементарный состав. Природный углеводородный газ. Происхождение нефти и газа. Нефть как источник загрязнения окружающей среды. Роль нефти и газа в жизни общества.


Литература: 3, стр. 6 – 15, 25 – 31, 33 – 40


Методические указания


Программа, осуществляемая в нашей стране, предусматривает в качестве одной из важнейших задач на ближайший период – обеспечение страны топливно – энергетическими ресурсами, представляющими жизненно – важную основу для развития всего народного хозяйства и удовлетворение личных потребностей людей .

Рассматривая роль и значение нефти и газа необходимо выделить следующие моменты:

  • Нефть, как сырьё для получения горюче – смазочных материалов, один из основных источников энергии;

  • Нефть, как сырьё для нефтехимической промышленности;

  • Нефть, как продукт экспорта и импорта, её роль в экономике стран СЭВ;

  • Газ, как высококаллорийное топливо и сырьё для получения разнообразных продуктов.

При этом необходимо перечислить продукты, получаемые из нефти и газа и применяемые в электротехнической и радиотехнической промышленности, место нефти и газа в топливно – энергетическом балансе страны.

Достижение высоких темпов развития нефтяной и газовой промышленности неразрывно связано с совершенствованием техники и технологии промыслового обустройства. Нефтяниками нашей страны за последние годы проделана огромная творческая работа по совершенствованию технологии и техники объектов сбора, подготовки и транспортирования нефти и газа, поэтому необходимо ознакомиться с коренным переворужением нефтяной и газовой промышленности на основе блочно – комплектного автоматизированного оборудования заводскоо изготовления.


Раздел 1. Основы геологии нефтяных и газовых месторождений


Студент должен:

знать:

  • основные понятия о строении Земли;

  • горные породы и их происхождение;

  • происхождение нефти и газа;

  • методы поисково-разведочных работ;

уметь:

  • определять породы коллектора по признакам;

  • давать определение понятия залежи, месторождения;


Тема 1.1. Общие сведения о строении и составе земной коры


Строение и состав земной коры. Типы горных пород. Способы образования горных пород. Типы осадочных горных пород. Основные формы залегания осадочных горных пород. Общие понятия о давлении и температуре в недрах земной коры. Начальное пластовое давление. Давление насыщения.


Литература: 3, стр. 50 – 52, 52 – 55


Методические указания


Историей развития земли, её строением; особенно земной коры, занимается наука геология. Рассматривая вопрос о строении Земли необходимо чётко представлять, что представляет из себя ядро, мантия и земная кора. Какова толщина твёрдой оболочки на материках и под океанами.

Земная кора состоит из горных пород – природных агрегатов минералов более менее постоянного минералогического и химического состава, образующих самостоятельные геологические тела. По способу образования горные породы делятся на четыре типа: осадочные, магматические, метаморфические и метасоматические. Так как в строении нефтяных и газовых месторождений принимают участие только осадочные горные породы, необходимо более тщательно изучить их происхождение, основные физико – механические свойства, влияющие на процессы бурения, такие как упругость, пластичность, твёрдость, абразивность и сплошность, а также методы определения этих свойств.

Под влиянием процессов внутри Земли могут происходить колебательные, складчатые и разрывные движения земной коры, в результате чего нарушается горизонтальное положение пластов осадочных пород. Отдельные участки земной коры поднимаются и опускаются относительно друг от друга, в результате чего образуются прогибы, вздутия и т.д.

Все процессы, протекающие в земной коре, учитываются при проводке скважин и имеют немаловажное значение при бурении.


Вопросы для самоконтрроля:


  1. Строение литосферы Земли.

  2. Из какизх горных пород состоит земная кора?

  3. Основные формы залегания осадочных горных пород.

  4. Что называют пластовым давлением?

  5. От чего зависит пластовая температура?


Тема 1.2. Условия залегания нефти и газа в земной коре


Понятие о породах – коллекторах. Коллекторные свойства горных пород.

