апк3а. Анализ эффективности применения технологии полимерного
 Скачать 2.12 Mb.
|
|
Школа: Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки (специальность): 21.03.01 Нефтегазовое дело Отделение школы (НОЦ): Отделение нефтегазового дела БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА Тема работы АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ НА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ УДК 622.276.43:678.7(571.1) Студент Группа ФИО Подпись Дата 2Б7П Власенко Артур Александрович Руководитель Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Гладких Марина Алексеевна КОНСУЛЬТАНТЫ: По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Спицына Любовь Юрьевна к.э.н. По разделу «Социальная ответственность» Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Фех Алина Ильдаровна ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ: Руководитель ООП ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Максимова Юлия Анатольевна Томск – 2021 г. 2 Планируемые результаты обучения Код Результат освоения ООП Требования ФГОС ВО, СУОС, критериев АИОР, и/или заинтересованных сторон Р1 Применять базовые естественнонаучные, социально- экономические, правовые и специальные знания в области нефтегазового дела, самостоятельно учитьсяи непрерывно повышать квалификациюв течение всего периода профессиональной деятельности Требования ФГОС ВО, СУОС ТПУ (ОК(У)-1, ОК(У)-2, ОК(У)-4, ОК(У)-6, ОК(У)-7, ОК(У)-8, ОПК(У)- 1,ОПК(У)-2) Р2 Решать профессиональные инженерные задачи на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности Требования ФГОС ВО, СУОС ТПУ ОК(У-3), ОК(У)-5, ОК(У)-9, ОПК(У)-5, ОПК(У)-6) Р3 Осуществлять и корректировать технологические процессы при эксплуатации и обслуживании оборудования нефтегазовых объектов Требования ФГОС ВО, СУОС ТПУ (ПК(У)-1, ПК(У)-2, ПК(У)-3, ПК(У)-6, ПК(У)-7,ПК(У)-8, ПК(У)-10, ПК(У)- 11) Р4 Выполнять работы по контролю промышленной безопасности при проведении технологических процессов нефтегазового производства и применять принципы рационального использования природных ресурсов, а также защиты окружающей среды в нефтегазовом производстве Требования ФГОС ВО, СУОС ТПУ, (ПК(У)-4, ПК(У)-5, ПК(У)-9 ПК(У)-12, ПК(У)-13, ПК(У)-14, ПК(У)-15) Р5 Получать, систематизировать необходимые данные и проводить эксперименты с использованием современных методов моделирования и компьютерных технологий для решения расчетно-аналитических задач в области нефтегазового дела Требования ФГОС ВО, СУОС ТПУ (ОПК(У)-4, ПК (У)-23, ПК (У)-24) Р6 Использовать стандартные программные средства для составления проектной и рабочей и технологической документации в области нефтегазового дела Требования ФГОС ВО, СУОС ТПУ ОК(У)-4, ОПК(У)-3, ОПК(У)-5, ОПК(У)-6, ПК(У)-25, ПК(У)-26) Р7 Работать эффективно в качестве члена и руководителя команды, формировать задания и оперативные планы, распределять обязанности членов команды, нести ответственность за результаты работы при разработке и эксплуатации месторождений Требования ФГОС ВО, СУОС ТПУ (ОПК(У)-4, ПК(У)- 9, ПК(У)-14), требования профессионального стандарта 19.021 Специалист по промысловой геологии Р8 Управлять технологическими процессами, обслуживать оборудование, использовать любой имеющийся арсенал технических средств, обеспечивать высокую эффективность при разработке и реализации проектов нефтегазовых объектов Требования ФГОС ВО, СУОС ТПУ (ОПК(У)-5, ОПК(У)-6, ПК(У)-9, ПК(У)-11), требования профессионального стандарта 19.007 Специалист по добыче нефти, газа и газового конденсата Р9 Повышать квалификацию в течение всего периода профессиональной деятельности на опасных производственных объектах, соблюдать правила охраны труда и промышленной безопасности, выполнять требования по защите окружающей среды Требования ФГОС ВО, СУОС ТПУ (ОПК(У)-6, ОПК(У)-7, ПК(У)-4, ПК(У)-7, ПК(У)-13), требования профессионального стандарта 19.007 Специалист по добыче нефти, газа и газового конденсата, 19.021 Специалист по промысловой геологии. Школа: Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки (специальность): 21.03.01 Нефтегазовое дело Отделение школы (НОЦ): Отделение нефтегазового дела УТВЕРЖДАЮ: Руководитель ООП ________ _______ ____________ (Подпись) (Дата) (Ф.И.О.) ЗАДАНИЕ на выполнение выпускной квалификационной работы В форме: Бакалаврской работы Студенту: Группа ФИО 2Б7П Власенко Артур Александрович Тема работы: Анализ эффективности применения технологии полимерного заводнения на нефтяных месторождениях Западной Сибири Утверждена приказом директора (дата, номер) №89-12/с от 30.03.2021 Срок сдачи студентом выполненной работы: ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ: Исходные данные к работе Тексты и графические материалы отчетов и исследовательских работ, фондовая и научная литература, технологические регламенты, нормативные документы. Перечень подлежащих исследованию, проектированию и разработке вопросов Анализ применения разных видов заводнения. Анализ выбора полимера для заводнения. Анализ особенностей применения полимерного заводнения. Физико-химические свойства полимера. Ограничения применения полимера. Анализ технологического процесса полимерного заводнения. Сравнительный анализ различных свойств закачиваемого полимера. Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы Раздел Консультант Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и Доцент, Спицына Любовь Юрьевна 4 ресурсосбережение «Социальная ответственность» Старший преподаватель, Фех Алина Ильдаровна Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном языках: Область применения полимерного заводнения Анализ технологического процесса полимерного заводнения Выводы и рекомендации по выбору оптимального состава полимерного заводнения Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Социальная ответственность Дата выдачи задания на выполнение выпускной квалификационной работы по линейному графику Задание выдал руководитель: Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Гладких Марина Алексеевна Задание принял к исполнению студент: Группа ФИО Подпись Дата 2Б7П Власенко Артур Александрович 5 ОБОЗНАЧЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ ПЗ – полимерное заводнение; ПАВ – поверхностно-активные вещества; БП – биополимер; ГФУ – геолого-физические условия; ПАА – полиакриламид; ПЗП – призабойная зона пласта; КНС – кустовая насосная станция; ВРБ – водораспределительный блок; ППД – поддержание пластового давления; СПС – сшитые полимерные состав; МСПС – модернизированный сшитый полимерный состав; ПДС – полимердисперсный состав; МПДС – модифицированный полимердисперсный состав; АМГ – агент модифицирующий гелеобразующий; ПГС – полимерно-гелевая система; ПЭЦ – простой эфир целлюлозы; СИЗ – средства индивидуальной защиты; УДХ – установка дозирования реагентов. 6 РЕФЕРАТ Выпускная квалификационная работа 92 страницы, в том числе 16 рисунков, 30 таблиц. Список литературы включает 46 источников. Ключевые слова: полимерное заводнение, коэффициент охвата пласта заводнением, полимер, увеличение нефтеотдачи, деструкция полимера. Объектом исследования являются технологии полимерного заводнения. Цель исследования – анализ применения технологии полимерного заводнения на нефтяных месторождениях Западной Сибири. В процессе исследования были рассмотрены реагенты, применяемые при полимерном заводнении. Проведен анализ технологий и сопутствующих им химических реагентов, применяющихся для увеличения охвата пласта заводнением и уменьшения остаточной нефтенасыщенности. В результате исследования выявлен положительный эффект полимерного заводнения. С помощью данной технологии можно увеличить охват пласта заводнением и добыть остаточную нефть. Область применения: нагнетательные скважины. Потенциальная экономическая эффективность связана с дополнительной добычей нефти за счет применения полимерного заводнения. 7 Оглавление ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................... 9 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ ........... 10 1.1 Анализ применения разных видов заводнения ........................... 11 1.3 Анализ геологических особенностей применения полимерного заводнения .................................................................................................................. 16 1.4 Физико-химические свойства полимеров ............................................ 22 1.5 Ограничения применения полимеров ................................................... 25 2. Анализ технологического процесса полимерного заводнения. ........... 28 2.1 Технология производства полимера ..................................................... 28 2.2Технология подготовки воды ................................................................. 33 2.3 Технология приготовления раствора .................................................... 40 2.4 Технология закачки в пласт. .................................................................. 41 2.5 Сравнительный анализ различных составов закачиваемого полимер ..................................................................................................................................... 45 2.5.1 Сшитые полимерные системы ............................................................ 45 2.5.2 Полимер-дисперсный состав .............................................................. 46 2.5.3 Полимерно-гелевая система ............................................................... 48 2.5.4 Биополимеры ........................................................................................ 48 2.5.5 Простой эфир целлюлозы ................................................................... 49 2.5.6 АСП-заводненине ................................................................................ 50 3. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ ...................................................... 51 4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .................................................................................................... 55 4.1 Потенциальные потребители технологии ............................................ 55 4.2 Технология QuaD .................................................................................... 