К вопросу оптимизации системы транспорта продукции малодебитных скважин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

К ВОПРОСУ ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТА ПРОДУКЦИИ МАЛОДЕБИТНЫХ СКВАЖИН

Д.Ю. Соловьев, Р.М. Рахимзянов, П.Ю. Илюшин

В зависимости от природно-климатических условий, систем разработки месторождений, физико-химических свойств пластовых жидкостей, способов и объёмов добычи нефти, газа и воды выбираются различные схемы внутрипромыслового сбора продукции скважин. Это даёт возможность измерения продукции каждой скважины и транспорта продукции скважин под давлением, имеющимся на устье скважин, на максимально возможное расстояние, а также максимальная герметизация системы в целях исключения потерь газа и лёгких фракций нефти. При проектировании системы сбора необходимо учитывать увеличение обводненности продукции и образование эмульсий, что значительно затрудняет транспорт флюида по трубопроводу, приводя к большим гидравлическим потерям, для снижения которых следует проводить различные технологические мероприятия. К одному из таких мероприятий относится применение метода трубной деэмульсации, который заключается в подаче деэмульгатора для разрушения эмульсий. При введении деэмульгатора в трубопровод в турбулентный поток обводненной нефти происходит интенсивное перемешивание при движении, ослабление и разрушение бронирующих оболочек асфальтово-смолистых веществ на каплях пластовой воды в результате гидродинамического воздействия турбулентных пульсаций.

В работе проведены исследования эффективности применения деэмульгатора при его закачке в промысловые трубопроводы с ламинарной структурой потока жидкости.

Для определения динамической вязкости (µ) эмульсии в лабораторных условиях были приготовлены балансовые смеси из нефтей и пластовых вод, в которые были продозированы соответствующие реагенты - деэмульгаторы. Замер динамической вязкости (µ) производился с помощью ротационного вискозиметра Rheotest RN 4.1. Результаты исследований представлены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты определения динамической вязкости эмульсии согласно ГОСТ 1929-87

скважина деэмульгатор трубопровод эмульсия

Для эффективного применения деэмульгатора необходимо его интенсивное перемешивание с эмульсией, которое достигается при высоких скоростях жидкости. При низких скоростях реагент движется в потоке жидкости в виде отдельного слоя и слабо воздействует на эмульсию, практически не разрушая ее.

Отследить процесс применения деэмульгатора позволяет программный комплекс «OLGA», который имеет в своем составе инструменты моделирования требующихся сценариев в задачах с многофазным потоком. Программа обладает следующими возможностями: моделирование трехфазного потока, отслеживание пробок, отслеживание композиционного состава флюида. С помощью программного комплекса «OLGA», смоделирована система сбора и проведены гидравлические расчеты транспорта нефти с деэмульгатором и без него, результаты представлены в табл. 2 и на рис. 1.

Таблица 2

Расчетное давление в начале трубопровода

(красный - без деэмульгатора; синий - с деэмульгатором)

Рис. 1 Распределение давления по длине трубопровода

При расчете с применением деэмульгатора расчетное давление ниже фактического, что свидетельствует о низкой эффективности процесса деэмульсации на данном трубопроводе.

С помощью программного комплекса «OLGA» определены максимальные скорости потока в части сечения, занятого жидкостью, и числа Рейнольдса (Re), характеризующие структуру течения. Расчетные значения Re не превышают 1000 из-за низких скоростей и высокой вязкости перекачиваемой продукции. В данном случае целесообразно придерживаться режима движения, при котором числа Рейнольдса находились в пределах 4000 - 5000, но при этом давление в трубопроводе не должно превышать предельно допустимое (4 МПа). С этой целью в местах подачи деэмульгатора рекомендуется устанавливать турбулизаторы, обеспечивающие интенсивное перемешивание потока.

В работе рассмотрены варианты оптимизации системы сбора, при этом достигается положительный экономический эффект, связанный с увеличением продуктивности скважин, с уменьшением расхода деэмульгатора и снижением энергозатрат на транспорт эмульсии до пункта подготовки.

Список литературы

1. Байков Н.М., Колесников Б.В., Челпанов П.И. Сбор, транспорт и подготовка нефти. М., «Недра», 1975. 317 с.

2. ГОСТ 1929-87 Нефтепродукты. Методы определения динамической вязкости на ротационном вискозиметре

3. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. М.: «Недра», 1977. 192 с.

4. Медведев В.Ф. Сбор и подготовка неустойчивых эмульсий на промыслах. М. Недра, 1987. 144 с.

5. Тронов В.П. Промысловая подготовка нефти. Казань: ФЭН, 2000. 417 с.

Размещено на Allbest.ru