Породы – покрышки. Понятие о природных резервуарах и ловушках, их типы. Условия залегания нефти, газа и воды в ловушках. Понятия о залежах и месторождениях нефти и газа.


Литература: 3, стр. 66 – 69


Методические указания


В нефтяных и газовых месторождениях нефть и газ так же, как и пластовые воды занимают пустоты (поры), а также трещины и каверны в горных породах. Такие породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду и отдавать их при разработке мест их скоплений называют коллекторами. Коллекторами нефти и газа являются пески, песчаники, алевролиты, алевриты и др. Изучая вопросы предыдущей темы, такие как: складкообразные и типы складок, а также свойства горных пород, необходимо особо выделить признаки пород – коллекторов, такие как пористость и проиницаемость,так как они обеспечивают скопление нефти и газа в земной коре. Далее необходимо выяснить условия, необходимые для образования нефтяной залежи, а также разновидности типов нефтяных залежей. Естественное скопление нефти и газа в каком – нибудь участке земной коры в бльших количествах упрощённо можно назвать месторождением нефти и газа. В зависимости от условий формирования месторождения можно разделить на два вида. Поэтому в данном вопросе необходимо рассмотреть что такое нефтегазоносный район, область, провинция, а также в каких областях, какие классы месторождений. Всякая нефтяная или газовая залежь обладает потенциальной энергией, которая в процессе её разработки переходит в кинематическую и расходуется на вытеснение нефти или газа из пласта. Так как нефть и газ находятся в движении необходимо знать, как действуют упругие силы нефти, воды и породы: газа, сжатого в газовых шапках; газа, растворённого в нефти; силы тяжести нефти; пластовое давление и температура.


Вопросы для самоконтроля:


  1. В каких породах залегает нефть?

  2. Какие породы называют породами – коллекторами?

  3. Перечислите и охарактеризуйте основные коллекторные свойства пород – коллекторов.

  4. Понятие о природных резервуарах и ловущках, их типы.

  5. Что называют залежью и месторождением?


Раздел 2. Бурение нефтяных газовых скважин


Студент должен:

знать:

  • понятия о скважине;

  • классификацию скважин по назначению;

  • способы бурения скважин;

  • оборудование и инструменты, применяемые при бурении скважин;

уметь:

  • различать способы бурения;

  • определять вид и тип породоразрушающего инструмента;

  • графически изображать конструкцию скважины;


Тема 2.1. Понятие о буровой скважине.

Классификация скважин по назначению.

Способы бурения скважин


Понятие о скважине. Скважины вертикальные, наклонные, наклонно-направленные. Понятие об устье, забое, стволе скважины, глубине и длине ствола, отходе ствола (зенитном, азимуталов). Скважины опорные, параметрические, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные.

Способы бурения скважин: роторный, турбинный, электробурение. Технологическая схема бурения скважин. Цикл строительства скважины.


Литература: 3, стр. 78 – 81, 81 – 84, 84 – 87, 87 – 109, 109 – 114, 114 – 123, 123 – 126, 126 – 129, 129 – 132, 132 – 135.


Методические указания


Рассмотрение данной темы целесообразно начать с изучения понятия о скважине и её назначение (забой, устье, диаметр, глубина). Рассматривая классификацию скважин по назначению, отметить назначение и пределы изменения глубин и диаметров каждой категории скважин.

Основными способами бурения в настоящее время являются вращательные, при которых бурение скважины осуществляется в результате непрерывного одновременного воздействия трёх факторов: вращение долота, осевой нагрузки и удаление разрушенной породы на поверхность. В связи с этим, необходимо детально рассмотреть технологическую схему вращательного бурения и уяснить, как и при помощи каких механизмов осуществляются вышеперечисленные факторы, а так же вспомогательные операции – наращивание и замена долота.

