Эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Сущность метода внутритрубной деэмульсации заключается в том, что в смесь нефти и воды добавляется специальное вещество -- деэмульгатор в количестве 15 ... 20г на тонну эмульсии. Деэмульгатор разрушает бронирующую оболочку на поверхности капель воды и обеспечивает тем самым условия для их слияния при столкновениях. В последующем эти укрупнившиеся капельки относительно легко отделяются в отстойниках за счет разности плотностей фаз.

Термическое воздействие заключается в том, что нефть, подвергаемую обезвоживанию, перед отстаиванием нагревают. При нагревании, с одной стороны, уменьшается прочность бронирующих оболочек на поверхности капель, а, значит, облегчается их слияние, с другой стороны, уменьшается вязкость нефти, в которой оседают капли, а это увеличивает скорость разделения эмульсии.

Нагревают эмульсию в резервуарах, теплообменниках и трубчатых печах до температуры 45 ... 80 °С.

Термохимический метод заключается в сочетании термического воздействия и внутритрубной деэмульсации.

Электрическое воздействие на эмульсии производится в аппаратах, которые называются электродегидраторами. Под действием электрического поля на противоположных концах капель воды появляются разноименные электрические заряды. В результате капельки притягиваются друг к другу и сливаются. Затем они оседают на дно емкости.

Фильтрация применяется для разрушения нестойких эмульсий. В качестве материала фильтров используются вещества, не смачиваемые водой, но смачиваемые нефтью. Поэтому нефть проникает через фильтр, вода нет.

Разделение в поле центробежных сил производится в центрифугах, которые представляют собой вращающийся с большим числом оборотов ротор. В ротор по полому валу подается эмульсия. Здесь она под действием сил инерции разделяется, так как капли воды и нефти имеют различные плотности.

При обезвоживании содержание воды в нефти доводится до 1 ... 2 %.

Обессоливание нефти осуществляется смешением обезвоженной нефти с пресной водой, после чего полученную искусственную эмульсию вновь обезвоживают. Такая последовательность технологических операций объясняется тем, что даже в обезвоженной нефти остается некоторое количество воды, в которой и растворены соли. При смешении с пресной водой соли распределяются по всему ее объему и, следовательно, их средняя концентрация в воде уменьшается.

При обессоливании содержание солей в нефти доводится до величины менее 0.1%.

Нефть после ступени обезвоживания I нагревается в теплообменнике 1 и смешивается с промывочной пресной водой IV в количестве 5--10 % от массы обрабатываемой продукции. Перед этим в ее поток вводят поверхностно-активное вещество - деэмульгатор II и (если в нефти содержатся неорганические кислоты) щелочь или соду III. Пресная вода диспергируется в нагретой нефти до поступления в электродегидратор 2, в котором под действием электрического поля происходит слияние капель соленой и пресной воды. В результате укрупнения капли быстро оседают и переходят в водную фазу, которая направляется затем в нефтеотделитель 3 для дополнительного отстоя. Уловленная в нефтеотделителе нефть с оборотной водой VII возвращается на прием электродегидратора, а дренажная вода VI сбрасывается в систему подготовки для поддержания пластового давления (ППД). Обессоленная нефть из электродегидратора V направляется на следующую ступень - стабилизацию.

Рис.3.1.4. Схема обессоливания нефти

1 - теплообменник;

2 - электродегидратор;

3 - нефтеотделитель.

Под процессом стабилизации нефти понимается отделение от нее легких (пропан-бутанов и частично бензиновых) фракций с целью уменьшения потерь нефти при ее дальнейшей транспортировке.

Стабилизация нефти осуществляется методом горячей сепарации или методом ректификации. При горячей сепарации нефть сначала нагревают до температуры 40 ... 80 0С, а затем подают в сепаратор. Выделяющиеся при этом легкие углеводороды отсасываются компрессором и направляются в холодильную установку. Здесь тяжелые углеводороды конденсируются, а легкие собираются и закачиваются в газопровод.

