Оборудование для добычи нефти и газа

Лекция 1

«Оборудование для добычи НиГ»

Принципиальная схема, классификация и состав оборудования для добычи нефти и газа.

            Нефть и газ превратились в главные источники энергетической мощи человеческого общества и в важнейший источник химического сырья. Обеспеченность государства нефтегазовым сырьем предопределяет уровень экономического развития страны, темпы технического прогресса.

            В начале XX века в мире добыча нефти составляла несколько млн. тонн, газ не добывался. В СССР в 1983 г. добывалось 2,7 млрд. т нефти , 2*10³ млрд. т газа.

            В становлении нефтедобывающей промышленности выделяют три периода:

1 период – малое потребление, небольшое количество месторождений, небольшая глубина скважин, малая вязкость нефти, отсутствие агрессивных сред и воды. Способ добычи – фонтанный. Газ не добывался, а попутный не использовался.

Рекомендуемые материалы

2 период – потребность увеличилась, условия добычи усложнились, коллекторы расположены на больших глубинах 100n, n=110 с более сложными геологическими условиями. Возникла проблема эффективного подъема нефти по скважине после окончания фонтанирования и ряд других проблем (сбор, перекачка, сепарация, очистка, хранение, транспорт). Для этого были разработаны технологии подъема газлифтным, насосным способами и др. началось создание и внедрение новых видов техники – машин и оборудования для разработки нефтяных месторождений и добычи нефти. На этом этапе началась утилизация нефтяного газа. Было создано и внедрено оборудование для эксплуатации скважин фонтанным способом, оборудование для газлифтной эксплуатации скважин с мощными компрессорными станциями, установки для эксплуатации скважин штанговыми и бесштанговыми насосами, оборудование для сбора, перекачки, разделения продукции скважин.

3 период – дальнейший технический прогресс общества потребовал увеличение использования нефти и газа. Поменялся топливно-энергетический баланс. В 1980 г. в СССР доля нефти и газа в топливно-энергетическом балансе составила 44% и 26%. Увеличилась потребность в них в химической промышленности. Это потребовало вовлечение в разработку глубокозалегающих нефтяных и газовых месторождений с нефтью высоких вязкостей, с большим содержанием агрессивных сред, воды, со сложными геологическими условиями и неблагоприятными условиями работ. Таким образом, данный этап характеризуется резким усложнением добычи нефти и газа. Для этого были разработаны технологии форсированного отбора жидкости, эксплуатации глубоких скважин, более совершенного разделения пластовой жидкости и газа, деэмульгирования, обессоливания, обезвоживания нефти и газа. Были разработаны технологии по обработке призабойных зон пласта и воздействия на пласты в целом; процессы увеличения проницаемости пласта, снижение вязкости пластовой жидкости, поддержание и восстановление пластового давления.

Всё это потребовало создания и внедрения большого числа новых машин и оборудования, а это привело к созданию на промыслах служб обеспечения работоспособности этих машин. Были созданы сложные комплексы для ремонта и обслуживания оборудования скважин и средств их эксплуатации.

В результате современный нефтегазовый промысел превратился в объект насыщенный техникой, автоматизированного управления и регулирования, позволяющий выполнять десятки сложных взаимосвязанных процессов. Всё это привело к формированию новой отрасли промышленности – нефтегазового машиностроения. В сложившихся условиях эта отрасль имеет решающее значение, а от того на сколько она эффективна полностью зависит функционирование нефтегазодобывающей промышленности. Одновременно с созданием нефтегазодобывающей промышленности и нефтепромыслового машиностроения формировалась наука в области их создания и сегодня она превратилась в самостоятельную область технических наук.

Дальнейшее развитие нефтедобывающей отрасли связано с вовлечением в разработку всё большего числа мелких месторождений, месторождений со значительными  глубинами скважин, с нефтью высоких вязкостей, насыщенной агрессивными средами. Оно связано с освоением месторождением на Крайнем Севере. Возникает необходимость: увеличить нефтеотдачу пластов, до разработки истощенных и разрабатываемых месторождений.