В зависимости от способа вращения долота различают разновидности вращательного бурения: роторный и бурение винтовыми забойными двигателями. Необходимо рассмотреть сущность и особенности этих вопросов, отметить преимущества, их недостатки и область применения. Здесь же необходимо рассмотреть устройство и принцип работы турбобура и электробура и их типы.

К основному инструменту в бурении относят средства непосредственного воздействия на породу – породоразрушающие инструменты (долота) и бурильную колонку (бурильные, утяжелённые трубы, центраторы и т. д.). От качества и правильного выбора долот, компоновки бурильной колонны в значительной степени зависит эффективность бурения.

Изучение долот следует начинать с их классификации по назначению, конструкции и т. д. А при изучении отдельных видов долот уяснить устройство, типы, конструктивные особенности, область применения (сделать рисунки).

Изучая тип долот необходимо отметить достоинства и недостатки, пути повышения долговечности и качества долот.

Бурильная колонна в значительной степени определяет успешность бурения: она служит для передачи вращения долоту, создания осевой нагрузки на долото, подачи бурового раствора на забой скважины. Изучение бурильной колонны следует начинать в последовательности: назначение колонны – составные части (компоновка) бурильной колонны (с зарисовкой разновидностей компоновок) – требования, предъявляемые к бурильной колонне – типы, конструкции. Необходимо так же сделать зарисовку концов бурильных труб и замков.

Процесс бурения состоит из цикла основных операций: 1) спуска бурильного инструмента в скважину; 2) вращение долота и разрушение породы; 3) наращивание бурильного инструмента по мере углубления скважины; 4) промывка забоя буровым раствором или продувка воздухом с целью удаления обломков выбуренной породы на дневную поверхность; 5) подъём бурильного инструмента для замены изношенного долота. В связи с этим в данном вопросе необходимо рассмотреть устройство и назначение основных механизмов, применяемых при спуско – подъёмных операциях (талевая система, кронблоки и талевые блоки, крюки и крюкоблоки, буровые лебёдки и т. д.). Необходимо знать устройство и принцип работы механизмов, участвующих при свинчивании и развинчивании бурильных труб (ключи ПКГ – 3 и АКБ – 3, установка АСП – 3), а также вспомогательные механизмы и приспособления на буровой, применяемые для облегчения труда.

Горные породы разбуривают вращательным способом при непременном условии – циркуляции жидкости (бурового раствора).

Промывка скважин является важнейшим технологическим процессом, который обуславливает как успешность, так и эффективность строительства скважины в целом.

Для промывки скважин применяются: вода, естественные растворы, глинистые растворы, аэрированная жидкость, растворы на нефтяной основе, эмульсионные растворы и др., называемые, в общем, буровыми растворами. В связи с этим, необходимо вначале уяснить технологические функции промывки и буровых растворов, требования, предъявляемые к ним.

Буровой раствор представляет собой сложную систему, состав и параметры которой выбирают соответственно условиям бурения, поэтому следует рассмотреть технологию приготовления глинистого раствора (как одного их многих видов раствора) и регулирования его параметров, применяемое при этом оборудование, материалы и реагенты.

Вышедший из скважины буровой раствор после очистки от разрушенной породы вновь закачивается в скважину, поэтому следует изучить способы и средства очистки буровых растворов.

Так как закачка буровых растворов в скважину производится буровыми насосами, необходимо знать их устройство, производительность, марки.

Выбор наиболее эффективного способа бурения обусловлен задачами, которые должны быть решены при разработке или совершенствовании технологии бурения в конкретных геологических условиях. Другими словами, в каждом конкретном случае нужно подобрать такой эффективный режим бурения, который в конечном случае даёт наименьшую сумму затрат на 1 м проходки.

Под режимом бурения понимают сочетание факторов, влияющих на показатели работы долота, которые можно изменять непосредственно в процессе бурения. К ним относятся: осевая нагрузка на долото Р (кН); частота вращения долота (об/мин); количество прокачиваемого через скважину бурового раствора в единицу времени (л/с); качество бурового раствора (плотность, вязкость, показатель фильтрации, статистическое напряжение сдвига и др.). Подержание установленного режима бурения требует постоянного контроля за значениями параметров в процессе бурения, поэтому далее следует рассмотреть способы и приборы для оперативного контроля за параметрами.

