Экзамен на удостоверение оператора ДНГ. 1. Общие сведения о физикохимических понятиях пластовых флюидов (нефть, газ, вода, конденсат). Классификация нефти по химическому и фракционному составу, содержанию аспв
 Скачать 0.78 Mb.
|
|
1.Общие сведения о физико-химических понятиях пластовых флюидов (нефть, газ, вода, конденсат). Классификация нефти по химическому и фракционному составу, содержанию АСПВ. В зависимости от состава, соотношения давления и температуры нефть, газ и вода в горной породе (залежи) находятся в жидком, газообразном состоянии или в виде нефтегазовых смесей. Нефть, газ и вода в залежи располагаются в соответствии с их плотностью. В верхней части залежи - газ, под ним - нефть и под нефтью - вода. При большом скоплении газа в нефтяной залежи он концентрируется в верхней части залежи в виде газовой шапки. Если объем газа в нефтяной залежи значительно меньше, чем объем нефти, при высоком давлении в пласте газ будет полностью растворен в нефти, в этом случае в пласте будет находиться однофазная жидкость (нефть). Высокие давления увеличивают плотность газа, и в сжатом газе создаются условия для растворения нефти. При значительном количестве газа вся нефть может оказаться растворенной. Если же газа мало по сравнению с объемом нефти, то при достаточно высоком давлении газ может полностью раствориться в нефти, образуя однофазную (жидкую) смесь. Поэтому газонефтяные залежи разделяются на чисто газовые, газонефтяные (с газовой шапкой и нефтяной оторочкой), нефтяные (с различным содержанием попутного газа) и газоконденсатные. В пластовых условиях физико-химические свойства нефтей определяются их химическим составом, что обусловливает некоторые особенности эксплуатации нефтяных месторождений (наличие парафина, смол, ПАВ и т.д.). По элементарному составу большинство нефтей более чем на 99 % состоят из углерода и водорода. Присутствуют также кислород, азот, сера (иногда в больших количествах), в очень малых количествах хлор, йод, фосфор, мышьяк, калий, натрий, кальций, магний. В нефтях наиболее широко представлены углеводороды метанового или парафинового ряда (СпН2п+2) и полиметиленовые углеводороды или нафтены (СпН2п). Почти всегда в нефтях присутствуют ароматические углеводороды. По содержанию серы нефть делится на 3 класса: -малосернистые ( до 0,5%) -сернистые (до 0,51-2%) -высокосернистые (более 2%) Содержание в нефти сернистых в-в ухудшает их качество и вызывает осложнения при добыче, транспортировке, переработке, в следствие коррозии трубопроводов, резервуаров и др. технолог. Оборудования. По содержанию парафина: - малопарафинистые (до 1,5%) - парафинистые (1,51-6%) - высокопарафинистые (свыше 6%) По содержанию смолистых в-в: -Малосмолистые ( до 8%) -Смолистые (от 8% до 25) -Высокосмолистые (свыше 25%) Физические свойства нефти: плотность, вязкость, газосодержание (газовый фактор), давление насыщения нефти газом, сжимаемость нефти и ее усадка, поверхностное натяжение, объемный коэффициент, температура вспышки, температура кристаллизации парафина и т.д. Количество растворенного в нефти газа характеризуется газосодержанием нефти (газовый фактор), под которым подразумевают объем газа, выделившийся из единицы объема пластовой нефти при снижении давления и температуры от пластовых до стандартных условий. Ед.измерения м3/м3 или м3/т. Важнейшим свойством нефти является давление насыщения нефти газом, при котором определенный объем газа находится в растворенном состоянии в нефти. При снижении давления ниже этого значения происходит выделение газа в свободное состояние. От этого процесса зависит продвижение нефти по пластам и подъем на поверхность по скважинам. Плотность нефти - физическая величина, измеряемая отношением массы нефти к единице объема. Ед.измерения - кг/м3. Пользуются понятием относительной плотности нефти численно равной отношению плотности нефти к плотности дистиллированной воды при t = +4 оС. Вязкость – свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению её частиц при движении. Основные фракции нефти следующие: - Газолиновая фракция, собираемая от 40 до 200 °С, содержит углеводороды от С5Н12 до С11Н24. При дальнейшей перегонке выделенной фракции получают газолин (tкип = 40–70 °С), бензин - Лигроиновая фракция, собираемая в пределах от 150 до 250 °С, содержит углеводороды от С8Н18 до С14Н30. Лигроин применяется как горючее для тракторов. Большие количества лигроина перерабатывают в бензин. - Керосиновая фракция включает углеводороды от С12Н26 до С18Н38 с температурой кипения от 180 до 300 °С. Керосин после очистки используется в качестве горючего для тракторов, реактивных самолетов и ракет. - Газойлевая фракция (tкип > 275 °С), по-другому называется дизельным топливом. 