Всё это требует обеспечения нефтегазодобывающей промышленности машинами необходимой номенклатуры с нужными параметрами в необходимом количестве. Особое значение имеет повышение эффективности использования существующего парка машин и оборудования, изучением которых мы займемся.

Функциональная схема  комплекса машин и оборудования для добычи нефти и газа

Нефтяные, газовые или газоконденсатные месторождения эксплуатируют с помощью машин, оборудования, сооружений, агрегатов, инструментов функционально связанных между собой и объектом эксплуатации и разработки. Таким образом, под понятием нефтяного или газового промысла следует рассматривать систему, сочетающую как геологическое образование,  так и комплекс инженерных средств.

Функциональная схема неф­тегазового промысла:

1 — скважины для нагнетания в пласт воды; 2 — скважина для нагнетании в пласт газа; 3 — система сбора пласто­вой жидкости и газа и их разделения на нефть, газ, воду; 4 — насосные станции; 5 — компрессорные станции; 6 — система поддержания пластового давления нагне­танием в пласт воды и газа; 7 — нефтя­ные скважины; 8 — газовая шапка; 9 — нефтенасыщенная часть пласта; 10 — водонасыщенная часть пласта; 11 — комп­лекс оборудования для воздействия на пласт с целью интенсификации добычи и увеличения нефтегазоотдачи путем уве­личения проницаемости коллектора и снижения вязкости пластовой жидкости; 12 — комплекс оборудования для текущего ремонта скважин; 13 — комплекс оборудо­вания для капитального ремонта сква­жин; 14 — оборудование для эксплуата­ции скважин.

Нефтегазоносная залежь показана в виде антиклинальной структуры, содержит нефть, подпираемую на крыльях пластовой водой, а в сводной части – газовую шапку. Пласт эксплуатируют скважинами, часть которых называют нефтяными они служат для извлечения пластовой жидкости, а часть для нагнетания в пласт воды и газа (в шахту). Этот комплекс скважин важнейший.

Лекция "19. Скорость продуцирования энтропии" также может быть Вам полезна.

Для подъема по скважине пластовой жидкости используют комплекс другого оборудования – оборудования для эксплуатации скважин (  ).

Пластовую жидкость содержащую кроме нефти воду, газ механические примеси с помощью системы сбора собирают и разделяют на компоненты, после чего нефть обессоливают, обезвоживают и направляют потребителям. Из газа после первичной обработки получают сухой газ. Всё это выполняется комплексом механизмов ( 3 ).для интенсификации и более полного извлечения запасов нефти из пласта используют комплекс оборудования ( 11 ) (гидроразрыв, термообработка, кислотная обработка).

Для поддержания пластового давления в пласт с помощью напорного и коммуникационного оборудования ( 6 ) закачивают воду и газ.

Комплекс оборудования для эксплуатации морских и океанических шельфов содержат ещё и специфические виды оборудования. Одним из важнейших назначений этого типа оборудования является обеспечение кустовой эксплуатации, эксплуатации на глубине, над подвижными полями льда. Собственно скважина нефтяная и нагнетательная, подъемное или нагнетательное оборудование сохраняют работоспособность ограниченное время значительно меньшее периода разработки пласта, обычно называемое межремонтным. Поэтому эксплуатация каждой скважины циклична, прерывиста.

Время, затрачиваемое на ремонт скважины – капитальный ремонт (  ) или на ремонт внутрискважинного оборудования (текущий ремонт) (  ) на каждой скважине определяется в зависимости от геологических условий и надежности оборудования.

Из-за большого количества скважин на промысле и малого межремонтного периода, поддержание работоспособности оборудования и скважин  требуются большие суммарные затраты труда, времени и материальных ресурсов. Всё это требует наличия серьёзной ремонтной службы.