аааааааааа. томск. Оценка перспектив использования технологий создания газогидратных барьеров при
 Скачать 3.49 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт Природных ресурсов Направление подготовки 21.04.01 Нефтегазовое дело Кафедра Геологии и разработки нефтяных месторождений МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ Тема работы Оценка перспектив использования технологий создания газогидратных барьеров при разработке месторождений с газовой шапкой и низкой пластовой температурой (на примере Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения, Восточная Сибирь) УДК 622.276:622.279.72(571.5) Студент Группа ФИО Подпись Дата 2ТМ51 Матюхина Виктория Дмитриевна Руководитель Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата доцент Шишмина Л. В. к. х. н. КОНСУЛЬТАНТЫ: По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата профессор Белозеров В.Б. д.г.-м.н По разделу «Социальная ответственность» Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата доцент Мищенко М.В. к.г.-м.н. ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ: Зав. кафедрой ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата ГРНМ Чернова О. С. к.г.-м.н., доцент Томск – 2017 г. 2 Результаты обучения Код Результаты обучения 1 2 Р1 Способность использовать естественнонаучные, математические, экономические, юридические и инженерные знания в области геологии, разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Р2 Способность определять, формулировать и решать междисциплинарные инженерные задачи в области нефтегазовых технологий с использованием профессиональных знаний и современных методов исследования Р3 Способность планировать и проводить исследования в сложных и неопределённых условиях с использованием современных технологий, а также критически оценивать полученные данные Р4 Способность анализировать нестандартные ситуации и быстро выбирать оптимальные решения при разработке нефтяных и газовых месторождений Р5 Способность использовать творческий подход для разработки новых идей и методов проектирования объектов нефтегазового комплекса, а также модернизировать и совершенствовать применяемые технологии нефтегазового производства Р6 Способность разрабатывать многовариантные схемы для достижения поставленных производственных целей, с эффективным использованием имеющихся технических средств Р7 Способность анализировать и систематизировать современные технологические и научные достижения нефтегазовой отрасли, а также выявлять их актуальные проблемы Р8 Способность эффективно работать индивидуально и в качестве члена команды, а также руководить командой, формировать задания, распределять обязанности и нести ответственность за результаты работы Р9 Способность самостоятельно учиться и непрерывно повышать квалификацию в своей профессиональной деятельности Р10 Владеть иностранным языком как средством профессионального общения, на уровне, позволяющем работать в интернациональной среде 3 Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт Природных ресурсов Направление подготовки (специальность) 21.04.01 Нефтегазовое дело Кафедра Геологии и разработки нефтяных месторождений УТВЕРЖДАЮ: Зав. кафедрой ГРНМ _____ _______ Чернова О.С. (Подпись) (Дата) (Ф.И.О.) ЗАДАНИЕ на выполнение выпускной квалификационной работы В форме: магистерской диссертации (бакалаврской работы, дипломного проекта/работы, магистерской диссертации) Студенту: Группа ФИО 2ТМ51 Матюхиной Виктории Дмитриевне Тема работы: Оценка перспектив использования технологий создания газогидратных барьеров при разработке месторождений с газовой шапкой и низкой пластовой температурой (на примере Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения, Восточная Сибирь) Утверждена приказом директора (дата, номер) 24.07.2017 № 6174/С Срок сдачи студентом выполненной работы: 14.08.2017 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ: Исходные данные к работе Материалы компании ООО «Газпромнефть НТЦ»: геолого-физическая характеристика, фильтрационная модель месторождения. Перечень подлежащих исследованию, проектированию и разработке вопросов Обзор существующих методов борьбы с конусообразованием. Разработка технологии борьбы с конусообразованием газа на месторождениях с газовой шапкой и низкой пластовой температурой. Перечень графического материала Географическое положение месторождения; геологический разрез, стратиграфическая колонка. Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы Раздел Консультант Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Белозеров В.Б. Социальная ответственность Мищенко М.В. Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном языках: Аналитические расчеты 4 Дата выдачи задания на выполнение выпускной квалификационной работы по линейному графику 26.06.2017 Задание выдал руководитель: Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата доцент Шишмина Л. В. к. х. н. 26.06.2017 Задание принял к исполнению студент: Группа ФИО Подпись Дата 2ТМ51 Матюхина Виктория Дмитриевна 26.06.2017 5 ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА «ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ» Студенту: Группа ФИО 2ТМ51 Матюхина Виктория Дмитриевна Институт Природных ресурсов Кафедра ГРНМ Уровень образования магистратура Направление/специальность 21.04.01. нефтегазовое дело Исходные данные к разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»: 1. Стоимость бурения горизонтальной скважины Литературные источники 2. Используемая система налогообложения, ставки налогов, отчислений, дисконтирования и кредитования Литературные источники Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и разработке: 1. Определение экономического эффекта при бурении горизонтальных скважин Расчет разницы прибыли при бурении одной горизонтальной добывающей скважины/нагнетательного и добывающего горизонтальных стволов, имеющих одно вертикальное основание Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей): График чистого дисконтированного дохода Дата выдачи задания для раздела по линейному графику 26.06.2017 Задание выдал консультант: Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Профессор Белозеров В.