Дипломная работа. Повышение эффективности эксплуатации скважин, оборудованных
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
Школа Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело Отделение школы (НОЦ) Отделение нефтегазового дела БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА Тема работы Повышение эффективности эксплуатации скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов, в условиях повышенного газосодержания на месторождениях Западной Сибири УДК 622.2 76 .0 54 .2 3 (571.1) Студент Группа ФИО Подпись Дата 2Б5Г Фадеев Сергей Евгеньевич Руководитель ВКР Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент ОНД Цибульникова Маргарита Радиевна к.г.н., доцент Консультант Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Пулькина Наталья Эдуардовна КОНСУЛЬТАНТЫ ПО РАЗДЕЛАМ: По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент ОСГН Кащук Ирина Вадимовна к.т.н., доцент По разделу «Социальная ответственность» Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Ассистент Черемискина М. С. ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ: Руководитель ООП ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Максимова Юлия Анатольевна Томск – 2019 Планируемые результаты обучения Код результата Результат обучения (выпускник должен быть готов) Требования ФГОС, критериев и/или заинтересованных сторон В соответствии с общекультурными, общепрофессиональными и профессиональными компетенциями Р1 Приобретение профессиональной эрудиции и широкого кругозора в области гуманитарных и естественных наук и использование их в профессиональной деятельности Требования ФГОС ВО (ОК-1, ОК-2, ОК-3,ОК-4,ОК- 5,ОК-7) (EAC-4.2a) (ABET-3A) Р2 Уметь анализировать экологические последствия профессиональной деятельности в совокупности с правовыми, социальными и культурными аспектами и обеспечивать соблюдение безопасных условий труда Требования ФГОС ВО (ОК- 3,ОК-4, ОК-7, ОК-9) ПК-4, ПК- 5, ПК-13, ПК-15. Р3 Уметь самостоятельно учиться и непрерывно повышать квалификацию в течение всего периода профессиональной деятельности Требования ФГОС ВО (ОК-1, ОК-2,ОК-3,ОК-4, ОК-7, ОК-8, ОК-9) (ABET-3i),ПК1,ПК-23, ОПК-6, ПК-23 Р4 Грамотно решать профессиональные инженерные задачи с использованием современных образовательных и информационных технологий Требования ФГОС ВО (ОПК-1, ОПК-2, ОПК-3, ОПК-4, ОПК- 5,ОПК-6) (EAC-4.2d), (ABET3e) в области производственно-технологической деятельности Р5 Управлять технологическими процессами, эксплуатировать и обслуживать оборудование нефтегазовых объектов Требования ФГОС ВО (ПК-1, ПК-2, ПК-3,ПК-4, ПК-7,ПК- 8,ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-13, ПК-14,ПК-15) Р6 внедрять в практическую деятельность инновационные подходы для достижения конкретных результатов Требования ФГОС ВО (ПК-1, ПК-5, ПК-6,ПК-10, ПК-12) в области организационно-управленческой деятельности Р7 Эффективно работать индивидуально и в коллективе по междисциплинарной тематике, организовывать работу первичных производственных подразделений, обеспечивать корпоративные интересы и соблюдать корпоративную этику Требования ФГОС ВО (ОК-5, ОК-6, ПК-16,ПК-18) (EAC-4.2-h), (ABET-3d) Р8 Осуществлять маркетинговые исследования и участвовать в создании проектов, повышающих эффективность использования ресурсов Требования ФГОС ВО (ПК-5, ПК-14, ПК17, ПК-19, ПК-22) в области экспериментально-исследовательской деятельности Р9 Определять, систематизировать и получать необходимые данные для экспериментально- исследовательской деятельности в нефтегазовой отрасли Требования ФГОС ВО (ПК-21, ПК-23,ПК-24,ПК-25,ПК-26) Р10 Планировать, проводить, анализировать, обрабатывать экспериментальные исследования с интерпретацией полученных результатов с использованием современных методов моделирования и компьютерных технологий Требования ФГОС ВО (ПК-22, ПК-23, ПК-24, ПК-25, ПК-26,) (ABET-3b) в области проектной деятельности Р11 Способность применять знания, современные методы и программные