Шпоры Дунюшкин 2012. 1. Физикохимические свойства пластовой нефти. Условные компоненты пластовой нефти. Молярный объём нефти, примеры
 Скачать 1.8 Mb.
|
|
к  ликнуть по картинке 2 раза! Принципиальная технологическая схема ДНС с предварительным сбросом воды. Технологический комплекс сооружений ДНС в зависимости от обводненности добываемой продукции включает: 1) первую ступень сепарации нефти; 2) предварительный сброс воды (при необходимости); 3) нагрев продукции скважин (при необходимости); 4) транспортирование газонасыщенной нефти на ЦПС; 5) бескомпрессорный (как правило) транспорт нефтяного газа первой ступени на ЦПС, ГПЗ и др.; 6) транспорт, при наличии предварительного сброса, подготовленной пластовой воды в систему ППД; 7) бригадный учет нефти, газа и подготовленной пластовой воды; 8) закачку химреагентов (ингибиторов, реагентов-деэмульгаторов) по рекомендациям научно-исследовательских организаций. Технологические расчеты, выбор оборудования и аппаратуры должны производиться на основе данных материального баланса. На ДНС должны предусматриваться аварийные горизонтальные технологические емкости, рассчитанные на рабочее давление сепарации. Принципиальная схема сбора нефтяного газа на месторождении и пути его утилизации. Для сбора нефтяного газа и передачи его потребителям на площадях нефтяных месторождений сооружают систему газопроводов и компрессорные станции. При самотечной системе сбора с индивидуальным замерно-сепарационным оборудованием газовые линии берут свое начало у сепараторов, т.е. у устьев скважин. При герметизированной напорной системе нефтегазосбора начало газовых линий перемещается к групповым замерным установкам, или к ДНС, или к установкам подготовки нефти и протяженность газовых линий на месторождениях резко сокращается. По назначению газопроводы подразделяются на: подводящие газопроводы 1, сборные коллекторы 2 и нагнетательные газопроводы 3. Нагнетательные газопроводы берут свое начало у компрессорных станций и служат для: 1)подачи газа в газовую шапку продуктивных пластов с целью поддержания давления и продления фонтанирования скважин; 2) подачи газа через газораспределительные будки к устьям компрессорных скважин; 3)подачи газа дальним потребителям; 4) подачи газа на ГПЗ или газофракционирующую установку (ГФУ). Форма газосборного коллектора зависит от конфигурации площади месторождения, его размера и размещения групповых замерных установок или ДНС. Название газосборной системы обычно определяется формой газосборного коллектора: если газосборный коллектор представляет собой одну линию от куста скважин до КС, газосборная система называется линейной; если газосборные коллекторы сходятся в виде лучей к одному пункту, газосборная система называется лучевой. При кольцевой системе газосборный коллектор огибает площадь нефтяной структуры и для большей его маневренности в работе на нем делают одну или две перемычки. При выборе системы сбора нефтяного газа руководствуются следующими соображениями: обеспечение бесперебойности подачи газа; маневренности системы, удобства обслуживания газосборных сетей при минимизации расходов на их сооружение и эксплуатацию. Кольцевая система сбора газа имеет существенное преимущество в том, что, в случае аварии на каком-либо ее участке, можно перекрытием отключающих задвижек обеспечить бесперебойную подачу газа с остальных участков. 16. Осложнения в эксплуатации нефтепромыслового оборудования. Причины и следствия. Твердые метановые углеводороды, парафины, присутствуют практически во всех нефтях. Их содержание может колебаться от следов до 20 – 28 %. Иногда их влияние на технологию и технику добычи, сбора и транспорта, подготовку и переработку нефти может быть решающим. Отложения парафина в трубопроводах приводят не только к снижению их пропускной способности, возрастанию гидравлических сопротивлений, но и к увеличению стойкости водонефтяной эмульсии, для разрушения которой придется применять более высокие температуры или потребуется больший расход деэмульгатора. Факторы, влияющие на отложение парафинов: НЕОБХОДИМЫМИ условиями образования отложений являются: Снижение температуры потока нефти до значений, при которых возможно выделение из нефти твердых