Нефтепромысловые системы с осложнёнными условиями добычи
Международная
публикация
ART 53169
Авторы:
Д.
Г. Антониади, О.
В. Савенок
Д.
Г. Антониади, О.
В. Савенок Библиографическое описание статьи для цитирования:
Антониади
Д.
Г.,
Савенок
О.
В. Нефтепромысловые системы с осложнёнными условиями добычи // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2013. – Т. 3. – С.
831–835. – URL:
http://e-koncept.ru/2013/53169.htm.
Аннотация. В статье рассмотрены принципы построения системы классификации факторов затруднения добычи. Показано, что они могут быть природного происхождения и техногенные. Проведено исследование структуры и состава факторов осложнения условий добычи и выявлено, что из числа факторов осложнения условий добычи наиболее распространённым является солеотложение. Рассмотрено солеотложение как фактор в активной фазе, системные решения для нефтей с аномальными характеристиками и композиция факторов.
Ключевые слова:
трудноизвлекаемые запасы, осложнённые условия добычи, факторы осложнения условий добычи, классификация факторов затруднения добычи, солеотложение
Текст статьи
Антониади Дмитрий Георгиевичдоктор технических наук, профессор,академик РАЕН,зав. кафедрой Нефтегазового дела имени профессора Г.Т. Вартумяна,директор института Нефти, газа и энергетикиФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»,г. Краснодарantoniadi@kubstu.ru
Савенок Ольга Вадимовнакандидат технических наук, доцент,доцент кафедры Нефтегазового дела имени профессора Г.Т. ВартумянаФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодарolgasavenok@mail.ru
НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫЕ СИСТЕМЫС ОСЛОЖНЁННЫМИ УСЛОВИЯМИ ДОБЫЧИ
Аннотация: В статье рассмотрены принципы построения системы классификации факторов затруднения добычи. Показано, что они могут быть природного происхождения и техногенные. Проведено исследование структуры и состава факторов осложнения условий добычии выявлено, что из числа факторов осложнения условий добычи наиболее распространённым является солеотложение.Рассмотрено солеотложение как фактор в активной фазе, системные решения для нефтей с аномальными характеристиками и композиция факторов.
Ключевые слова: Трудноизвлекаемые запасы,осложнённые условия добычи,факторы осложнения условий добычи,классификация факторов затруднения добычи,солеотложение.
Принципы построения системы классификациифакторовзатруднения добычи (КФЗД)На основании ранее выполненного анализа 1,2по категориям осложнённых условий добычи и трудноизвлекаемых запасов можно сделать ряд предварительных замечаний по построению классификации факторов затруднения добычи.1. Имеет смысл разделить понятия трудноизвлекаемые запасыи осложнённые условия добычи.Под термином трудноизвлекаемые запасы мы подразумеваем месторождения, в которых изначально (т.е. до начала разработки) существуют особенности геологического, промысловогеологического характера месторождения, а также аномальных параметров нефти и других факторов, создающих ситуацию, при которой необходимо применение системы специальных мер и технологий добычи. Это факторы природного происхождения.Под термином осложнённые условия добычи мы подразумеваем те факторы затруднения добычи, которые возникают в процессе разработки и могут явиться следствием техногенного воздействия на природную среду. Как зависимые от времени и фаз разработки факторы, осложнённые условия добычи могут быть исследованы как научнотехнологические объекты и процессы.2. Как результат формулировок по п. 1, в системе классификации факторов затруднения добычи (КФЗД) можно выделить две группы факторов:2.1. Природного происхождения(факторы природного происхождения –ФПП);2.2. Техногенные, определяемые как результат взаимодействия локального природного комплекса месторождения и суммарного технического и технологическоговоздействия на него в процессе добычи.ФПП могут быть либо инвариантными (ФППИ) относительно возраста разработкиместорождения, либо находиться в активной фазе (ФППА) в период разработки.3. Таким образом, в первом приближении систему КФЗД составят природные и техногенные факторы, которые в процессе разработки вступают во взаимодействие друг с другом, формируя сложную природногеотехногенную систему.Эта концепция будет детализирована и углублена по мере рассмотрения вопросов в последующих главах.4. Природные факторы согласно 3]:пласты с послойной и зональной неоднородностью по проницаемости и прерывистости;пласты c низкой начальной нефтенасыщенностью;пласты c малыми размерами чисто нефтяных площадей и участков;пласты c близостью давления насыщения нефти газом к начальному пластовому давлению с одновременным заметным или даже значительным содержанием в нефти твёрдых компонентов –асфальтенов, смол и парафинов;пласты c высоковязкой нефтью.Вопросы аналитического исследования КФЗД в разной степени затронуты в ряде работ 414. В большей части из них изучены методы и технологии повышения эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти.В 9 описана методология исследования влияния техногенного воздействия на структуру порового пространства, фильтрационноемкостные свойства (ФЕС) нефтенасыщенных коллекторов и на коэффициент извлечения нефти. Изменения свойств коллектора и пластовых флюидов в ходе разработки нефтяных месторождений (в особенности для объектов, находящихся в длительной и поздней стадии разработки) вызваны изменением ФЕС пористой среды под воздействием различных технологических факторов с применением химических реагентов, закачкой пресных и сточных вод, с нестационарностью давления в пористых средах.Изменение пластового давления приводит к изменению внутрипорового давления, а далее и эффективного давления на породу. Это, в свою очередь, изменяло ФЕС коллектора, причём восстановление начального пластового давления не сопровождалось полным восстановлением первоначальных параметров ФЕС. Таким образом, налицо необратимые упругие и неупругие (пластичные) деформации коллектора (рисунок 1).