56 4.3 Бюджет технологии проведения полимерного заводнения ................ 58 4.3.1 Данные для расчета экономической эффективности ....................... 58 8 4.3.2 Расчёт экономической эффективности от внедрения технологии полимерного заводнения .......................................................................................... 60 4.3.3 Расчёт чистой прибыли предприятия ................................................ 61 4.4 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности технологии ........................................................... 62 `4.5 SWOT – анализ ....................................................................................... 64 4.6 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований ............................................................................................................. 66 4.7 Разработка графика анализа технологии .............................................. 67 4.8 Бюджет научно-технического исследования ....................................... 68 4.8.1 Расчет затрат на специальное оборудование .................................... 69 4.8.2 Заработная плата исполнителей ......................................................... 69 4.8.3 Отчисления во внебюджетные фонды ............................................... 72 4.8.4 Накладные расходы ............................................................................. 72 4.9 Вывод по экономическому разделу ...................................................... 73 5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСВЕННОСТЬ .................................................... 76 5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности . 76 5.2.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий по снижению уровня воздействия ................................................... 79 5.2.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по снижению уровня воздействия ................................................... 81 5.3 Экологическая безопасность ................................................................. 83 5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ............................................ 84 5.5 Выводы по разделу социальная ответственность ................................ 86 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................. 87 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ................................... 88 9 ВВЕДЕНИЕ В связи с тем, что большинство месторождений находятся на поздней стадии разработки, то необходимо применять методы повышения нефтеотдачи. Основной задачей данных методов является увеличение коэффициента извлечения нефти и коэффициента охвата пласта заводнением. Для решения данной задачи применяют технологию заводнения. Однако помимо традиционного заводнения, существует полимерное заводнения, которая позволяет более эффективно воздействовать на пласт. Использование полимера позволяет загущать воду и снижать динамическую неоднородность потоков флюида, тем самым увеличить охват пласта заводнением. Также полимерный раствор позволяет стабилизировать фронт вытеснения и предотвратить преждевременный прорыв воды к добывающим скважинам. Актуальность данной работы: применение полимерного заводнения вместо традиционного заводнения. Целью выпускной квалификационной работы является определение критериев эффективности применения технологии полимерного заводнения на нефтяных месторождениях Западной Сибири. Для достижения цели поставлены следующие задачи: 1. Определить сущность полимерного заводнения; 2. Проанализировать геолого-физические условия применения; 3. Изучить процесс деструкции полимера; 4. Рассмотреть различные составы реагентов и технологию полимерного заводнения. 10 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ При разработке многопластовых месторождений не обеспечивается равномерное нефтевытеснение, в результате чего в малопроницаемых зонах остается нефть. Для уменьшения нефти в граничных слоях применяют реагенты, которые улучшают смачиваемость породы вытесняющей водой. Поэтому применение полимерного заводнения (ПЗ) является наиболее перспективным методом увеличения нефтеотдачи. Полимерное заводнение – технология повышения нефтеотдачи путем увеличения коэффициента охвата пласта заводнением. Сущность данного метода заключается в том, что полимеры растворяют в воде, чтобы увеличить вязкость воды и снизить ее подвижность. Реагенты способны проникать вглубь пласта и создавать потокоотклоняющие экраны. Нефть, которая была удержана капиллярными силами или не была охвачена, остается в пласте. Изменение соотношения подвижностей нефти и вытесняющего флюида может улучшить показатели заводнения и повысить коэффициент нефтеотдачи.[1] ПЗ способствует извлечению остаточной нефти. Полимерный раствор проникает в высокопроницаемые пропластки, тем самым уменьшает динамическую неоднородность потоков жидкости и увеличивает охват пласта заводнением. Стабилизация фронта вытеснения происходит за счет свойства полимера загущать воду, а так же это способствует предотвращению преждевременного прорыва воды из нагнетательных скважин в добывающие. Так, растворение полимера с концентрацией 0,1 % можно увеличить вязкость до 3-4 мПа·с.