2.Способы перфорации и методы освоения скважин. Для получения отверстий в обсадной колонне и соединения их с пластом применяют различные методы перфорации скважин: Пулевые. Пулевой перфоратор представляет собой трубу длиной 1 м и диаметром 100 мм, которая заряжается спрессованным порохом и 10 стальными пулями. На каротажном кабеле пулевой перфоратор спускают в скважину, заполненную глинистым раствором, устанавливают против заданного интервала продуктивного пласта и делают выстрелы. Глубина отверстий в породе не превышает 5-7 см. Кумулятивная . Кумулятивные перфораторы имеют заряды с конусной выемкой, которые позволяют фокусировать взрывные потоки газов и направлять их с большой скоростью перпендикулярно к стенкам скважины. Кумулятивная перфорация осуществляется стреляющими перфораторами, не имеющими пуль или снарядов. Прострел колонны, цементного камня и породы достигается за счет сфокусированного взрыва. Такая фокусировка обусловлена конической формой поверхности заряда взрывчатого вещества Гидропескоструйная Торпедная. Торпедная перфорация осуществляется аппаратами, спускаемыми на кабеле и стреляющими разрывными снарядами диаметром 22 мм. Аппарат состоит из секций, в каждой из которых имеется по два горизонтальных ствола. Снаряд снабжен детонатором накольного типа. При остановке снаряда происходит взрыв внутреннего заряда и растрескивание окружающей горной породы. Сверлящая Щелевая После перфорации и спуска НКТ установка устьевого оборудования вызывает приток жидкости из пласта. При отборе из скважины жидкости и газа давление на забое понижается, становится меньше чем в залежи. В следствии возникает разность давлений притока жидкости( газа) в скважину. Наиболее распространены следующие способы освоения: Промывка – замена жидкости заполняющим ствол скважины после бурения более легкой, например, глинистым раствором или воды с нефтью Продувка сжатым газом – вытеснение жидкости из колонны НКТ сжатым газом нагнетаемый в затрубное пространство негорючего газа. Аэрация насыщение жидкости газом, т.е. замена жидкости в стволе скважины на газожидкостную смесь с малой плотностью. Когда Рпл маленькое – освоение с помощью насосов. 3.Основные коллекторские свойства горных пород (пористость, проницаемость, карбонатность и т.д.). Основными показателями коллекторских свойств любой горной породы являются пористость, проницаемость, водонасыщенность, нефтегазонасыщенность. Емкость порового коллектора называется пористостью. Для характеристики пористости применяется коэффициент пористости, который показывает, какую часть от ^сего объема горной породы составляют поры. По размерам поры делятся на сверхкапиллярные (более 508 мкм), капиллярные (508-0,2 мкм) и субкапиллярные (менее 0,2 мкм). ПРОНИЦАЕМОСТЬ - свойство горной породы, определяющее возможность фильтрации жидкости и газа при существующем перепаде давления. В системе СИ проницаемость выражается в м2, в системе, принятой раньше в нефтепромысловой практике - в дарси (Д), при этом 1Д= 1.02.10- 12м2. ВОДОНАСЫЩЕННОСТЬ - коллекторское свойство горной породы, характеризующее содержание в ней пластовой воды. Водонасыщенность измеряется отношением объема открытых пор породы, занятых пластовой водой, к объему этих пор. Гранулометрический состав горных пород означает количественное содержание в ней разных по размерам зерен, слагающих данную горную породу. От гранулометрического состава во многом зависят пористость, проницаемость, удельная поверхность и капиллярные свойства пористой среды. 4. Каким образом регулируется дебит (производительность) скважины, оборудованной штанговым глубинным насосом. 