средства проектирования для составления проектной и рабочей и технологической документации объектов бурения нефтяных и газовых Требования ФГОС ВО (ПК-27, ПК-28, ПК-29, ПК-30) 2 Школа Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки 21.03.01 «Нефтегазовое дело» Отделение школы (НОЦ) Отделение нефтегазового дела УТВЕРЖДАЮ: Руководитель ООП _____ _______ Максимова Ю. А. (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 2Б5Г Фадееву Сергею Евгеньевичу Тема работы: Повышение эффективности эксплуатации скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов, в условиях повышенного газосодержания на месторождениях Западной Сибири Утверждена приказом директора (дата, номер) 2024/с от 18.03.2019 г. Срок сдачи студентом выполненной работы: 17.06.2019 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ: Исходные данные к работе Пакет геологической и геофизической информации по Урманскому нефтегазоконденсатному месторождению, тексты и графические материалы проектных документов, фондовая, периодическая, специальная и учебная литература. Перечень подлежащих исследованию, проектированию и разработке вопросов 1.1 Установка погружного электроцентробежного насоса 1.2 Оборудование скважин, эксплуатируемых с помощью УЭЦН 3 1.3 Факторы, влияющие на эксплуатацию УЭЦН 2.1 Влияние свободного газа на УЭЦН 2.2 Влияние свободного газа у приема ЭЦН на рабочие характеристики 3.1 Спуск насоса под динамический уровень жидкости в скважине 3.2 Подлив дегазированной жидкости 3.3 Применение «конической» схемы насосов 3.4 Применение газосепараторов 3.5 Применение диспергаторов 3.6 Применение мультифазных насосов 4.1 Общие сведения о месторождении 4.2 Характеристика состояния разработки месторождения и анализ структуры фонда скважин 4.3 Анализ структуры действующего фонда Урманского НГКМ в разрезе осложнений 4.4 Подбор УЭЦН 5.1 Расчёт дополнительной добычи 5.2 Расчет единовременных затрат и суммы амортизационных отчислений 5.3 Расчёт эксплуатационных затрат 5.4 Расчет экономического эффекта мероприятия 6.1 Производственная безопасность 6.2 Вредные факторы 6.3 Опасные факторы 6.4 Экологическая безопасность 6.5 Меры безопасности в чрезвычайных ситуациях 6.6 Специальные правовые нормы трудового законодательства Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы Раздел Консультант 1. Общие сведения о погружных электроцентробежных насосных установках и осложнениях при их эксплуатации 2. Исследование влияния свободного газа на эффективность работы скважин, оборудованных УЭЦН 3. Анализ существующих систем и технологий защиты УЭЦН от вредного влияния свободного газа 4. Технология подбора оборудования на Урманском НГКМ Пулькина Наталья Эдуардовна Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Кащук Ирина Вадимовна Социальная ответственность Черемискина Мария Сергеевна 4 Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном языках: 1. Общие сведения о погружных электроцентробежных насосных установках и осложнениях при их эксплуатации 2. Исследование влияния свободного газа на эффективность работы скважин, оборудованных УЭЦН 3. Анализ существующих систем и технологий защиты УЭЦН от вредного влияния свободного газа 4. Технология подбора оборудования на Урманском НГКМ 5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 6. Социальная ответственность Дата выдачи задания на выполнение выпускной квалификационной работы по линейному графику 19.03.2019 Задание выдал руководитель / консультант: Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Цибульникова Маргарита Радиевна к.г.