Б. д.г.-м.н. 26.06.2017 Задание принял к исполнению студент: Группа ФИО Подпись Дата 2ТМ51 Матюхина Виктория Дмитриевна 26.06.2017 6 ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА «СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ» Студенту: Группа ФИО 2ТМ51 Матюхина Виктория Дмитриевна Институт Природных ресурсов Кафедра ГРНМ Уровень образования магистратура Направление/специальность 21.04.01.Нефтегазовое дело Исходные данные к разделу «Социальная ответственность»: 1. Описание рабочего места (рабочей зоны, технологического процесса, механического оборудования) на предмет возникновения: вредных проявлений факторов производственной среды (метеоусловия, вредные вещества, освещение, шумы, вибрации, электромагнитные поля, ионизирующие излучения) опасных проявлений факторов производственной среды (механической природы, термического характера, электрической, пожарной и взрывной природы) негативного воздействия на окружающую природную среду (атмосферу, гидросферу, литосферу) чрезвычайных ситуаций (техногенного, стихийного, экологического и социального характера) Целевое нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ Д.), являющееся объектом реализации результатов исследования данного проекта, расположенное в пределах республики Саха (Якутия) и являющееся одним из самых больших по углеводородным запасам в России. На данный момент месторождение находится на переходном этапе завершения геологоразведочных работ и начале опытно-промышленных работ совместно с подготовкой к промышленной разработке залежей. Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и разработке: 1. Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной среды в следующей последовательности: физико-химическая природа вредности, её связь с разрабатываемой темой; действие фактора на организм человека; приведение допустимых норм с необходимой размерностью (со ссылкой на соответствующий нормативно-технический документ); предлагаемые средства защиты (сначала коллективной защиты, затем – индивидуальные защитные средства) При разработке НГКМ Д людей, экологическую систему и инженерно- технический комплекс предприятия негативное действие оказывают следующие факторы: • психофизические факторы (нервно- психические и физические перегрузки организма работников); • физические факторы (тепловые и световые излучения , ударные волны, электрический ток, механизмы, движущиеся машины, незащищенные элементы производственного оборудования, виброакустические факторы); • химические факторы (действие вредных веществ, распространившихся на поверхности земли, территории рабочих площадок и помещений, в воздухе, водной среде). 7 2. Анализ выявленных опасных факторов проектируемой произведённой среды в следующей последовательности механические опасности (источники, средства защиты; термические опасности (источники, средства защиты); электробезопасность (в т.ч. статическое электричество, молниезащита – источники, средства защиты); пожаровзрывобезопасность (причины, профилактические мероприятия, первичные средства пожаротушения) Углеводороды, входящие в состав природного газа, нефти и газового конденсата образуют с воздухом пожаровзрывоопасные смеси. При взрыве газовоздушной или паровоздушной смеси или пыли образуется ударная волна. Удары током могут произойти при недостаточном заземлении оборудования, при накоплении статического электричества, при отсутствии молниеотводов на зданиях. Возможные источники поражения электрическим током: линии электропередач, трансформаторы, различное оборудование, находящееся под напряжением. Действие вредных веществ на организм приводит к его отравлению и зависит от концентрации самого вещества, токсичных свойств и продолжительности воздействия. Отравление людей может произойти вследствие разлива нефти, метанола, конденсата или других опасных жидкостей, при вдыхании паров или через кожу. Шум возникает при движении нефти и газа в оборудовании, в цехах, при исследованиях и продувке скважин. При постоянном воздействии на работника шум приводит к нарушению деятельности сердечно-сосудистой и нервной систем. 3. Охрана окружающей среды: защита селитебной зоны анализ воздействия объекта на атмосферу (выбросы); анализ воздействия объекта на гидросферу (сбросы); анализ воздействия объекта на литосферу (отходы); разработать решения по обеспечению экологической безопасности со ссылками на НТД по охране окружающей среды. К основным видам загрязнений экосистемы в результате деятельности предприятия относятся следующие: выбросы в почву, водоемы и атмосферу значительного количества производственных отходов, загрязняющих почву, воду и воздух; выбросы нефти и газа на устье скважины при продувке или исследованиях, неполное сгорание газа на факелах. Разлившиеся углеводороды, опасно изменяя состав и свойства воды, превращают ее в токсичное вещество, которое опасно воздействует на рыб и других обитателей водоемов. Проникая в плодородную почву, загрязнители 8 изменяют ее физико-химические свойства, разрушают почвенную структуру, диспергируют частицы, изменяют соотношение между углеродом и азотом, режим почв и корневого питания растений. При высоких уровнях воздействия негативных факторов на человека наблюдаются острые или хронические заболевания, а также травмирование людей. Дата выдачи задания для раздела по линейному графику 26.06.2017 Задание выдал консультант: Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Мищенко М.