Игнатенко Маргарита Борисовна. Анализ эффективного применения технологии полимерного
 Скачать 2.66 Mb.
|
|
Школа Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело Отделение школы Отделение нефтегазового дела БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА Тема работы АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ УДК 622.276.43:678(571.1) Студент Группа ФИО Подпись Дата 2Б5П Игнатенко Маргарита Борисовна Руководитель ВКР Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Деева Вера Степановна к.т.н. Консультант Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Максимова Юлия Анатольевна КОНСУЛЬТАНТЫ ПО РАЗДЕЛАМ: По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Кащук Ирина Вадимовна к.т.н., доцент По разделу «Социальная ответственность» Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Ассистент Черемискина Мария Сергеевна ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ: Руководитель ООП ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Максимова Юлия Анатольевна Томск – 2019 2 Школа Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело Отделение школы Отделение нефтегазового дела УТВЕРЖДАЮ: Руководитель ООП _____ _______ ___________________ (Подпись) (Дата) (Ф.И.О.) ЗАДАНИЕ на выполнение выпускной квалификационной работы В форме: Бакалаврской работы (бакалаврской работы, дипломного проекта/работы, магистерской диссертации) Студенту: Группа ФИО 2Б5П Игнатенко Маргарите Борисовне Тема работы: Анализ эффективного применения технологии полимерного заводнения на месторождениях Западной Сибири Утверждена приказом директора (дата, номер) 2023/ от 18.03.2019 Срок сдачи студентом выполненной работы: 16.06.2019 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ: Исходные данные к работе (наименование объекта исследования или проектирования; производительность или нагрузка; режим работы (непрерывный, периодический, циклический и т. д.); вид сырья или материал изделия; требования к продукту, изделию или процессу; особые требования к особенностям функционирования (эксплуатации) объекта или изделия в плане безопасности эксплуатации, влияния на окружающую среду, энергозатратам; экономический анализ и т. д.). Технологическая схема разработки месторождения ХХХ, тексты и графические материалы отчетов и исследовательских работ, фондовая и научная литература, технологические регламенты, нормативные документы. Перечень подлежащих исследованию, проектированию и разработке вопросов (аналитический обзор по литературным источникам с целью выяснения достижений мировой науки техники в рассматриваемой области; постановка задачи исследования, проектирования, конструирования; содержание процедуры исследования, проектирования, конструирования; обсуждение результатов выполненной работы; наименование дополнительных разделов, Эффективная разработка месторождений с применением полимерных технологий; геолого- физические параметры залежи нефти, определяющие эффективное применение технологии полимерного заводнения; определение наиболее благоприятных геолого-физических условий для применения технологии полимерного заводнения; обзор наиболее распространенных химических реагентов, 3 подлежащих разработке; заключение по работе). применяемых при полимерном заводнении; критерии эффективного применения технологий полимерного заводнения в условиях разработки нефтяных месторождений. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей) Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы (с указанием разделов) Раздел Консультант «Особенности применения полимерного заводнения на нефтяных месторождениях» Максимова Юлия Анатольевна «Схема реализации полимерного заводнения в условиях нефтяных месторождений» «Проведение полимерного заводнения и анализ эффективности с учетом естественного падения добычи нефти» «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» Кащук Ирина Вадимовна «Социальная ответственность» Черемискина Мария Сергеевна Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном языках: «Особенности применения полимерного заводнения на нефтяных месторождениях» «Схема реализации полимерного заводнения в условиях нефтяных месторождений» «Проведение полимерного заводнения и анализ эффективности с учетом естественного падения добычи нефти» «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» «Социальная ответственность» Дата выдачи задания на выполнение выпускной квалификационной работы по линейному графику Задание выдал руководитель/консультант: Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Деева Вера Степановна к.т.