н. Старший преподаватель Пулькина Наталья Эдуардовна Задание принял к исполнению студент: Группа ФИО Подпись Дата 2Б5Г Фадеев Сергей Евгеньевич 5 Школа Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки 21.01.01 «Нефтегазовое дело» Уровень образования бакалавриат Отделение школы (НОЦ) Отделение нефтегазового дела Период выполнения весенний 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: 17.06.2019 Дата контроля Название раздела (модуля) / вид работы (исследования) Максимальный балл раздела (модуля) 28.03.2019 Общие сведения о погружных электроцентробежных насосных установках и осложнениях при их эксплуатации 10 3.04.2019 Исследование влияния свободного газа на эффективность работы скважин, оборудованных УЭЦН 15 16.04.2019 Анализ существующих систем и технологий защиты УЭЦН от вредного влияния свободного газа 15 29.04.2019 Технология подбора оборудования на Урманском НГКМ 30 23.05.2019 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 15 25.05.2019 Социальная ответственность 15 СОСТАВИЛ: Руководитель ВКР Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Цибульникова Маргарита Радиевна к.г.н. Консультант Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Пулькина Наталья Эдуардовна 6 СОГЛАСОВАНО: Руководитель ООП Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель Максимова Юлия Анатольевна 7 РЕФЕРАТ Выпускная квалификационная работа содержит 92 страницы, 21 рисунок, 9 таблиц, 34 источника. Ключевые слова: нефть, скважина, установка электроцентробежного насоса, газосодержание, газовый фактор, добыча нефти, газосепаратор, диспергатор. Объектом исследования являются добывающие скважины нефтяных месторождений, оборудованные УЭЦН, осложненные высоким газовым фактором. Целью данной работы является проведение анализа работы добывающих скважин, оборудованных УЭЦН, в условиях повышенного газосодержания и предложение актуальных методов и технологий, направленных на повышение эффективности их эксплуатации на месторождениях Западной Сибири. Методы исследования: сравнительный анализ работы скважин, оборудованных УЭЦН, в условиях высокого газового фактора. В процессе исследования был проведен анализ осложненного фонда скважин Урманского месторождения, подбор оборудования для эксплуатации. Были выбраны решения по снижению влияния высокого газосодержания, проведен расчет экономической эффективности внедрения газосепаратора - диспергатора на Урманском месторождении. Область применения: фонд добывающих скважин нефтяных месторождений, оборудованных УЭЦН. Экономический эффект от применения предложенного решения достигается за счет увеличения межремонтного периода подземного оборудования. 8 Обозначения и сокращения В настоящей работе применены следующие сокращения: АСПО – асфальтосмолопарафиновые отложения; ПАВ – поверхностно-активные вещества; ГЖС газожидкостная смесь; КИН коэффициент извлечения нефти; УЭЦН электроцентробежная насосная установка; ЭЦН электроцентробежный насос; НКТ – насосно-компрессорные трубы; ПЭД – погружной электродвигатель; МРП – межремонтный период; СНО – средняя наработка на отказ; ТМС – термоманометрическая системы; МФН – мультифазный насос; СИЗ – средства индивидуальной защиты; АГЗУ – автоматическая групповая замерная установка; НДПИ – налог на добычу полезных ископаемых; AGH – Advanced gas-handling device (диспергатор); VGSA – Advanced vortex gas separator (вихревой газосепаратор); MGH – Multiphase gas-handling system (мультифазный насос). 9 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 12 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВКАХ И ОСЛОЖНЕНИЯХ ПРИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ 14 1.1 Установка погружного электроцентробежного насоса 14 1.2 Оборудование скважин, эксплуатируемых с помощью УЭЦН 15 1.3 Факторы, влияющие на эксплуатацию УЭЦН 19 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВОБОДНОГО ГАЗА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ СКВАЖИН, ОБОРУДОВАННЫХ УЭЦН 23 2.1 Влияние свободного газа на УЭЦН 23 2.2 Влияние свободного газа у приема ЭЦН на рабочие характеристики 25 3 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ ЗАЩИТЫ УЭЦН ОТ ВРЕДНОГО ВЛИЯНИЯ СВОБОДНОГО ГАЗА 30 3.1 Спуск насоса под динамический уровень жидкости в скважине 30 3.2 Подлив дегазированной жидкости 31 3.3 Применение «конической» схемы насосов 32 3.4 Применение газосепараторов 34 3.5 Применение