парафинов. Необходимые температурные условия возникают прежде всего на внутренней стенке трубы. Прочное сцепление парафиновых отложений с поверхностью трубопровода. Перепад температур(с увеличением разницы между температурами окружающей среды и потока нефти количество отлагающегося парафина пропорционально возрастает). Практика показывает, что для предотвращения отложения парафина при добыче, хранении и транспорте нефти применяются: теплоизоляция трубопроводов; подогрев нефти; поддержание пластового давления выше давления начала разгазирования; добыча нефти в устойчивом турбулентном режиме; повышение растворяющей способности нефти за счет использования нефтяных растворителей; эффективные покрытия; электромагнитное поле или ультразвук; ингибиторы парафиноотложений. Коррозия – это разрушение металлов в результате химического или электрохимического воздействия окружающей среды, это окислительно-восстановительный гетерогенный процесс, происходящий на поверхности раздела фаз. Хотя механизм коррозии в разных условиях различен, по виду разрушения поверхности металла различают: Равномерную или общую коррозию, т.е. равномерно распределенную по поверхности металла. Местную или локальную коррозию, т.е. сосредоточенную на отдельных участках поверхности. Межкристаллитную коррозию – характеризующуюся разрушением металла по границам кристаллитов (зерен металла). Избирательную коррозию – избирательно растворяется один или несколько компонентов сплава, после чего остается пористый остаток, который сохраняет первоначальную форму и кажется неповрежденным. Коррозионное растрескивание происходит, если металл подвергается постоянному растягивающему напряжению в коррозионной среде. КР может быть вызвано абсорбцией водорода, образовавшегося в процессе коррозии. По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозию: Химическая коррозия характерна для сред не проводящих электрический ток. Электрохимическая коррозия возникает в результате работы множества макро- или микрогальванопар в металле, соприкасающемся с электролитом. Причины коррозии: Температура и рН воды; Содержание кислорода в воде; Парциальное давления СО2 Минерализация воды; Давление; Структурная форма потока. Степень влияния этих факторов зависит от температуры, давления, структуры потока и количественного соотношения воды и углеводородов в системе. Способы предупреждения внутренней коррозии трубопроводов подразделяются на технические (механические), химические и технологические. Кардинальным средством борьбы с коррозионным повреждением стальных труб является замена их на пластмассовые. - для перекачки беспарафинистых серосодержащих нефтей используются металло-пластмассовые трубы, коррозионно-стойкие гибкие трубы производства; - для парафинистых нефтей применяются трубы со специальным защитным покрытием, выдерживающем температуру эксплуатации до 150 оС. В зависимости от коррозионных свойств скв продукции, условий экспл и коррозионной стойкости материалов рекомендуется предусматривать специальные способы защиты оборудования и трубопроводов от коррозии: Термобработка аппаратов, труб и сварных швов; Применение коррозионно-стойких материалов; Химическая нейтрализация агрессивной среды; Защита оборудования антикоррозионным покрытием; Применение ингибиторов коррозии. Отложения солей в трубопроводах, так же как и отложения парафина, вызывают серьезные осложнения при эксплуатации нефтега-зосборных систем. Эффективность борьбы с отложениями солей в значительной степени зависит от изученности условий и механизма их образования, которая в настоящее время является еще недостаточной. Вопрос борьбы с отложениями солей применительно к обычным месторождениям, залегающим на сравнительно небольших глубинах, в какой-то мере исследован [15] и предложены некоторые методы предотвращения отложений и удаления отложившихся солей [2, 15, 20, 70, 93]. Интенсивное солеобразование при работе двух обводненных скважин явилось серьезным предупреждением, так как число подобных скважиниз года в-год увеличивается. В связи с этим было организовано и проведено исследование условий отложения солей в трубопроводах напромыслах объединения Грознефть. Своевременность указанногоисследования вскоре была подтверждена