При ректификации нефть подвергается нагреву в специальной стабилизационной колонне под давлением и при повышенных температурах (до 240 °С). Отделенные в стабилизационной колонне легкие фракции конденсируют и перекачивают на газофракционирующие установки или на ГПЗ для дальнейшей переработки.

3.2 Система ППД. Организация ППД на промысловых объектах

Естественные режимы залегания залежей нефти недолговечны. Процесс снижения пластового давления ускоряется по мере наращивания отборов жидкостей из пласта. И тогда, даже при хорошей связи залежей нефти с контуром питания, его активным воздействием на залежь, неминуемо начинается истощение пластовой энергии.

При организации поддержания пластового давления (ППД) наиболее сложным является достижение максимального вытеснения нефти из пласта при эффективном контроле и регулировании процесса. При этом следует иметь ввиду, что вода и нефть отличаются своими физико-химическими характеристиками. Подготовка пресных вод для использования в системе ППД.

Количество пластовых сточных вод, добываемых вместе с нефтью и используемых в системе заводнения, обычно обеспечивает потребность для этих целей не более чем на 30-50%, остальные 70-50% - это пресные, подземные минерализованные и реже - морские воды.

Водозаборы грунтовых вод разделяются на подрусловые артезианские. В практике заводнения большее распространение получили подрусловые водозаборы, схемы которых приводится на рис 3.2.1 а.

Рис 3.2.1. Водозаборы поверхностных вод: а-подрусловый водозабор: 1 - обсадная труба; 2- эксплуатационная колонна; 3 -фильтр; 4 -резервуар; 5 - вакуум-компрессор; 6,9 - насосы; 7 - колодец; 8 - резервуар чистой воды; б - водозабор открытого водоема: 1 - прием насоса; 2 - приемная труба; 3 - площадка; 4- сваи; 5 - насосная станция первого подъема.

Централизованная система закачки включает в себя водозабор, станцию второго подъема, кустовую нагнетательную насосную станцию и нагнетательные скважины.

В последние годы получили распространение блочные НКС, которые изготовляются на заводах в виде отдельных блоков и доставляются к месту монтажа в собранном виде. Кустовые насосные станции предназначены для нагнетания очищенных вод в продуктивные горизонты.

Число КНС, их расположение на месторождении, мощность устанавливаемых насосов определяют на основе проекта разработки залежи и технико-экономических расчетов. Во избежание больших гидравлических потерь при подаче воды к нагнетательным скважинам КНС обычно располагают вблизи скважин. В КНС устанавливают от 2 до 5 центробежных насосов, один из которых - резервный.

Рис.3.2.2. Схема КНС.

1 - магистральный водовод;

2 - приемный коллектор.

Рис.3.2.3. Схема законтурного заводнения:

1 - нефтяные скважины;

2 - нагнетательные скважины;

3 - контрольные скважины;

4 - внутренний контур нефтеносности.

Законтурное заводнение характерно тем, что нагнетательные скважины расположены за пределами залежи вблизи внешнего контура нефтеносности. Добывающие скважины расположены рядами (батареями) параллельно внутреннему контуру нефтеносности. Наиболее благоприятным объектом законтурного заводнения - пласты сложенные однородными породами с хорошей проницаемостью, не осложненными нарушениями. Расстояние нагнетательного ряда до внешнего ряда добывающих скважин принимают для однородных пластов в пределах 1000 -- 1200 м. для пластов неоднородных и с низкой проницаемостью 600 - 700 м.

Извлекаемые запасы нефти и коэффициент нефтеотдачи пласта наиболее тесно связан с охватом пласта вытесняющим агентом и определяется особенностями геологического строения, проницаемости коллектора, свойствами нефти и вытесняющего агента, системой разработки. Наибольшему увеличению охвата пластов воздействием способствуют технологии, основанные на нестационарном режиме заводнения, избирательном и очаговом заводнении, применением повышенных давлений на линии нагнетания, выбором оптимальной сетки скважин.