1) Регулировка кф наполнения насоса: Уменьшение объема вредного пространства за счёт установки нагнетательного клапана в нижней части плунжера- увеличивает дебит Увеличение или уменьшение длины хода плунжера Уменьшение объема свободного газа поступающего в цилиндр насоса за счёт увеличения глубины насоса под динамический уровень – увеличивает дебит Частичный отвода газа в затрубное пространство, за счёт установки на приём насоса газовых якорей- увеличивает дебит 2) Изменение числа качений в минуту с помощью Редуктора Редуктор - предназначен для уменьшения частоты вращения и увеличения мощности, передаваемых от электродвигателя кривошипам станка- качалки. 5. Назначение, устройство, принцип работы и типоразмеры штанговых глубинных насосов (ШГН) для добычи жидкости из скважин. ШГН-основной способ механизированной добычи нефти (70%). Предназначен для добычи нефти при глубине подвески насоса до 3км и при дебите скважин от 1,5тонн в сутки. Этому способствует простота оборудования и его обслуживание, небольшие затраты на обустройство скважин, что позволяет с высокими экономическими показателями эксплуатировать скважины с дебитами от нескольких килограммов до нескольких десятков тонн нефти в сутки. Глубинный штанговый насос представляет собой плунжерный насос специальной конструкции. Привод насоса осуществляется с поверхности через колонну штанг. Поэтому такие насосы называются глубинными штанговыми насосами. Штанговая насосная установка состоит из глубинного плунжерного насоса , который спускается на НКТ в скважину под динамический уровень, и станка-качалки, устанавливаемого на устье скважины, а также устьевого оборудования, состоящего из тройника с сальником и планшайбы. В скважину на штангах спускается плунжер насоса. Верхняя штанга называется полированным штоком, который проходит через сальник и соединяется с головкой балансира станка-качалки с помощью траверсы и гибкой канатной подвески. Станок качалка приводится в действие от электродвигателя через систему передач. Вращение электродвигателя станка-качалки при помощи редуктора, кривошипа и шатуна преобразуется в возвратно-поступательное движения балансира, передаваемое плунжеру насоса через колонну штанг. На устье скважины устанавливается тройник в который поступает нефть со скважины. В верхней части тройника имеется сальниковое устройство, через которое пропущена верхняя штанга (полированный шток), и которое служит для герметизации устья и недопущения разлива нефти во время работы насосной установки. Принцип работы - При движении плунжера вверх нижний всасывающий клапан под давлением столба жидкости в затрубном кольцевом пространстве открывается и нефть (жидость) поступает в цилиндр насоса. В это время верхний нагнетательный клапан закрыт, так как на него действует давление столба жидкости, находящейся в насосно-компрессорных трубах. При движении плунжера вниз нижний всасывающий клапан под давлением нефти (жидкости), находящейся под плунжером, закрывается, а нагнетательный клапан открывается, и жидкость из цилиндра насоса переходит в подъемные трубы. При непрерывной работе насоса нефть поступает в насоснокомпрессорные трубы, поднимается до устья скважины и через тройник поступает в выкидную линию. 6. Какие бывают штанговые глубинные насосы (ШГН) по конструкции. Ключевые слова: Вставной ШГН, невставной ШГН Основная мысль: В невставных цилиндр насоса опускается в нефтяную скважину по насосным трубам(НКТ) без плунжера. (Погружаются отдельно, друг за другом) В вставных цилиндр с плунжером опускается в нефтяную скважину на штангах. (Весь насос погружается в собранном виде) Текст: Невставные. Цилиндр насоса опускается в нефтяную скважину по насосным трубам без плунжера. Последний опускается на насосных штангах, и вводится в цилиндр совместно с всасывающим клапаном. При замене подобного насоса необходимо сперва поднять из скважины плунжер на штангах, а потом и НКТ с цилиндром. Вставные. Цилиндр с плунжером опускается в нефтяную скважину на штангах. У подобных насосов диаметр плунжера должен быть гораздо меньше, чем трубный диаметр. Соответственно, при необходимости замены такого насоса не требуется лишний раз производить спуск-подъём труб. 7. Назначение, устройство УЭЦНМК, типоразмеры и контроль за работой скважин оборудованных УЭЦН. Ключевые слова: Установка электроцентробежного насоса Основная мысль: Погружной асинхронный электродвигатель