При бурении скважин возникает необходимость в подъёме и спуске бурильных труб для замены изношенного породоразрушающего инструмента, в поддержании на весу бурильной колонны при проходке и спуске обсадной колонны для крепления стенок скважины. Для этих целей применяют буровые вышки, которые в зависимости от назначения скважин, их глубины и конструкции имеют различные параметры технических характеристик. Соответственно разнообразным условиям бурения применяют буровые установки различных классов и типов. В связи с этим необходимо уяснить классификацию буровых установок по ГОСТ 16293 – 82 и понятие об основных параметрах буровых установок с одинаковыми параметрами, но отличающиеся типами приводов и другими особенностями. Далее следует уяснить назначение, принципиальное устройство, принципы действия, основные параметры элементов буровой установки. При этом желательно дать эскизы и схемы основных механизмов и схемы расположения компоновок оборудования.

При изучении вопроса о приводе буровых установок надо отметить, в каких случаях, где и когда применяются двигатели внутреннего сгорания, газотурбины и электродвигатели. Дать краткую характеристику каждого из них, а также достоинства и недостатки.

При строительстве буровых установок различают следующие методы: 1) поагрегатный, 2) мелкоблочный, 3) крупноблочный. Необходимо уяснить в каких конкретных случаях применяются тот или иной метод исходя из местных геологических условий. Какие основания строятся для установки буровых вышек, также исходя из конкретных геологических условий.

Нужно особо обратить внимание на расположение бурового оборудования при дизельном и электрическом приводе, а также технику безопасности и противопожарные мероприятия.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Что называется скважиной? Классификация скважин по назначению.

  2. Способы бурения скважин: роторный, турбинный, электробурение.

  3. Перечислите основные операции вращательного бурения.


Раздел 3. Добыча нефти и газа


Студент должен:

знать:

уметь:

  • производить расчёт и подбор оборудования для скважинной насосной эксплуатации.


Тема 3.1. Физические основы добычи нефти и газа


Физические свойства нефти: плотность, вязкость. Воды нефтяных месторождений. Силы, действующие в продуктивном пласте, способствующие извлечению нефти из залежи и противодействующие этому процессу. Режимы работы нефтяных и газовых залежей.

Основные понятия и определения в добыче нефти. Условия притока нефти к забоям скважины. Нефтеотдача пластов. Цели и задачи исследований эксплутационных скважин.


Методические указания


Наиболее полное, с минимальными затратами извлечение нефти и газа из недр земли требует детального изучения состава и свойств нефти, газа и воды. Свойства пластовых флюидов определяют, кроме того, условия работы, долговечность оборудования, учитываются при проектировании и выборе технологического режима и оборудования к скважинам.

По составу и свойствам можно судить о товарных качествах нефти, которая классифицируется на классы, типы, группы, виды. Содержание в ней сернистых соединений, парафина, смол ухудшает их качество, вызывает осложнения при добыче, перекачке и переработке нефти.

Нефть, газ, пластовые воды рекомендуется рассматривать в следующей последовательности: состав; классификация по содержанию отдельных соединений; свойства; влияние состава свойств на процессы добычи нефти и газа.

Состояние и свойства пластовых флюидов в значительной степени зависят от величины пластовых давления и температуры, газосодержания. Поэтому важно уметь определять, эти параметры и показатели, которые характеризуют свойства нефти в пластовых условиях. Значение физических свойств пластовой нефти необходимо при проектировании разработки месторождения, выбора методов повышения нефтеотдачи, пластов и повышения дебитов скважин.

При изучении данной темы необходимо уделить внимание вопросу образования и влияния водонефтяных эмульсий на процессы добычи и транспортировки нефти.

