24867 (Выбор и расчет оборудования для депарафинизации нефтяных скважин в условиях НГДУ "ЛН")

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

ТЕМА: ВЫБОР И РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН В УСЛОВИЯХ НГДУ «ЛН»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Геологическая часть

1.1 Орогидрография

1.2 Тектоника

1.3 Стратиграфия

1.4 Коллекторские свойства продуктивных горизонтов

1.5 Физико-химические свойства нефти, газа и воды

1.6 Режим залежи

1.7 Конструкция скважин

2. Технологическая часть

2.1 Характеристика фонда скважин применяемого в ЦДНиГ № 1 НГДУ «ЛН»

2.2 Основные сведения о составе АСПО и условия их образования на нефтепромысловом оборудовании

2.3 Основные методы борьбы с АСПО, используемые в НГДУ “ ЛН” и анализ их эффективности

2.3.1 Механический метод, применяемый в НГДУ «ЛН” для борьбы с отложениями АСПО

2.3.2 Применение покрытий для борьбы с АСПО

2.3.3 Физические методы, применяемые в НГДУ «ЛН” для борьбы с отложениями АСПО

2.3.4 Химические методы, применяемые в НГДУ «ЛН” для борьбы с отложениями АСПО

2.3.5 Тепловые методы, применяемые в НГДУ «ЛН” для борьбы с отложениями АСПО

3 Механическая часть

3.1 Глубиннонасосное оборудование

3.2 Техника и оборудование применяемое для депарафинизации скважин в условиях НГДУ «ЛН»

3.3 Техника и оборудование при паротепловой обработке

3.4 Подбор основного глубинно-насосного оборудования по скважине

3.5 Определение экстремальных нагрузок, действующих на головку балансира

3.6 Расчет на прочность стеклопластиковых штанг

4 Специальная часть

4.1 Выбор оборудования для подачи реагента (ингибитора)

4.2 Конструктивный расчет элементов устройства для ввода реагента в затрубное пространство под давлением

4.2.1 Расчет корпуса резервуара для реагента

4.2.2 Расчет толщины стенки крышки резервуара

4.2.3 Расчет толщины стенки конического днища

4.2.4 Расчет фланцевых соединений

5. Экологическая безопасность

5.1 Мероприятия по охране окружающей среды и недр в условиях НГДУ “ЛН”

5.2 Охрана атмосферного воздуха

5.3 Охрана вод

5.4 Охрана земель

5.5 Охрана труда и техника безопасности при удалении АСПО

6. Организационно-экономический раздел

6.1 Технико-экономическая оценка методов борьбы с АСПО по НГДУ “ ЛН”

6.2 Организация профилактических работ на нефтепромыслах и службе ПРС по борьбе с АСПО

6.3 Анализ выхода из строя глубинно-насосного оборудования за 2000 -2001 г.г.

6.4 Мероприятия направленные на борьбу с АСПО в НГДУ “ ЛН”

6.5 Расчет экономической эффективности от внедрения и заправки дозаторов

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Асфальто-смолистые и парафиновые отложения (АСПО) содержатся в составе нефтей почти во всех нефтедобывающих районах РФ. Химический состав АСПО зависит от свойств добываемой нефти, термо- и гидродинамических условий продуктивных пластов, геологических и физических особенностей, способа разработки и эксплуатации месторождений.

Парафиновые отложения в нефтепромысловом оборудовании формируются в основном вследствие выпадения (кристаллизации) высокомолекулярных углеводородов при снижении температуры потока нефти.

Состав парафиновых отложений зависит от состава нефти и термодинамических условий, при которых формируются отложения. В зависимости от условий кристаллизации состав парафиновых отложений даже в одной скважине весьма разнообразен. Различаются они по содержанию асфальтенов, смол и твердых углеводородов. Нередко парафиновые отложения содержат воду и механические примеси.

На интенсивность парафиновых отложений оказывает влияние обводненность продукции в скважинах.

АСПО снижают производительность скважин, увеличивают износ оборудования, расходы электроэнергии и давление в выкидных линиях. Поэтому борьба с АСПО – актуальная задача при интенсификации добычи нефти.

Методы борьбы с АСПО предусматривают проведение работ по предупреждению выпадения и удалению уже образовавшихся осадков.

Предупреждение образования АСПО достигается нанесением защитных покрытий на поверхности труб и другого оборудования из гидрофильных материалов, а также введением в поток добываемой нефти различных ингибиторов.