Повышенное давление, создаваемое на линии нагнетательных скважин, активно воздействует только на 2-3 ближайшие ряда добывающих скважин. При разработке залежей значительных по площади применяют внутриконтурное заводнение.

Особенностью этой системы является размещение нагнетательных скважин рядами в нефтяной залежи, которыми вся ее площадь разрезается на отдельные участки.

Рис.3.2.4. Схема внутриконтурного заводнения

1 - нагнетательные скважины; 2- эксплуатационные скважины.

Различают осевое заводнение с расположением нагнетательных скважин по оси структуры и кольцевое - с расположением внутри залежи в виде кольца, разделяющего ее на центральную и кольцевую площади.

Рис.3.2.5. Схемы центрального заводнения:

а - осевое заводнение; б -- кольцевое заводнение;

1 - нагнетательные скважины; 2 - эксплуатационные скважины

Блоковая система заводнения предусматривает расположение нагнетательных скважин параллельными прямолинейными рядами с размещением между ними рядов добывающих скважин. Залежь разрабатывается по блокам, независимым друг от друга. Такие системы разделяют по числу рядов добывающих скважин в блоке на однорядные, трехрядные и пятирядные.

Площадное заводнение характерно расположением добывающих и нагнетательных скважин на площади равномерно по правильной геометрической сетке

Элемент пятиточечной системы - квадрат в центре которого расположена скважина нагнетательная, а по углам квадрата добывающие;

Элемент семиточечной системы - шестиугольник с добывающими скважинами в углах и нагнетательной в центре.

Элемент девятиточечной системы -- квадрат, в углах которого и в середине его сторон расположены добывающие скважины, а в центре нагнетательная).

Избирательное заводнение характерно выбором скважин под нагнетание воды после разбуривания части площади по равномерной сетке на основании данных геофизических и гидродинамических исследований.

3.3 Ознакомление с работами по обслуживанию и ремонту трубопроводов

Нефть, газ и нефтепродукты на дальние расстояния и в больших объемах транспортируют по трубопроводам.

Различают следующие трубопроводные системы: нефтепроводы, нефтепродуктопроводы, газопроводы.

Трубопровод для перекачки нефти называют нефтепроводами.

Нефтепровод и газопровод - сложное инженерное сооружение, частями которого являются: запорная, регулирующая и предохранительная арматура; устройства для ввода химических реагентов; контрольно-измерительные приборы и средства автоматики; устройства для защиты от коррозии, деформации трубопровода и т.д.

Собственно трубопровод - основная составляющая магистрального нефтепровода - представляет собой трубы, сваренные в «нитку», оснащенными камерами приема и спуска скребков, разделителей, диагностических приборов.

Трубопровод, уложенный в грунт, подвергается почвенной коррозии, а проходящий над землей - атмосферный. Для защиты трубопроводов от коррозии применяют пассивные и активные средства и методы.

В качестве пассивного средства используется изоляционное покрытие, к активным методам относится электрохимическая защита. Изоляционное покрытие применяемое на подземных магистралях трубопроводах, должно обладать высокими диэлектрическими свойствами; быть сплошными, водонепроницаемыми, механически прочными. Изоляционные покрытия не гарантируют необходимой защиты подземных трубопроводов от коррозии. Их прокладка должна осуществляться комплексно со средствами электрохимической защиты (ЭХЗ).

ЭХЗ осуществляется катодной поляризацией трубопроводов. если катодная поляризация производится с помощью внешнего источника постоянного тока, то такая защита называется катодной, если же поляризация осуществляется присоединением защищаемого трубопровода к металлу, имеющему более отрицательный потенциал, то такая защита называется протекторной.