Извлечение нефти из недр на поверхность связано с движением её на пласту (в пористой среде) к забоям скважин и по стволу скважины. Наиболее сложным, с точки зрения закономерностей движения и управления этим процессом, является движение жидкостей и газов в пласте.

Движение нефти и газа к забоям скважин происходит за счёт пластовых (природных) сил. При рассмотрении движущих сил необходимо уяснить природу этих сил, запасы энергии, характер появления. Также нужно уяснить силы сопротивления движению нефти в пласте, факторы и явления, препятствующие полному её извлечению.

Под режимом эксплуатации (работы) залежи понимают основной вид движущих сил и характер их проявления. Здесь необходимо дать определение коэффициента нефтегазоотдачи, какие факторы влияют на конечный коэффициент нефтегазоотдачи при различных режимах работы залежи.

Особое внимание обратите на уравнение Дюпюи и величины, входящие в него, так как от них зависит приток и производительность (дебит) скважин. В пласте может наблюдаться движение многофазной смеси и как это влияет на дебит скважины нужно очень хорошо себе уяснить.

Необходимо иметь в виду, что на практике для определения дебита часто пользуются уравнением притока Q = К*|РПЛ – РЗАБ|п


Вопросы для самоконтроля:


  1. Охарактеризуйте элементарный, групповой и фракционный составы нефти.

  2. Как определяют плотность нефти? В каких пределах изменяется плотность нефтей?

  3. Что такое вязкость? В каких пределах изменяется вязкость нефтей?

  4. Виды вязкости.

  5. Какие компоненты входят в состав природных газов?

  6. Какой газ называется идеальным?

  7. Какое давление называют давлением насыщения пластовой нефти?

  8. Что такое критическое давление и критическая температура газа?

  9. Классификация вод нефтяных и газовых месторождений.

  10. Как определяют пластовое давление и температуру?

  11. Перечислите источники пластовой энергии.

  12. На что расходуется пластовая энергия? Какие силы препятствуют движению нефти в пласте?

  13. Формулы, по которым можно рассчитать дебит нефтяной скважины.


Тема 3.2. Разработка нефтяных и газовых

месторождений


Понятие о разработке нефтяного и газового месторождения.

Системы разработки. Сетки размещения скважин. Выбор рациональной системы разработки и факторы, ее определяющие. Особенности разработки, газовых и газоконденсатных месторождений. Контроль и регулирование разработки.

Искусственные методы воздействия на нефтяные пласты. Методы повышения нефтеотдачи и газоотдачи пласта.


Литература: 5, стр. 100 – 133; 8, стр. 359 – 367;

9, стр. 165 – 175; 12; 13


Методические указания


В процессе разработки нефтяных месторождений энергия нефтяных пластов, показателем которой является пластовое давление, постепенно снижается. Если не предпринимать мер по искусственному подъёму жидкости из скважины, то отбор нефти из залежи сначала сокращается частично, затем полностью.

В настоящее время на нефтяных месторождениях России и в зарубежной практике широко распространены различные методы поддержания пластового давления.

Сущность их методов состоит в том, сто в продуктивные пласты нагнетают воду, воздух или другие агенты в количествах, компенсирующих отобранную из пласта жидкость. Студенты должны хорошо знать необходимость применения методов заводнения пластов и условия их рационального применения, при этом особое внимание следует уделить законтурному и внутриконтурному заводнению.

В настоящее время широко внедряются, с целью повышения эффективности процесса, такие методы воздействия на пласты, как: избирательное заводнение, циклическая закачка, закачка загущенной воды и воды, обработанной ПАВ, закачка углекислоты, различного типа растворителей и теплоносителей, создание ВДОГ. Необходимо ознакомиться с технологией и техникой этих методов. При определённых условиях в пласт может закачиваться газ, поэтому знать этот метод также необходимо.

Необходимо, так же, знать схемы законтурного и внутриконтурного заводнения и технологическую схему процесса поддержания пластового давления путём нагнетания газа в газовую шапку.