Удаление АСПО достигается путем чистки поверхности труб и оборудования механическими скребками, тепловой и химической обработкой продукции скважин.

Многие глубиннонасосные установки эксплуатируемые в условиях НГДУ «Лениногорскнефть» (далее НГДУ «ЛН»), эксплуатируются в высокопарафинящихся скважинах, где в насосе и трубах откладывается парафин. В НГДУ «ЛН» применяются различные методы дапарафинизации скважин, но наиболее эффективным является химический метод предотвращения отложений парафина с применением ингибиторов. Часто химический метод применяют в сочетании с тепловыми и механическими методами.

В дипломном проекте приведена характеристика Ромашкинского нефтяного месторождения (геологическая часть); рассмотрены методы депарафинизации нефтяных скважин эксплуатируемых в условиях НГДУ «ЛН», расположенной на площади Ромашкинского нефтяного месторождения (технологическая часть); выполнен подбор и расчет оборудования используемого для депарафинизации скважин в НГДУ «ЛН» (механическая часть). В специальной части дипломного проекта рассмотрено дозировочное устройство депарафинизации применяемый в условиях НГДУ «ЛН» при химическом методе. Приведен расчет экономической эффективности применяемых методов и дана их сравнительная характеристика. В дипломном проекте также рассмотрены мероприятия по охране окружающей среды и недр в условиях НГДУ “ЛН”, охране вод и земель на которых расположена эксплуатируемая площадь нефтяного месторождения.

1. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Орогидрография

Западно-Лениногорская площадь расположена на юге Ромашкинского нефтяного месторождения. На севере площадь контактирует с Юго - Ромашкинским, на западе с Зай-Каратаевской и на востоке с Восточно - Лениногорской площадями. В геолографическом отношении Западно- Лениногорская площадь представляет собой пересечённую местность с многочисленными оврагами и балками. Абсолютные отметки колеблются в пределах от +100 до + 250 м. Большую часть площади занимают лесные массивы.

Климат района резко континентальный - суровая зима с сильными буранами и жаркое лето. Преобладающее направление ветров - юго-западное. Самым холодным месяцем является - январь, имеющий среднюю месячную температуру - 13,7 ⁰ С , - 14,4 ⁰ С. Наиболее теплым месяцем является июль - средняя месячная температура колеблется от +18,5 ⁰ С, до + 19,5 ⁰ С. Абсолютный минимум температуры достигает в некоторые годы до - 49 ⁰ С. Максимальная летняя температура достигает +38 ⁰ С. Наибольшее количество осадков выпадает в июле (до 60 мм), минимальное в феврале (до 17 мм). Грозовая деятельность от 40 до 60 часов в году.

По площади проходят автомобильные дороги, соединяющие города Бугульму, Альметьевск, Лениногорск и промысловые дороги. В административном отношении Западно - Лениногорская площадь расположена на землях Бугульминского и Лениногорского районов РТ, в пределах землепользования Бугульминского и Лениногорского госплемптицезавода, совхоза “Подлесный”, совхоза “Путь к коммунизму”, колхоза имени Калинина Лениногорского района. Западно-Лениногорская площадь с трех сторон охватывает город Лениногорск, граничит с Юго - Ромашкинской площадью. Кроме города Лениногорска на площади расположены деревни Верхний Каран, Дурасово, Тимяшево и Ромашкино. К настоящему времени на площади имеется развитая система сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды, поддержания пластового давления, электроснабжения, связи, автоматики и телемеханизации.

1.2 Тектоника

Ромашкинское нефтяное месторождение приурочено к крупной структуре платформенного типа - Южному куполу Татарского свода. Эта структура чётко прослеживается по поверхности кристаллического фундамента, а также по маркирующим поверхностям девона и карбона. Западно - Лениногорская площадь расположена на юго-восточном склоне Южного купола.

В пределах площади изучение тектоники проводилось по структурной карте, построенной по кровле пашийского горизонта (подошва ренеры “Верхний известняк”). Абсолютные отметки этой поверхности колеблются от 1955 м на севере площади (зона Южно - Ромашкинского разрежающего ряда, участки скважин 2081, 1085, 2087, 1077 а, 2096) до 1497,8 (скв 3542, южно- восточная часть). Западно - Лениногорская площадь вытянута в субтронном направлении, в основном по простиранию поверхности “верхнего известняка.