[1] Полимерные растворы, обладая повышенной вязкостью, лучше вытесняют не только нефть, но и связанную пластовую воду из пористой среды. Они вступают во взаимодействие со скелетом пористой среды, т.е. породой и цементирующим веществом.[2] Это вызывает адсорбцию молекул полимеров из раствора на поверхности пористой среды, что приводит к сужению каналов и ухудшению фильтрации через них воды, а на фронте вытеснения создается вал «неактивной» воды. А так как полимерный раствор поступает сначала в высокопроницаемые слои, то за счет этих двух эффектов – повышения вязкости 11 раствора и снижения проводимости среды – происходит уменьшение динамической неоднородности потоков жидкости и как следствие – повышение охвата пластов заводнением. 1.1 Анализ применения разных видов заводнения Сущность процесса заводнения заключается в закачке воды в нефтяной пласт с помощью нагнетательных скважин, для поддержания пластового давления при разработке нефтяной залежи. Заводнение может быть искусственным и естественным. Естественное заводнение происходит за счет соединения нижних водоносных горизонтов с объектом разработки. Однако эффективность данного заводнения проявляется только при высоком напоре водоносных горизонтов. В промышленности чаще используется искусственное заводнение, когда через нагнетательные скважины закачивается вода в пласт. Искусственное заводнение делиться на законтурное, приконтурное и внутриконтурное. Каждый из видов обладает своими особенностями. Так при законтурном заводнение, нагнетательные скважины бурятся за пределами залежи, вблизи внешнего контура. Добывающие скважины располагаются рядами. Для того чтобы эффективно использовать данный вид заводнения, пласт должен обладать хорошей пористостью (Кпор – 12-17 %), проницаемостью (Кпрн. – 5 мД) и небольшой ширеной водонефтяной зоны. Однако данный вид заводнения широкого применения не получил. Использование приконтурного заводнения эффективно при небольших залежах, а так же возможно использование совместно с законтурным, при условие что в законтурной зоне идет снижение проницаемости. Нагнетательные скважины расставляют вблизи внешнего контура нефтеносности, непосредственно внутри залежи. Процесс внутриконтурного заводнения заключается в разделении залежи на отдельные площади, каждая из них имеет свою систему разработки. Нагнетательные скважины располагаются непосредственно на нефтяной части пласта. Применяют данный способ на крупных месторождения 12 платформенного типа с широкими водонефтяными зонами. Внутриконтурное заводнение подразделяют на площадное, блоковое, избирательно и очаговое. При блоковом заводнения скважины располагают прямолинейно- параллельными рядами, чередую ряды нагнетательных и добывающих скважин. Благодаря данной системе залежь можно разрабатывать по блокам независимо друг от друга. Так же из положительных сторон можно отметить, что можно переходить от одной системы рядов к другой. Блоковое заводнения делится по числу рядов добывающих и нагнетательных скважин на: однорядные, трехрядные и пятирядные системы. Если идет чередования рядов нагнетательных и добывающих скважин, то это однорядная система.[1] Ее используют при низких значениях проницаемости и высокой вязкости. Когда на три ряда добывающих скважин бурят один ряд нагнетательных, то это трехрядная система. Пятирядную систему используют, когда неоднородность и прерывистость пласта незначительна, вязкость низкая, а проницаемость высокая. При данной системе на 5 добывающих рядов всего один ряд нагнетательных скважин. В реальных условиях используют смешанные блоковые системы, когда нагнетательные ряды располагаются как в крест, так и параллельно. В зависимости от образующейся фигуры сетки скважин, площадное заводнения подразделяют на пятиточечное, семиточечное и девятиточечное. Во всех этих видах нагнетательные скважины находятся в центре фигуры, а добывающие расставлены по углам. Так пятиточечная четка образует квадрат, семиточечная – шестиугольник. Так же хотелось бы отметить что девятиточечная система считается наиболее интенсивной. Однако у площадного заводнения есть недостаток, из-за того что расстановка скважин происходит на стадии проектирования, то на деле не все скважины реализуются. 13 При сильной неоднородности пластов используют избирательное заводнение, при котором местоположения скважин определяют уже после разбуривания и под особенности строения продуктивных пластов В качестве вспомогательного способа применяют очаговое заводнения. При данном виде заводнения нагнетательные скважины выбирают из числа добывающих или уже разбуренных скважин с целью вовлечения в процесс разработки ранее не охваченных вытеснением линз или частей пласта. Однако помимо простой закачки воды в пласт, в нее добавляют различные вещества, такие как поверхностно-активные вещества, полимеры и щелочи. Это делается с целью снижения поверхностного натяжение на границе фаз вода-нефть, уменьшения разницы вязкости между водой и нефтью, тем самым увеличивая нефтеотдачу пласта. |