Для заводнения нефтяных пластов в качестве агента могут быть использованы воды как поверхностных водоёмов (реки, моря, озера), так и глубинных водонасосных горизонтов, а также пластовые воды, извлекаемые из недр вместе с нефтью. В связи с этим студент должен знать, какие требования предъявляются к воде подлежащей закачке в пласт.

Необходимо, также уделить внимание схемам водоочистной станции, схемам водоснабжения для законтурного заводнения.

Студент должен знать назначение и работу кустовых насосных станций, расположение и назначение основного и вспомогательного оборудования, а также задачи по технике безопасности и противопожарные мероприятия на кустовых насосных станциях.

Для интенсификации добычи нефти (газа), для более полного извлечения нефти из пласта (увеличения коэффициента нефтеотдачи) применяют искусственные методы воздействия на пласт. Методы, в зависимости от основной цели, можно разделить на две группы:

а) методы поддержания пластового давления – закачка воды или газа;

б) методы увеличения нефтеотдачи пластов – физико – механические, гидродинамические, тепловые методы.

Наиболее распространёнными являются методы заводнения; законтурное, внутриконтурное. Поэтому необходимо уделить внимание видам заводнения и реализации этих методов: системам водоснабжения и водоподготовки, применяемому оборудованию и условиям его работы.

При рассмотрении методов повышения нефтеотдачи пластов необходимо тщательно разобраться в сущности каждого метода и эффективности их применения.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Назовите основные геологические данные, необходимые для составления проекта разработки нефтяного месторождения.

  2. Какие факторы ограничивают отбор нефти из скважин?

  3. Какие вопросы решаются в проекте разработки?

  4. С какой целью строят графики и карты разработки?

  5. Отличие разработки газовых месторождений от нефтяных?

  6. Какие задачи решаются по картам изобар?

  7. Какие существуют сетки скважин?

  8. С какой целью применяют методы ППД?

  9. В чём сущность законтурного и внутриконтурного заводнения?

  10. Что такое коэффициенты нефтегазоотдачи?



Тема 3.3. Способы эксплуатации нефтяных и газовых скважин


Существующие способы эксплуатации скважин. Фонтанная эксплуатация скважин: теория фонтанирования, роль фонтанных труб, оборудования устья фонтанной скважины, регулирование работы фонтанных скважин, борьба с отложениями парафина в фонтанных скважинах.

Газлифтная эксплуатация скважин: принцип действия газового (воздушного) подъемника, системы подъемников, оборудование устья газлифтных скважин. Компрессорное хозяйство. Бескомпрессорный газлифт.

Насосная эксплуатация скважин. Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми насосными установками: схема и принцип действия штанговой насосной установки, типы насосов; оборудование устья насосных скважин, станки-качалки, производительность штанговой насосной установки и ее регулирование.

Эксплуатация нефтяных скважин бесштанговыми погружными насосами: схема и принцип действия погружной электроцентробежной насосной установки. Погружные винтовые электронасосы.

Влияние газа, песка и парафина на работу глубиннонасосных установок.

Особенности эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин.

Обвязка устья скважин. Сепарация газа. Борьба с гидратообразованием.


Литература: 3, стр. 160 – 162, 167 – 170, 179 – 181;

5, стр. 199 – 231, 232 – 308, 309 – 332, 405 – 438;

6, стр. 322 – 323; 8, стр. 289 – 303, 303 – 321, 368 – 373;

9, стр. 146 – 155, 155 – 162, 162 – 165, 176 – 181; 12; 13.


Методические указания


Фонтанным способом эксплуатации начинается изучение способов добычи нефти в России, и этот способ является наиболее экономичным. В отличие от механизированных способов добычи нефти фонтанная эксплуатация скважин осуществляется только за счёт природной энергии без подвода в скважину какого – либо вида энергии с поверхности. Необходимо чётко уяснить режимы движения газожидкостей смеси в скважине и зависимость между дебитом жидкости и расходом газа, а также роль фонтанных труб в рациональном расходовании пластовой энергии и обеспечении нормально работы скважин.