осложнениями, возникающими при эксплуатации системы совместного сбора и транспортанефти и газа на месторождении Хаян-Корт. Здесь стали наблюдаться солевые отложения в запорно-регулирующей аппаратуре се-парационных установок. — Причины и механизм отложений неорганических соединений окончательно еще не изучены. Многие авторы считают, что основной причиной отложения солей в нефтепромысловом оборудовании является разложение двууглекислых солей кальция и магния в соответствии с уравнениями  Разложение двууглекислых солей в значительной мере зависит от нарушения так называемого углекислотного равновесия, которое определяется соотношением между связанной и свободной углекислотой. Поэтому интенсивность отложения солей возрастает по мере увеличения выделения углекислого газа из растворенного состояния, что может происходить при понижении давления или при повышении температуры в трубопроводе. Шоу причину отложения солей видит в интенсивном испарении жидкой фазы, которое происходит при снижении давления в системе. При наличии в системе воды вместе с углеводородным газом испаряется и вода, что приводит к перенасыщению рассола и кристаллизации солей. Исследования Шоу связаны с возможностью закупорки призабойной зоны пласта при эксплуатации фонтанирующих нефтяных скважин, однако аналогичные явления могут наблюдаться и в поверхностном оборудовании. К физическим, методам относятся магнитный, ультразвуковой, электростатический, высокочастотный и отделение солей вместе с водой в отстойниках. Ультразвук, электростатические и высокочастотные поля применяются для местной обработки воды, так как они снижают солеобразование только в определенном месте во время воздействия на воду указанных полей. Ультразвук и высокочастотные поля не изменяют физических свойств воды, в связи с чем можно предположить, что в условиях нефтепромысловой практики эти методы будут мало эффективными. В отличие от перечисленных методов магнитная обработка воды влияет на физические свойства и свойства растворенных в ней веществ. В связи с этим изменяется и процесс кристаллизации выпадающих из воды солей. Все химические методы борьбы с отложениями солей делятся на две группы: профилактические, предотвращающие отложения солей; позволяющие удалить осадок ранее образовавшихся солей. 17. Внутренняя коррозия трубопроводов. Причины, методы борьбы. Коррозия – это разрушение металлов в результате химического или электрохимического воздействия окружающей среды, это окислительно-восстановительный гетерогенный процесс, происходящий на поверхности раздела фаз. Хотя механизм коррозии в разных условиях различен, по виду разрушения поверхности металла различают: Равномерную или общую коррозию, т.е. равномерно распределенную по поверхности металла. Местную или локальную коррозию, т.е. сосредоточенную на отдельных участках поверхности. Межкристаллитную коррозию – характеризующуюся разрушением металла по границам кристаллитов (зерен металла). Избирательную коррозию – избирательно растворяется один или несколько компонентов сплава, после чего остается пористый остаток, который сохраняет первоначальную форму и кажется неповрежденным. Коррозионное растрескивание происходит, если металл подвергается постоянному растягивающему напряжению в коррозионной среде. КР может быть вызвано абсорбцией водорода, образовавшегося в процессе коррозии. По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия характерна для сред не проводящих электрический ток. Коррозия стали в водной среде происходит вследствие протекания электрохимических реакций, т.е. реакций сопровождающихся протеканием электрического тока. Скорость коррозии при этом возрастает. Электрохимическая коррозия возникает в результате работы множества макро- или микрогальванопар в металле, соприкасающемся с электролитом. Причины коррозии: 1. Температура и рН воды Можно выделить 3 зоны: 1) рН < 4,3 . Скорость коррозии чрезвычайно быстро возрастает с понижением рН. 2) 4,3 < рН < 9-10. Скорость коррозии мало зависит от рН. 3) 9-10 < рН < 13. Скорость коррозии убывает с ростом рН и коррозия практически прекращается при рН = 13. (Сильнощелочная среда). Повышение температуры ускоряет анодные и катодные процессы, так как увеличивает скорость движения ионов, а, следовательно, и скорость коррозии. 