служит приводом электроцентробежного насоса, электродвигатель крутит вал насоса, на котором расположены ступени. Жидкость, засасываемая через приемный фильтр, поступает на лопасти вращающегося рабочего колеса(ступень), под действием которого она приобретает скорость и давление, с помощью поднимается на поверхность. Напор жидкости одной ступени 3,5-5,5м. Текст: УЭЦН(УЭЦНК- УЭЦН коррозионно-стойкий) применяется для высокодебитных скважин(от 150 до 2000 и более м3/су), обводненных, глубоких(более 3км), наклонных. Устройство УЭЦН(снизу в верх): 1. Асинхронный 3-ч фазный электродвигатель(также, иногда внизу элекродвигателя ставится ТМС) 2. Гидрозащита(протектор) 3. Фильтр 4. Электронасос 5. Обратный клапан(служит для того, чтобы жидкость не утекала обратно вниз, при остановке насоса) 6. Сливной клапан(для сливания лишней жидкости при демонтаже насоса) Оборудование устья: 1. Устьевая арматура(тройник(ёлка), задвижки, планшайба, на которой подвешивается НКТ и на которой устанавливается тройник) 2. Станция управления 3. Трансформатор 4. Барабан для кабеля(кабель идет от трансформатора по НКТ до электродвигателя, к НКТ крепится с помощью фланцев) 5. Перепускной клапан, который входит в конструкцию планшайбы и с помощью которого сообщаются затрубное пространство и выкидная линия) Типоразмеры насоса: По диаметру обсадной колонны: 1. 5-92мм 2. 5А-103мм 3. 6-114мм По диаметру корпуса насоса: 92, 103, 114, 123мм Контроль за работой скважин осуществляется с помощью автоматической станции управления ИРЗ-500, ИРЗ-300(ИРЗ- Ижевский радиозавод). 8. Газлифтная эксплуатация нефтяных скважин. Принцип действия компрессорного и бескомпрессорного газлифта. Ключевые слова: Бескомпрессорный и компрессорный газлифт Основная мысль: Фонтанирование скважины можно искусственно продлить за счет подачи в скважину по НКТ(центральная система) или по затрубному пространству(кольцевая система) сжатого газа. Текст: Область применения газлифта – высокодебитные скважины с большими забойными давлениями, скважины с высокими газовым и факторами и забойными давлениями ниже давления насыщения. Принцип действия газлифта заключается в том, что по затрубному пространству между наружной и внутренней трубами подают под давлением газ или воздух. По затрубному пространству под давлением этого газа жидкость полностью вытесняется в НКТ, после этого газ проникает в НКТ и перемешивается с жидкостью. Вследствие этого более плотная (негазированная) жидкость будет вытеснять из подъемной трубы газированную жидкость. Если газ подавать в скважину непрерывно, то газированная жидкость будет подниматься и выходить из скважины в систему сбора. Газлифт подразделяется на два типа: компрессорный и бескомпрессорный. При компрессорном газлифте для сжатия попутного газа применяются компрессоры, а при бескомпрессорном газлифте используется газ газового месторождения, находящийся под давлением, или из других источников. 9. Назначение, устройство и типоразмеры установок погружных диафрагменных электронасосов типа УЭДН-5 и контроль за работой скважин. Ключевые слова: Установка электро-диафрагменного насоса Основная мысль: Две мембраны, соединенные валом, перемещаются вперед и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана. Всасывание: Первая мембрана, находящаяся вверху создает разрежение, когда она движется от стенки корпуса. Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передает давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая ее по направлению к выпускному отверстию. Текст: В состав установки входят: 1) Шкаф управления БМС-ПН-025 для управления электронасосом и его защиты; 2) Погружной диафрагменный электронасос с четырехполюсным асинхронным электродвигателем. 3) Клапан сливной Электронасос предназначен для добычи нефти из малодебитных скважин. Внутренний диаметр обсадной колонны скважины – не менее 121,7 мм. Конструкция: Электронасос ЭДН5 – моноблочный, состоит из четырехполюсного электродвигателя, конического редуктора, плунжерного насоса с эксцентриковым приводом и возвратной пружиной. Эти узлы расположены в общей камере, заполненной маслом и герметично изолированы от перекачиваемой среды резиновой диафрагмой и компенсатором, что является конструктивной особенностью изделия. |