Общая картина моноклинальности осложняется отдельными небольшими выступами в субмеридиальном направлении. Из них важнейшими прогибы на западной границе площади (по линии скважин 2080, 3551, 6243, 6443, 6427 амплитуда до 13 м). С запада выступ ограничивается прогибом по линии скважин 2094 - 6444, на востоке он постепенно переходит в моноклинальный склон. Меньшие размеры имеют выступ в юго-восточной части площади (скважины 6456, 8723, 8761) прогибы по линии скважин 6224- 6388, 6161, 6162, 6392. Все перечисленные структуры являются по отложению к моноклинальному склону в пределах площади структурами 2-го подряда.

Из структур 3-го подряда можно отметить небольшие выступы (скважины 6215, 6215а, 6079) и прогибы (6017, 6224, 6313) осложняющие структуры 2-го порядка, имеющие обычную форму, близкую к изотермической и зафиксированы в 1-2-х скважинах. Углы падения на площади не превышают 1⁰ , обычно составляя несколько минут (0,7^°). Более резким он является в центре площади, на линии скважины 697- 3542, где достигает величины 0^°12^´.

Структурные планы продуктивных пластов горизонты Д₁ (а; б 1,2;б₃; в; г; д.) в основном совпадают со структурным планом поверхности рапера “ верхний известняк “. Расхождение в деталях объясняются особенностями составления структурных карт по поверхностям продуктивных пластов, когда стратиграфическая поверхность может местами заменяться поверхностью литологической.

1.3 Стратиграфия

Наиболее древними образованьями, которые вскрыты скважинами, являются породы кристаллического фундамента, возраст которых определён как - архейский. Сложены они либо метаморфизованными породами, представленными бионито - гранитовыми, бионито - платопладовыми и бионито - склинятовыми гнейсами, либо изверженными породами, внедрившимся в толщу гнейсов. К древним гранитам относятся платоплодовые гранито-гнейсы, кварцевые диориты, габурдиайоды. Зона развития магматических пород характеризуется полосовыми аномалиями, гравитационными и магнитными полями. Для них характерна узкая линейная протяженность.

В состав осадочной толщи Ромашкинского месторождения входят отложения девонской, каменноугольной, пермской и четвертичной систем. Породы палеозойского осадочного комплекса залегают на метаморфизованном первично- осадочном кристаллизационном фундаменте.

Девонские образования в пределах Ромашкинского нефтяного месторождения представлены двумя отделами - средними и верхними. В среднем отделе выделяются два яруса эйфельский и алевролито - глинистыми породами.

Пашийский горизонт является основным промышленным объектом данного месторождения. Нижняя его граница - кровля аргелитовой пачки (репер “глина “) над пластом Д₂ . Верхняя граница пашийского горизонта производится по подошве карбонатной пачки “ верхний известняк “. Мощность горизонта колеблется от 24 м (северо-восточная часть) до 52 м (юго-западная часть месторождения).

Пашийский горизонт представлен пятью алевролито - песчаными пачками (пласт Д₁ - а, Д₁ - б, Д₁ - в, Д₁ - г, Д₁ - д.), подразделенными алевролито - глинистыми отделами. К пашийским отложениям (горизонта Д₁₎ нижнефранского подъяруса приурочена основная залежь Ромашкинского месторождения. Нефть относится к типу смолистых, сернистых и парафинистых. Удельный вес смол 27 - 37 %, парафина 53 %, средняя вязкость нефти по месторождению составляет 30 сП.

Начальный статический уровень подземных вод, терригенной части девона Ромашкинского месторождения (до его разработки) находилась на абсолютных отметках минус 15 - 25 м. Пластовое давление на контуре нефтеносности горизонта Д₁ = 17,5 Па.

Сейчас движение жидкости в горизонте Д₁ переходит от нагнетательных рядов и эксплуатационным. Скорость движения пластовых вод в горизонте Д₁ повышается по сравнению с естественной, существовавшей до начала разработки месторождения, в сотни тысяч раз. В пьезометрических скважинах на горизонтах Д₁ и Д₂ статический уровень измеряется сейчас в пределах отметок минус 292 м. плюс 217 м; пластовое давление 14,5 – 21,0 Па.

В связи с увеличением закачкой холодной воды в участки горизонта Д₁, геотермические условия его также несколько изменяются в сторону некоторого снижения пластовой температуры.