н. 4 Старший преподаватель Максимова Юлия Анатольевна Задание принял к исполнению студент: Группа ФИО Подпись Дата 2Б5П Игнатенко Маргарита Борисовна 5 Школа Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело Уровень образования Высшее образование Отделение школы (НОЦ) Отделение нефтегазового дела Период выполнения В есенний семестр 2018 /2019 учебного года Форма представления работы: Бакалаврская работа (бакалаврская работа, дипломный проект/работа, магистерская диссертация) КАЛЕНДАРНЫЙ РЕЙТИНГ-ПЛАН выполнения выпускной квалификационной работы Срок сдачи студентом выполненной работы: 16.06.19 Дата контроля Название раздела (модуля) / вид работы (исследования) Максимальный балл раздела (модуля) 28.03.19 1. Особенности применения полимерного заводнения на нефтяных месторождениях 25 13.04.19 2. Схема реализации полимерного заводнения в условиях нефтяных месторождений 25 26.04.19 3. Проведение полимерного заводнения и анализ эффективности с учетом естественного падения добычи нефти 25 19.05.19 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 10 28.05.19 5. Социальная ответственность 10 СОСТАВИЛ: Руководитель ВКР Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Деева Вера Степановна к.т.н. Консультант (при наличии) Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Максимова Юлия Анатольевна СОГЛАСОВАНО: Руководитель ООП Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата 6 Старший преподаватель Максимова Юлия Анатольевна 7 Планируемые результаты обучения прикладного бакалавра № Результаты обучения Требования ФГОС, критериев и/или заинтересованных сторон 1 2 3 Р1 Применять базовые естественнонаучные, математические, инженерные и специальные технические знания для решения прикладных инженерных задач, соответствующих профилю подготовки (в нефтегазовом секторе экономики) ОК-1, ОК-3, ОК-8, ОК-9, ОПК-1, ППК-2, ППК-3, ППК-4, ППК-5, ППК-6, ППК-7, ППК-11 Р2 Применять базовые профессиональные знания в области современных нефтегазовых технологий для решения междисциплинарных инженерных задач нефтегазовой отрасли ОК-1, ОК-3,ОК-6, ОК-7, ОПК-1. ППК-3, ППК-4, ППК-6 Р3 Планировать и проводить аналитические и экспериментальные исследования с использованием новейших достижений науки и техники, уметь критически оценивать результаты и делать выводы, полученные в сложных и неопределённых условиях; ОК-6, ОК-8, ОПК-2, ППК-4, ППК-6 Р4 Проявлять осведомленность о передовых знаниях и открытиях в области нефтегазовых технологий с учетом передового отечественного и зарубежного опыта, уметь использовать новые знания при обучении сотрудников ОК-1, ОК-3, ОПК-1 , ОПК-3 ППК-4, ППК-6, Р5 Внедрять в практическую деятельность инновационные подходы для достижения конкретных результатов ОК-4 ОПК-6, ППК-4, ППК-5, ППК-6, ППК-11 Р6 Управлять технологическими процессами, эксплуатировать и обслуживать оборудование нефтегазовых объектов, обеспечивать их высокую эффективность, соблюдать правила охраны здоровья и безопасности труда, выполнять требования по защите окружающей среды ОК-3,ОК-4, ОК-9, ОПК-5, ППК-1, ППК-2, ППК-3, ППК-5, ППК-6, ППК-7, ППК-8, ППК-9, ППК-11 Р7 Быстро ориентироваться и выбирать оптимальные решения в многофакторных ситуациях, владеть методами и средствами математического моделирования технологических процессови объектов ОК-5, ОК-6, ОК-5, ОПК-4, ППК-3, ППК-4, ППК-7, ППК-10 Р8 Эффективно использовать любой имеющийся арсенал технических средств для максимального приближения к поставленным производственным целям при разработке и реализации проектов ОПК-5, ППК-2, ППК-3, ППК-4, ППК-8, ППК-9 Р9 Эффективно работать индивидуально, в качестве члена и руководителя команды, умение формировать задания и оперативные планы всех видов деятельности, распределять обязанности членов команды, готовность нести ответственность за результаты работы ОК-1, ОК-3, ОК-6, ОК-8, ОПК-6, ППК-2, ППК-5, ППК-7, ППК-10, ППК-11 Р10 Самостоятельно учиться и непрерывно повышать квалификацию в течение всего периода профессиональной деятельности ОК-1,ОК-3,ОК-6, ОК-7, ОПК-2, ППК-3, ППК-4, ППК-6, ППК-8, ППК-10 8 Обозначения, определения и сокращения ВУС – вязко-упругие составы ВНФ – водо-нефтяной фактор ГИС – геофизические исследования скважин ПДС – полимерно-дисперсные системы КРС – капитальный ремонт скважин ОПЗ – обработка призабойной зоны ПЗП – призабойная зона пласта ПАА – полиакриламид ПНП – повышение нефтеотдачи пласта ППД – поддержание пластового давления СПС – сшитая полимерная система 9 РЕФЕРАТ Выпускная квалификационная работа написана на 99 страницах, содержит 23 рисунка и 23 таблицы. Ключевые слова: МЕСТОРОЖДЕНИЕ, ГОРИЗОНТ, ЗАЛЕЖЬ, ПЛАСТ, ОБЪЕКТ, СКВАЖИНА, МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, ПОЛИМЕРНОЕ ЗАВОДНЕНИЕ. Объект исследования – месторождение ХХХ*. *Обозначение месторождения ХХХ здесь и далее по тексту связано с договорными обязательствами перед нефтедобывающей