Профилактические мероприятия на трубопроводе, а также ликвидация повреждений и аварий выполняются ремонтно-восстановитетьной бригадой, которая размещается на перекачивающих станциях; при больших расстояниях между перекачивающими станциями (больше 100--120 км) организуются промежуточные ремонтно-восстановительные пункты, количество которых зависит от рельефа местности, наличия проезжих дорог и состояния трубопровода. Эти бригады располагаются обычно вблизи населенных пунктов.

Состав самостоятельных ремонтно-восстановительных бригад, их оснащенность машинами и механизмами устанавливаются в зависимости от трассы, технического состояния трубопровода, количества параллельно уложенных ниток трубопроводов. [2.128]

Каждая ремонтно-восстановительная бригада должна быть обеспечена средствами передвижения, средствами откачки и пожаротушения, землеройными механизмами и сварочными машинами. Все машины и механизмы постоянно находятся в полной исправности и готовности к выезду для ликвидации повреждения на трубопроводе.

В зависимости от повреждения подготовляется котлован, размеры которого должны обеспечить свободный доступ к трубопроводу для выполнения работ.

Котлован тщательно очищают от нефтепродукта (после полной «го откачки) и изолируют от него. Необходимо перед началом сварочных работ добиться остановки поступления нефтепродукта из трубопровода.

Если повреждение представляет собой свищ, то утечку нефти можно остановить, забив деревянную пробку и срезав ее заподлицо с трубой

4. Техника безопасности при выполнении работ по обслуживанию скважин и подземного оборудования

4.1 Безопасность труда и промышленная санитария

Техника безопасности - система организационно-технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

Оборудование и инструмент должны содержаться в исправности и чистоте, соответствовать техническим условиям завода-изготовителя и применяться в соответствии с требованиями эксплуатационной и ремонтной документации. Для бурения нужно использовать лишь полностью исправную буровую установку. Вышку необходимо укреплять оттяжками из стального каната, число, диаметр и места, крепления которых должны соответствовать технической документации на данную установку. Все оборудование должно быть установлено так, чтобы была обеспечена возможность удобного и безопасного его обслуживания и ремонта. Оборудование, которое может оказаться под напряжением электрического тока, должно быть надежно заземлено и опробовано без нагрузки. Буровая установка должна иметь щит с приборами контроля за работой механизмов, ведением технологических процессов и состоянием скважины. На буровой следует иметь аптечку с набором перевязочных средств и медикаментов, необходимых для оказания первой помощи при несчастных случаях. Члены буровой бригады должны быть обучены приемам оказания первой помощи. Все вращающиеся и движущиеся части машин и механизмов должны надежно ограждаться.[1.23]

ГСМ должны храниться на расстоянии не менее 50 км от буровых установок с соблюдением необходимых мер безопасности.

При приеме смены бурильщик обязан проверить следующее:

1. Наличие документации;

2. Исправность бурового станка;

3. Исправность электрооборудования: надежность крепления двигателей.

Производственная санитария - система организационных, гигиенических и санитарно-технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих вредных производственных факторов. К их числу относятся повышенные уровни шума, вибрации, загазованности.

Для устранения или уменьшения опасности вредных веществ для человека важно ограничить применение их по числу и объему, а где возможно, заменить высокотоксичные на менее токсичные, сократить длительность пребывания людей в загрязненном воздухе и следить за эффективным проветриванием производственных помещений. Во всех случаях необходим постоянный контроль за чистотой воздуха. Наряду с другими средствами контроля эффективна одоризация выбросов сильно пахнущими одорантами. Наружный осмотр трубопроводов, проложенных открытым способом, при периодических обследованиях можно производить без снятия изоляции. Однако если состояние стенок или сварных швов трубопроводов вызывает сомнение, то по указанию лица, осуществляющего надзор за эксплуатацией трубопроводов, должно быть проведено частичное или полное удаление изоляции.

Наружный осмотр трубопроводов, уложенных в непроходных каналах или в земле, должен производиться путем вскрытия на отдельных участках длиной не менее 2 м. Число участков, в зависимости от условий эксплуатации, устанавливается лицом, ответственным за безопасную эксплуатацию.

