Использование аммиака при эксплуатации скважин с высоковязкими нефтями в районах распространения многолетнемерзлых пород
Сложности строения месторождений, расположенных в районах крайнего севера. Технологический процесс, проходящего в скважине. Связь продуктивных пластов со скважиной. Одновременное использование аммиака, как теплоносителя, так и в качестве хладагента.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 02.11.2018 |
Размер файла | 357,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УДК 622.276
использование аммиака при эксплуатации скважин с высоковязкими нефтями в районах распространения многолетнемерзлых пород
П.А. Пахотин ИНиГ 5-2, Ю.В. Семенов к.т.н., зав. кафедрой РЭНГМ, Заслуженный Геолог РФ
Нефтяные компании (НК) все большее и большее внимание уделяют вводу в разработку месторождений вязкой и высоковязкой нефти (ВВН). Это обуславливается тем, что мировые запасы вязкой нефти составляют 810 млрд.т., в т. ч. РФ имеет значительные запасы такой нефти 6.2 млрд. т. [1]. Это 84 % от запасов стран СНГ. В недрах Тюменской области (Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн - НГБ) находятся 37,3 % вязкой нефти от общих запасов вязкой нефти РФ, а в республике Коми (Тимано-Печорский НГБ) - 14,4 %. В совокупности эти 2 региона обладают более 50 % всех запасов вязкой нефти РФ, что и определяет интерес к изучению свойств вязкой нефти, добываемой именно в этих областях. Большинство месторождений, принадлежащих к этим регионам, расположены в районах распространения многолетнемерзлых пород (ММП).
На эксплуатацию скважин, расположенных в районах крайнего севера, значительное влияние оказывают сложности геологического строения месторождений: наличие ММП толщиной до 250…350 м с естественной температурой до -20С; наличие пластов, насыщенных тяжелой (до 997,8 кг/м3) и высоковязкой (до 492,13*10-4 м/с2) нефтью; неблагоприятные термобарические характеристики залегания продуктивных пластов (пластовое давление на 0,5…1,0 МПа ниже гидростатического, температурный градиент соответствует 2,10С).
Промысловыми исследованиями установлено, что не всегда после перфорации удается установить связь продуктивных пластов со скважиной, а в случае получения притока вязкой нефти - предотвратить затухание процесса подъема нефти по насосно-компрессорным трубам (НКТ) с забоя к устью скважины. Наличие ММП, низких пластовых температур и давлений ускоряет процесс выпадения низкокипящих смол и парафина, затрудняет работу скважин и становится причиной осложнений и аварий.
В работе предлагается обоснование и оценка возможности использования аммиака при эксплуатации скважин с высоковязкой нефтью при наличии ММП [2]. Целью использования аммиака при эксплуатации скважин в сложных горно-геологических условиях Крайнего Севера является удовлетворение следующим требованиям: необходимость обогрева НКТ, что позволит снизить вязкость движущейся по ним нефти и обеспечить беспрепятственный подъем ее на поверхность; защиты скважины от оттаивания околоствольного грунта потоком нагретой нефти и интенсификации притока нефти из пласта в скважину. Особенностью разработанного принципиально нового способа эксплуатации скважин является одновременное использование аммиака, как теплоносителя, так и в качестве хладагента.
Жидкий аммиак (ЖА) имеет уникальное свойство [3], на которое и было обращено внимание специалистов, занимающихся решением вышеуказанной проблемы. Температура кипения ЖА при атмосферном давлении (0,1 МПа) равна -33,35 °C. Температура плавления -77,70 °C. Имеется таблица, в которой указаны давления и соответствующие им температуры кипения [4].
Сущность технологического процесса следующая [2]. Подается теплоноситель - ЖА, который предварительно нагревается с одновременным повышением давления. Для эффективного обогрева ЖА подается на поверхность НКТ тонким слоем, для этого предусмотрена установка распределителя. Стекая по стенкам НКТ, ЖА отдает тепло транспортируемой нефти и постепенно охлаждается. В нижней части колонны установлено циркуляционное манжетное устройство с отверстием для перетока в кольцевое пространство (КП) между эксплуатационной и промежуточной колоннами. Выше и ниже циркуляционного манжетного устройства установлены пакеры, между которыми установлен дроссельный клапан, управляемый давлением в кольцевом пространстве. Давление воздуха в сильфоне несколько меньше рабочего давления ЖА. Под давлением рабочего агента клапан открывается и ЖА проходит через него в кольцевое пространство между промежуточной и обсадной колоннами, до того момента, когда величина рабочего давления не станет меньше давления воздуха в сильфоне. В результате этого клапан закроется. При дросселировании температура и давление ЖА резко снижаются. В этом кольцевом пространстве за счет теплообмена с горной породой (ГП) ЖА начнет кипеть при отрицательных температурах. При этом давление и температура кипения аммиака поддерживается постоянным в заданном пределе за счет отбора паровой фазы.