Следовательно, изучение фонтанного способа эксплуатации нужно начать с понятия о фонтанировании.

Изучение оборудования фонтанных скважин желательно начать с возможных схем оборудования скважин (без пакера, с пакером, комплект оборудования КУСА и др.), затем уяснить назначение, принципиальное устройство и характеристики элементов наземного и подземного оборудования. В заключение рассмотреть меры борьбы с осложнениями при эксплуатации фонтанных скважин (с образованием отложений парафина, солей) вопросы обслуживания скважин, техники безопасности, противопожарные мероприятия и мероприятия по охране окружающей среды.

Самым распространённым способом добычи нефти является глубинно – насосный, который охватывает в настоящее время почти 80% всего действующего фонда скважин. Это объясняется, во первых, тем, что глубинно – насосными установками можно эксплуатировать скважины с глубиной подвески насоса до 3500 м дебита жидкости от долей тонны до 400 т/сут и выше; а во – вторых, тем, что эти установки имеют ряд преимуществ перед компрессорным способом эксплуатации.

При изучении штанговой насосной установки следует основательно разобраться в принципе работы насоса, конструктивных особенностях невставного и вставного насоса и условиях их рационального применения.

Насосно – компрессорные трубы и насосные штанги являются ответственными элементами установок, поэтому надо обратить внимание на их конструкцию, условие их работы в скважине, методику выбора диаметра труб в зависимости от дебита скважины, диаметра и глубины подвески насоса. Необходимо так же знать методику выбора штанговых колонн в зависимости от конкретных условий скважины, правила обращения со штангами при их хранении, транспортировки, спуске и подъёме из скважины.

Изучая приводы штанговой установки, следует обратить внимание на устьевое оборудование, типы станков – качалок ряда СКН и нормального ряда СК, согласно ГОСТа. Необходимо изучить основные узлы станков – качалок, принцип их уравновешивания и приёмы изменения длины хода точки подвеса штанг и тела качаний балансира.

При эксплуатации скважин любого назначения (нефтяных, газовых и др.), так же как и при эксплуатации любого другого инженерного сооружения, необходимо периодически их ремонтировать. Подземный ремонт скважин в зависимости от вида и мощности работ условно разделяют на текущий и капитальный.

Студенту необходимо разобраться, какие виды работ относятся к текущему и капитальному ремонту, какое оборудование применяется в том или ином виде подземного ремонта, какие инструменты и приспособления применяются для спуска труб и штанг.

Кроме перечисленных вопросы необходимо знать организацию и проведение капитального ремонта, а также технику безопасности, противопожарные мероприятия и мероприятия по охране окружающей среды при ремонте скважин.

Принцип действия газлифта (газового подъёмника) аналогичен работе фонтанного подъёмника при фонтанировании за счёт энергии газа. Разница заключается в том, сто недостающее количество газа нагнетается с поверхности. Поэтому основное внимание здесь необходимо уделить реализации этого процесса: конструкциям (схемам) газлифтных подъёмников, характеристикам компрессоров, оборудованию газлифтных скважин и компрессорных станций. Разбирая вопрос об обслуживании компрессоров, обратите внимание на вопросы энергообеспечения.

В заключение рассмотрите преимущества и недостатки способа, область применения, вопросы безопасности и противопожарные мероприятия на компрессорных станциях.

В глубоких, искривлённых скважинах при больших отборах жидкости, как правило, применяются бесштанговые насосные установки.

Студенту необходимо знать в каких случаях применяются электроцентробежные насосы, и в каких гидропоршневые насосы. Необходимо знать принцип работы этих установок, условия их эксплуатации и порядок выбора установок, исходя из характеристики скважины. Необходимо также чётко представить схемы оборудования при добыче нефти с помощью ЭЦН и гидропоршневых насосов.