Если при наружном осмотре обнаружены неплотности разъемных соединений, давление в трубопроводе должно быть снижено до атмосферного, температура горячих трубопроводов - до плюс 60 °С, а дефекты устранены с соблюдением необходимых мер по технике безопасности.

При обнаружении дефектов, устранение которых связано с огневыми работами, трубопровод должен быть остановлен, подготовлен к проведению ремонтных работ в соответствии с действующими инструкциями и дефекты устранены.

За своевременное устранение дефектов отвечает лицо, ответственное за безопасную эксплуатацию трубопроводов.

При наружном осмотре должно быть проверено состояние: изоляции и покрытий:

- сварных швов;

- фланцевых и муфтовых соединений, крепежа и устройств для установки КИП;

- опор;

- компенсирующих устройств;

- дренажных устройств;

- арматуры и ее уплотнений;

- реперов для замера остаточной деформации;

К самостоятельной работе на объектах месторождений с содержанием сероводорода допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, имеющие медицинское заключение о пригодности к работе в дыхательных аппаратах изолирующего типа, прошедшие необходимое обучение по безопасности работ на объекте и аттестацию в соответствии с требованиями работников, эксплуатирующих опасные производственные объекты, знающие свойства сероводорода, его воздействие на человека и умеющие оказывать пострадавшему первую доврачебную помощь.

Опасными и вредными производственными факторами на объектах сернистой нефти являются:

загазованность (сероводород, сернистый газ);

взрывопожароопастность;

нефть, химические реагенты;

электрический ток.

4.2 Охрана труда и окружающей среды

Все работы по ремонту скважин должны осуществляться в соответствии с нормативными документами, актами, положениями и правилами по охране окружающей среды. Мероприятия по охране окружающей среды должны быть предусмотрены в утвержденных документах на ремонт скважин (заявка, план, смета) и дополнительных указаниях и требованиях, сформулированных в процессе работ. Рабочему на территории промысла при обходе трассы трубопровода следует соблюдать следующие правила. Места открытого выделения газа обходить с наветренной стороны и извещать об опасности всех присутствующих вблизи аварийной зоны. Не располагаться на отдых и для приема пищи вблизи газоопасных мест. Не допускать появления открытого огня на территории промысла курить только в специально отведенных местах. Не допускать на территории промысла разлива нефти и замазученности, принять все меры по недопущению загрязнения почвы и водоемов нефтью и атмосферы нефтяным газом. Запрещается наносить удары по оборудованию, находящемуся под давлением. Запрещается использовать неисправные или не прошедшие в установленный срок проверку изолирующие защитные средства.

Список литературы

1. Карпеев Ю.С. Организация охраны труда на нефтегазодобывающих и газоперерабатывающих производствах. М.: Издательство Недра,1998. - 330 с.

2. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. Уфа. 2000.-220с.

3. Лысенко В.Д. Разработка нефтяных месторождений. М.: Издательство Недра, 2003. - 639с.

4. Калошин А.И. Охрана труда. М.: Издательство Агропромиздат, 1991. - 400с.

5. «Сборник инструкций по охране труда и технике безопасности по безопасному ведению работ при текущем и капитальном ремонте скважин НГДУ. 2000. - 200с.

6. Вакула Я.В. Основы нефтегазопромыслового дела. Альметьевск, 2009.- 364с.

7. Yandex, http://tatnipi-razrab.narod.ru/web-kadastr/romashkinskoe.htm

8. Грей Ф. Добыча нефти. М.: Издательство ОЛИМП-БИЗНЕС, 2004. - 410с.

9. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти. М.: Издательство Нефть и газ РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. - 380с.

10.Мстиславская Л.П., Павлинич М.Ф. Основы нефтегазового производства. М.: Издательство Нефть и газ, 2003. - 290с.

Размещено на Allbest.ru