компанией в области неразглашения коммерческой тайны. Цель работы – обоснование целесообразности применения полимерного воздействия на участке скважин. Анализ опытных работ на данном участке. В первой главе автором представлена краткая история применения полимерного заводнения. В следующей главе проведен анализ на основе лабораторных, физико-химических, реологических и фильтрационных исследований, на его основе выбран наиболее оптимальный полимер для внедрения полимерного заводнения. В результате выполнения работы с использованием геолого- гидродинамической модели месторождения и выделения критерий применимости полимерного заводнения произведен подбор перспективного объекта. Дано обоснование применения технологии. Проведен анализ опытной закачки полимерного состава с оценкой эффекта. В Заключении представлена эффективность применения полимерного заводнения и даны рекомендации о дальнейшем внедрении технологии полимерного заводнения на рассматриваемом месторождении ХХХ. 10 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................ 12 1. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ НА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ .................................................................... 15 1.1. История применения полимерного заводнения ............................................. 15 1.2. Характеристика полимеров акриламида ........................................................ 17 2 СХЕМА РЕАЛИЗАЦИИ ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ В УСЛОВИЯХ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ...................................................................... 34 2.1. Выбор химических реагентов для полимерного заводнения .................. 34 2.1.1. Обзор физико-химических показателей образцов полимеров ................... 35 2.1.2. Обзор реологических исследований выбранных образцов в .................. 39 свободном объеме на модельной воде .................................................................. 39 2.1.3. Обзор фильтрационных исследований растворов полимеров на модельных образцах. .............................................................................................. 42 2.2. Реология раствора полимера марки Superpusher К129 .................................. 51 2.3. Формирование и обоснование участков применения полимерного заводнения .............................................................................................................. 57 2.4. Выбор участков применения технологии полимерного заводнения ............ 60 2.5. Схема реализации полимерного воздействия ................................................ 64 2.6. Техника и технология использования полимерного заводнения.................. 65 2.6.1. Описание установки полимерного заводнения и схема подключения ...... 65 2.6.2. Программа закачки полимерного раствора ................................................. 68 3. ПРОВЕДЕНИЕ ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ И АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ С УЧЕТОМ ЕСТЕСТВЕННОГО ПАДЕНИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ ................................................................................................................... 70 4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ...................................................................................... 75 4.1. Данные для расчёта экономической эффективности .................................... 77 11 4.2. Расчёт экономической эффективности от внедрения технологии полимерного заводнения ....................................................................................... 79 4.3. Расчёт чистой прибыли предприятия .......................................................... 80 5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ........................................................... 83 5.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ............ 83 5.2. Производственная безопасность при выполнении работ на кустовой площадке ................................................................................................................. 85 5.3. Экологическая безопасность .......................................................................... 91 5.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ...................................................... 93 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...................................................................................................... 96 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ .............................................. 