В заключении необходимо рассмотреть область применения, достоинства и недостатки бесштанговых насосов, а также мероприятия по технике безопасности при эксплуатации погружных электроустановок.

Конструкции, оборудование и эксплуатация газовых скважин во многом аналогичны фонтанным нефтяным скважинам. Особенностями эксплуатации газовых скважин являются наличие высоких давлений на устье скважин, образование коррозии и кристаллогидратов в скважине и выкидных линиях, необходимость в некоторых случаях изолировать эксплуатационную колонну от воздействия газа применением пакеров.

Необходимо рассмотреть работу газовых скважин в осложнённых условиях (образование кристаллогидратов, накопление воды на забое скважин, вынос песка и другие), а так же методы ликвидации этих осложнений.

Особое внимание уделите изучению вопросов установления технологического режима и охраны природы при эксплуатации газовых скважин.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Условие фонтанирования скважины. Виды фонтанирования скважин.

  2. Наземное и подземное оборудование фонтанных скважин.

  3. Что такое штуцер и для чего он предусмотрен?

  4. Неполадки при фонтанной эксплуатации.

  5. Условие работы газлифтного подъёмника.

  6. Системы и конструкции газлифтных подъёмников.

  7. Как осуществляется пуск газлифтной скважины в эксплуатацию?

  8. Принцип работы ШСНУ. Условия эксплуатации скважин ШСНУ.

  9. Наземное оборудование скважин, оборудованных ШСН.

  10. Подземное оборудование скважин, оборудованных ШСН.

  11. Зачем и как уравновешивают СК?

  12. Что называется коэффициентом накопления и коэффициентом подачи?

  13. Из каких узлов состоит установка ЭЦН?

  14. Осложнения при эксплуатации скважин УЭЦН и ШСН, борьба с ними.

  15. Назовите причины выхода из строя установок ЭЦН и ШСН.

  16. Особенности конструкции газовых скважин.

  17. Гидратообразование, предупреждение гидратообразования.



Тема 3.4. Методы увеличения производительности

скважин


Цели и методы взаимодействия на призабойную зону пласта. Кислотная обработка скважин. Гидравлический разрыв пласта. Гидропескоструйная перфорация. Торпедирование скважин. Виброобработка забоев скважин. Тепловое воздействие на призабойную зону. Охрана труда и охрана окружающей среды при производстве работ по увеличению производительности скважин.


Методические указания


В процессе эксплуатации наблюдается снижение производительности и приемистости нагнетательных скважин из – за ухудшения проницаемости призабойной зоны пласта (ПЗП) и снижение подвижности нефти в результате образования в ПЗП отложения смол, парафина и солей; кроме того, значительная часть вновь вводимых из бурения скважин имеет низкие первоначальные дебиты из – за низкой естественной проницаемости пласта или значительного загрязнения ПЗП в процессе закачивания скважин. Для увеличения или восстановления дебитов (приемистости) скважин применяют методы воздействия на ПЗП, основанные на увеличении (восстановлении) проницаемости ПЗП, снижении вязкости нефти, изменении поверхностного натяжения на границе раздела фаз (нефть – вода – порода).

Начинать изучение темы рекомендуется с выяснения причин снижения производительности эксплуатационных и нагнетательных скважин, классификация методов по механизму воздействия с указанием методов относящихся к каждой группе.

Изучать основные методы каждой группы рекомендуется в следующей последовательности: сущность метода (как достигается увеличение производительности), применяемые материалы (реагенты), параметры обработки (например, расход, концентрация раствора кислоты при СКО), схема обработки и последовательность операций, применяемое оборудование, область применения метода.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Что понимают под призабойной зоной пласта?

  2. Как выбирают метод воздействия на ПЗП для данной скважины?

  3. Сущность солянокислотной обработки.

  4. Как проводят ГРП?

  5. Сущность ГРП.

  6. В каких скважинах целесообразно проводить вибродействие и тепловое воздействие?

  7. В чём сущность комплексного воздействия?





следующая страница >>