2. Содержание кислорода в воде Как было отмечено выше, железо труб подвергается интенсивной коррозии в кислой среде при рН < 4,3 и практически не корродирует при рН > 4,3, если в воде отсутствует растворенный кислород. Если в воде есть растворенный кислород, то коррозия железа будет идти и в кислой, и в щелочной среде. 3. Парциальное давления СО2 Огромное влияние на разрушение металла труб коррозией оказывает свободная углекислота (СО2), содержащаяся в пластовых водах. Известно, что при одинаковом рН коррозия в углекислотной среде протекает более интенсивно, чем в растворах сильных кислот . Минерализация воды Растворенные в воде соли являются электролитами, поэтому увеличение их концентрации до определенного предела повысит электропроводность среды и, следовательно, ускорит процесс коррозии. Уменьшение скорости коррозии связано с тем, что: 1) уменьшается растворимость газов, СО2 и О2, в воде; 2) возрастает вязкость воды, а, следовательно, затрудняется диффузия, подвод кислорода к поверхности трубы. 6. Давление Повышение давления увеличивает процесс гидролиза солей и увеличивает растворимость СО2. 7. Структурная форма потока Относительные скорости течения фаз (газа и жидкости) в газожидкостных смесях (ГЖС) в сочетании с их физическими свойствами (плотностью, вязкостью, поверхностным натяжением и т.д.) и размерами и положением в пространстве трубопровода определяют формирующиеся в них структуры двухфазных (многофазных) потоков. Можно выделить семь основных структур: пузырьковая, пробковая, расслоенная, волновая, снарядная, кольцевая и дисперсная. Каждая структура ГЖС влияет на характер коррозионного процесса. 8. Биокоррозия, коррозия под действием микроорганизмов. Итак, коррозионную агрессивность воды характеризуют природа и количество растворенных солей, рН, жесткость воды, содержание кислых газов. Степень влияния этих факторов зависит от температуры, давления, структуры потока и количественного соотношения воды и углеводородов в системе. Способы предупреждения внутренней коррозии трубопроводов подразделяются на технические (механические), химические и технологические. Кардинальным средством борьбы с коррозионным повреждением стальных труб является замена их на пластмассовые. Для предотвращения внутренней коррозии нефтесборных трубопроводов в ОАО "Татнефть", например, выбраны следующие направления: - для перекачки беспарафинистых серосодержащих нефтей используются металло-пластмассовые трубы, коррозионно-стойкие гибкие трубы производства КВАРТ; - для парафинистых нефтей применяются трубы со специальным защитным покрытием, выдерживающем температуру эксплуатации до 150 оС. С 1988г. стеклопластиковые трубы безотказно работают в качестве НКТ, диаметр 89 мм. В основе последней разработки компании Ameron (Нидерланды), специализирующейся на выпуске стеклопластиковых труб для нефтяной промышленности - технология стальной полосы, применяемая компанией British Aerospace для изготовления высокопрочных оболочек двигателей космических ракет. Новый материал SSL - это ламинированный композитный материал, который сочетает преимущества высокопрочной стали с коррозионной стойкостью стекловолокна. Задача надежности защиты от внутренней коррозии решается с помощью технологии футерования трубных плетей полиэтиленом и специальной конструкцией стыка. Однако, единой методики выбора типа покрытия в зависимости от свойств транспортируемой среды и условий эксплуатации трубопровода не выработано. В начале 80-х годов в связи с ростом коррозионной активности добываемых жидкостей и увеличением протяженности трубопроводов стали применяться гибкие трубы. В первую очередь гибкие трубы начали применяться в системе ППД на месторождениях с особо агрессивными средами В зависимости от коррозионных свойств скв продукции, условий экспл и коррозионной стойкости материалов рекомендуется предусматривать специальные способы защиты оборудования и трубопроводов от коррозии: Термобработка аппаратов, труб и сварных швов; Применение коррозионно-стойких материалов; Химическая нейтрализация агрессивной среды; Защита оборудования антикоррозионным покрытием; Применение ингибиторов коррозии |