месторождение север аммиак скважина
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1 - Суть технологического процесса, проходящего в скважине
Для нормальной транспортировки нефти по НКТ ее вязкость должна быть менее 60мм/с2, что соответствует примерно 50мПа*с. Таким образом, температура ЖА, поступающего на обогрев должна быть не ниже пластовой (+700С). Естественная температура ММП в северной части Тимано-Печёрсокой нефтегазоносной провинции находится в пределах -1…-1,5, а в некоторых частях северо-западной Сибири это значение доходит до -5. Таким образом, температура ЖА, находящегося в КП между осадной и промежуточной колоннами, не должна превышать этих значений. А давление будет поддерживаться постоянным равным 0,4 МПа, за счет отбора паровой фазы компрессором. Иначе может произойти растепление.
Газообразный аммиак сжимается в газовом компрессоре агрегата аммиачного компрессорного выше давления насыщения (при +200С, 0,85 МПа, при +700С, 2,2 МПа) с одновременным повышением температуры. Далее горячий с высоким давлением газожидкостная смесь поступает в конденсатор, где оставшийся газ переводится в жидкое состояние. Далее уже жидкий аммиак проходит через теплообменник, нагревается до нужной температуры. И насосом закачивается в скважину. Весь процесс, проходящий в скважине, изложен выше. Пары аммиака отбираются компрессором, который установлен в агрегате аммиачном компрессорном, проходя через ресивер дренажный, где часть жидкого аммиака осаждается. Далее весь процесс повторяется.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 2 - Схема наземного оборудования
Таким образом, технико-экономическая эффективность данного способа заключается в повышении продуктивности работы скважины, расположенных в районе распространения ММП, при извлечении вязкой нефти путем её нагрева. Его применение позволяет поддерживать температуру и вязкость нефти на необходимом уровне, а так же одновременно предохранять от растепления ММП вокруг скважины.
Список литературы
1. Ежемесячное издание «Нефть России» № 12, декабрь 2009 г.
2. Семенов Ю.В. Совершенствование методов опробывания и испытания поисково-разведочных скважин в сложных горно-геологических условиях Крайнего Севера /автореф. дис. Тюмень, 1987 г.
3. Холодильная техника и технология. /Под редакцией профессора Руцкого А.В./ Учебник. Издательство: ИНФРА-М, 2000. - 286 с.
4. Альтернативные хладагенты и сервис холодильных систем на их основе./ Бабакин Б.С, Стефанчук В.И., Ковтунов Е.Е./ М.: Колос, 2000. - 160 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Принципы раздельной эксплуатации нескольких пластов одной скважиной, схемы оборудования скважин. Раздельная закачка воды в два пласта через одну скважину. Особенности взаимодействия эксплуатационных объектов при разработке многопластовых месторождений.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 12.03.2015Основные литологические типы карста. Условия залегания карстующихся пород. Геофизические методы исследования в карстовых районах. Геологические предпосылки постановки геофизических методов на карст. Методики электроразведки и сеймсразведки карста.
реферат [28,0 K], добавлен 31.05.2012- Совершенствование технологических операций при ремонте скважин с применением депрессионных устройств
Принцип работы депрессионных устройств (ДУ). Очистка забоя скважин от посторонних предметов. Методы освоения скважин с применением ДУ. Использование ДУ при понижении уровня в скважине. Опенка продуктивных характеристик пласта. Технология ведения работ.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 20.07.2010 Выбор способов добычи нефти. Теория работы газожидкостных подъемников. Фонтанный, газлифтный и насосный способы: подземное оборудование скважин. Оценка технологической и экономической эффективности способов эксплуатации. Месторождения ОАО "Оренбургнефть".
учебное пособие [709,8 K], добавлен 21.05.2009Геолого-промысловая характеристика Самотлорского нефтяного месторождения. Тектоника и стратиграфия разреза. Состав и свойства пород продуктивных пластов. Стадии разработки месторождения, способы эксплуатации и замер скважин. Промысловая подготовка нефти.
отчет по практике [143,9 K], добавлен 08.12.2015Использование при бурении нефтяных и газовых скважин в глубоководных районах морей и океанов плавучих буровых установок, способных самостоятельно или с помощью буксиров менять районы бурения. Самоподъемная, полупогружная и гравитационная платформа.
реферат [160,7 K], добавлен 01.12.2010Геологическая и орографическая характеристика продуктивных пластов Ямсовейского газоконденсатного месторождения. Технологический режим работы скважин при наличии на забое столба жидкости и песчаной пробки. Исследование газовых и газоконденсатных скважин.
курсовая работа [683,4 K], добавлен 13.01.2011Характеристика продуктивных горизонтов и состояние разработки месторождений. Распределение добывающего фонда скважин по способам эксплуатации. Анализ фонда скважин. Распределение причин выхода из строя штанговых насосов по виновным организациям.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 17.06.2012Краткая история развития нефтегазового дела. Понятие и назначение скважин. Геолого-промысловая характеристика продуктивных пластов. Основы разработки нефтяных и газовых месторождений и их эксплуатация. Рассмотрение методов повышения нефтеотдачи.
отчет по практике [1,6 M], добавлен 23.09.2014Геолого-физическая характеристика месторождения. Фильтрационно-емкостные свойства пород продуктивных пластов. Особенности выработки запасов нефти. Конструкция скважин. Испытание на герметичность. Монтаж подъемного агрегата и расстановка оборудования.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 17.06.2016