диспергаторов 34 3.6 Применение мультифазных насосов 37 4 ТЕХНОЛОГИЯ ПОДБОРА ОБОРУДОВАНИЯ НА УРМАНСКОМ НГКМ 40 5 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 42 5.1 Расчёт дополнительной добычи 44 5.2 Расчет единовременных затрат и суммы амортизационных отчислений 45 5.3 Расчёт эксплуатационных затрат 45 1.4 Расчет экономического эффекта мероприятия 48 6 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 54 6.1 Производственная безопасность 54 6.2 Вредные факторы 55 6.2.1 Отклонение показателей климата на открытом воздухе 55 6.2.2 Повышенная загазованность воздуха рабочей среды 56 10 6.2.3 Превышение уровня шума 57 6.2.4 Превышение уровня вибрации 57 6.3 Опасные факторы 58 6.3.1 Сосуды и аппараты под давлением 58 6.3.2 Электробезопасность 59 6.3.3 Пожаробезопасность 59 6.3.4 Механические повреждения 61 6.4 Экологическая безопасность 61 6.4.1 Защита атмосферы 61 6.4.2 Защита гидросферы 63 6.4.3 Защита литосферы 64 6.5 Меры безопасности в чрезвычайных ситуациях 64 6.6 Специальные правовые нормы трудового законодательства 66 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 69 11 ВВЕДЕНИЕ На сегодняшний день основным способом добычи нефти в России является эксплуатация скважин установками погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН). Это обусловлено тем, что в условиях необходимости максимального отбора нефти и увеличивающейся обводненности месторождений они имеют следующие преимущества по сравнению с другими способами добычи (высокая производительность, простота монтажа и обслуживания, относительно большой межремонтный период и т.д.). Однако при эксплуатации скважин, оборудованных УЭЦН, нефтедобывающие компании сталкиваются с различными трудностями, такими как нестабильная работа установок в осложненных условиях, обусловленная множеством факторов [1]. Одним из таких факторов является повышенное газосодержание в скважине, которое приводит к выходу из строя дорогостоящего оборудования, уменьшению его межремонтного периода и вследствие к снижению экономической рентабельности разработки. При подъеме нефти на поверхность выделяется газ, накапливающийся в затрубном пространстве добывающих скважин (между колоннами насосно- компрессорных труб и обсадной колонной). Избыточное количество этого газа приводит к нежелательным последствиям в эксплуатации скважин, таким как увеличение динамического уровня в скважине и образование газогидратов. В условиях наличия свободного газа в добываемой продукции может снизиться напор и соответственно КПД установки электроцентробежного насоса, происходит перегрев оборудования из-за недостаточного охлаждения, возникают риски срыва подачи и внутрисменные простои, что приводит к преждевременным отказам оборудования. С увеличением количества свободного газа повышается количество необходимых ступеней УЭЦН, снижается их напорная характеристика, что вызывает уменьшение депрессии, 12 оказываемой на пласт, и ведет к снижению дебита скважины. Для минимизации количества отказов оборудования, увеличения КИН и стабилизации работы УЭЦН в осложненных газовым фактором условиях разрабатываются и внедряются новые технологии и оборудование. Цель работы: проведение анализа работы добывающих скважин, оборудованных УЭЦН, в условиях повышенного газосодержания и предложение актуальных методов и технологий, направленных на повышение эффективности их эксплуатации на месторождениях Западной Сибири. Задачи работы: 1. Определение уровня влияния повышенного газосодержания на технологические параметры и надежность эксплуатации УЭЦН; 2. Анализ современного оборудования и технологий, направленных на повышение эффективности эксплуатации скважин в осложненных условиях (повышенном газовом факторе); 3. Оценка применимости и эффективности использования данных технологий и оборудования на Урманском НГКМ. Объектом исследования являются скважины Урманского нефтегазоконденсатного месторождения, оборудованные УЭЦН, осложненные высоким газовым фактором. 13 |