98 12 ВВЕДЕНИЕ Полимерное заводнение является одним из высокоэффективных методов физико-химического воздействия на продуктивный пласт. Технология применения полимерного заводнения заключается в том, что в воде растворяется высокомолекулярный химический реагент - полимер, обладающий способностью даже при малых концентрациях существенно повышать вязкость воды, снизить проводимость среды, способствуя выравниванию фронта вытеснения, тем самым увеличивая охват заводнением и продлевая безводный период эксплуатации скважин. Широкое распространение полимерного заводнения обусловлено его достоинствами. Метод хорошо подходит для извлечения нефти в условиях различных стадий разработки месторождений с неравномерной проницаемостью, различных по свойствам и строению коллекторов, осуществляется при небольших расходах реагента, не требует применения дорогостоящего и сложного оборудования. Недостатки метода такие, как снижение стабильности растворов полимеров при высоких температурах (термическая деструкция) и минерализации пластовых флюидов, как правило, устранимы за счет тщательного подбора состава полимерной композиции. Однако, ограничения полимерного заводнения связанные с коллекторными свойствами пласта (ограничения по проницаемости), и ограничения связанные с физико-химическими свойствами нефти (вязкость нефти) определяют данный метод как избирательный при выборе объекта полимерного воздействия. Основное свойство полимеров заключается в загущении воды, что приводит к уменьшению соотношения вязкостей нефти и воды в пласте и сокращению условий прорыва воды, обусловленных различием вязкостей или неоднородностью пласта. Кроме того, полимерные растворы, обладая повышенной вязкостью, лучше вытесняют не только нефть, но и связанную пластовую воду из пористой среды. Поэтому они вступают во взаимодействие со скелетом пористой среды, т.е. породой и цементирующим веществом. Это 13 вызывает адсорбцию молекул полимеров, которые выпадают из раствора на поверхность пористой среды и перекрывают каналы или ухудшают фильтрацию в них воды. На величину адсорбции большое влияние оказывает минерализация воды и минеральный состав породы. Для снижения адсорбции существует необходимость создания оторочки из пресной воды. При этом очевидна положительная роль адсорбции в промытых водой пластах, поскольку она приводит к снижению проницаемости и выравниванию профиля приемистости. Поскольку основным методом искусственного воздействия на нефтяные пласты остается, и в ближайшие годы будет оставаться заводнение, повышение его эффективности является задачей первостепенной важности. Одной из причин недостаточной эффективности заводнения является высокое соотношение вязкостей добываемой нефти в пластовых условиях и закачиваемой воды, при этом неоднородность пористой среды усугубляет неравномерность продвижения фронта вытеснения. В неоднородных по проницаемости пластах (при коэффициенте вариации проницаемости 0,7 и выше) добыча даже маловязкой нефти сопровождается преждевременными прорывами вытесняющего агента по наиболее проницаемым зонам, что приводит к снижению охвата пласта процессом вытеснения и нефтеотдачи в целом. Повышению эффективности системы заводнения может способствовать применение методов физико-химического воздействия на продуктивные пласты. Отечественный и зарубежный опыт разработки нефтяных месторождений показывает, что одним из наиболее широко распространенных методов повышения нефтеотдачи, эффективность применения которого убедительно подтверждена результатами опытно-промышленных испытаний, является полимерное заводнение с использованием водорастворимых полимеров. Механизм полимерного заводнения основан на снижении подвижности закачиваемой воды в виде загущенных полимерных растворов, 14 частичной адсорбции полимера на породе и создании остаточного фактора сопротивления, выравнивании фронта продвижения закачиваемой воды по площади заводнения и вертикальному разрезу продуктивного пласта. Рекомендуемые к применению полимерные растворы должны обладать благоприятными реологическими и нефтевытесняющими характеристиками, стабильностью показателей и другими положительными свойствами, исследованию и регулированию которых, а также разработке технологии полимерного заводнения, применительно к геолого-физическим условиям месторождения ХХХ и особенностям разработки выделенных участков воздействия, посвящена данная работа. Полимерное заводнение может применяться в чистом виде как метод повышения нефтеотдачи пласта (ПНП). На практике, для увеличения эффективности метода, полимерное заводнение широко применяют в сочетании с потоковыравнивающими составами: сшитых полимерных систем (СПС), вязко-упругих систем (ВУС), полимер-дисперсных систем (ПДС), с закачкой поверхностно-активных веществ (ПАВ). 15 |