В. к.г.-м.н. 26.06.2017 Задание принял к исполнению студент: Группа ФИО Подпись Дата 2ТМ51 Матюхина Виктория Дмитриевна 26.06.2017 9 РЕФЕРАТ Выпускная квалификационная работа 108 с., 37 рис., 23 табл., 47 источников. Ключевые слова: конусообразование, критический дебит, нефтяная оторочка, газовая шапка, низкая пластовая температура, барьерные технологии, газогидраты, равновесные условия. Объектом исследования являются методы борьбы с проблемой формирования конусов газа на газонефтяных и газоконденсатнонефтяных месторождениях. Цель работы – оценка применимости технологии создания газогидратного барьера на уровне газонефтяного контакта на примере одного из месторождений Восточной Сибири с нефтяной оторочкой, газовой шапкой и низкой пластовой температурой. В процессе исследования проводились: литературный обзор и анализ существующих методов контроля конусообразования и, конкретно, барьерных технологий; аналитические расчеты критических дебитов конусообразования на вертикальных скважинах без и в присутствии барьера разного радиуса, на горизонтальных скважинах – без барьера; гидродинамическое моделирование работы добывающей горизонтальной скважины без и в присутствии барьера и оценка технологического эффекта; экономический анализ рентабельности создания газогидратного барьера. В результате исследования была доказана эффективность применения газогидратного барьера в случае успешной установки. Степень внедрения: выявлен общий положительный эффект и увеличение технологических и экономических показателей на одном из месторождений Восточной Сибири, однако в случае конкретного месторождения требуются более тщательные исследования, связанные с индивидуальными условиями месторождения, с целью уменьшения степени неопределенности успешной установки барьера. Область применения: борьба с конусообразованием на газонефтяных и газоконденсатных месторождениях с благоприятными термобарическими условиями для стабильного существования газогидратов. Экономическая эффективность/значимость работы: в данной работе был разработан способ увеличения коэффициента нефтеизвлечения нефтяных оторочек низкотемпературных пластов, а соответственно, способ увеличения чистого дисконтированного дохода от эксплуатации месторождения. В будущем планируется более подробное изучение неопределенностей, связанных с реализацией технологии создания газогидратного барьера. 10 Abstract This research consists of 108 pages, 37 figures, 23 tables and 47 references. Key words: coning; critical rate; oil rim; gas cap; low reservoir temperature; barrier; gas hydrates; stable conditions. There are more than 200 gas cap fields with oil rim at the territory of the Russian Federation with the volumes of oil-in-place found in oil rims – more than 6 billion tons and gas-in-place contained in gas caps – more than 7 trillion cubic meters. Such significant amount of hydrocarbons constitutes considerable part of resources potential of the country. Following to the statistical data, trials of the oil rim reservoirs with a gas cap development are frequently effectless today. Significant contribution to this statistics is made by the issue of gas coning and consequent gas breakthrough into producing wells that leads to losing gas reserves portion. Besides, ignoring of the oil rim development leads to oil rim deforming. Due to the difficulty of extraction, oil rim oil is ranged as hard-to-recover reserves. Nowadays, less than 2% of the whole oil rims reserves are produced. Such poor recovery efficiency hinders gas reserves extraction. Consequently, during the development of gas cap fields with oil rim, when gas reserves extraction is more important, oil rim oil is ignored in majority of cases. This attitude, though it is unavoidable, contradicts the state demand for reaching the maximum level of hydrocarbon recovery from reservoir. Thus, the aim of this work is directly related to the art of oil recovery optimization that involves oil rim keeping in persistent contact with producers in the oil-saturated part. Here, the gas- oil contact movement management is extremely critical. To achieve the desired results, the construction of gas hydrate horizontal barrier, its designing and locating were considered for controlling gas coning. This is an effort to consolidate new concept with previous information so that a reasonable selection of barrier creation conditions, dimensions and vertical position can be properly made. One of the Eastern Siberian gas cap fields with oil rim was selected as a prospective target of research. Nowadays, the reservoirs of the researched field are placing on production and the problem of gas coning prevention is essential to solve there. All in all, the main objective of this report is to evaluate the possibility of gas hydrate barrier application at the researched field for the purpose of gas breakthrough prevention. 11 |