Рисунок 1 –Классификация измененийфильтрационноемкостных свойств коллектора в зависимостиот техногенного воздействияВ 9 предложена схемапроцессов, происходящих в пласте в результате техногенного воздействия (рисунок 1). Все процессы разделены на две основные группы: обратимые–это процессы, по истечении действия которых свойства порового пространства полностью восстанавливаются, и необратимые–приводящие к коренным изменениям порового пространства.Далее рассматриваются конкретные явления, приводящие к деформации и изменению ФЕС. Указанные процессы могут происходить как одновременно, так и по отдельности. Так, например, процессы упругой деформации предшествуют неупругим. Изменения температуры и давления приводят к нарушению термодинамического равновесия насыщающих коллектор флюидов и, как результат, к выпадению твёрдой фазы из нефти, процессам переноса частиц данной фазы, сорбции, суффозии, что в свою очередь изменяет ФЕС коллектора.По вопросу систематизации КФЗД можно отметить, что общего подхода ещё не выработано. Так, в 14 указано, что в настоящее время полного единства взглядов исследователей на классификацию трудноизвлекаемых запасов нефти не существует. К этому виду запасов отнесены запасы месторождений, залежей или отдельных их частей, отличающиеся сравнительно неблагоприятными для извлечения геологическими условиями залегания нефти и (или) физическими её свойствами. При этом набор геологофизических характеристик залежей для отнесения их к категории трудноизвлекаемых может быть различным для различных нефтегазоносных провинций и даже дифференцироваться по отдельным их частям. Но общим для всех являются низкая продуктивность, обусловленная особенностями геологического строения.Более подробного анализа заслуживает исследование 4, в котором решалась задача интенсификации выработки остаточных, трудноизвлекаемых запасов нефтегазовых месторождений, находящихся в поздней стадии разработки, совершенствованием методических подходов и внедрением системных технологий. Интерес к этой работе связан с двумя обстоятельствами –аналитическими проработками по КФЗД и исследованиями техногенных факторов месторождений в поздней фазе разработки.Указывается, что нестационарность термодинамического состояния месторождений с остаточными запасами из низкопроницаемых и высокообводнённых пластов осложняет геологопромысловые условия и снижает показатели качества и эффективности работ при заканчивании и ремонте скважин. На наш взгляд, применение понятия о нестационарности термодинамического состояния месторождений требует обоснования и расшифровки. Более уместно говорить о неустановившихся процессах.Указывается, что особую актуальность приобретают аналитические обобщения и оценка состояния разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, а также поиски принципиально новых методических подходов и технических решений по интенсификации их выработки и увеличению нефтеотдачи пластов.Представляет интерес исследование техногенных факторов КФЗД на примере данных 4].Отмечено, что наблюдается закономерное снижение эффективности разработкинефтегазовых залежей на стадии заканчивания скважин.При этом происходит постепенная утрата эффективного контроля и регулирования системой разработки месторождений.Один из наиболее распространённых методов при разработке нефтегазовых залежей –заводнение –обеспечивает высокие темпы добычи углеводородного сырья и показатели нефтеотдачи пластов. В то же время на поздней и завершающей стадиях разработки заводнение ведёт к глубоким и зачастую необратимым изменениям геологопромысловых характеристик разрабатываемых месторождений.Таким образом, заводнение как технологический приём можно рассматривать в качестве примера активного техногенного воздействия, оказывающего на показатели эффективности добычи на разных фазах разработки как положительное, так и отрицательное действие.Деструктивные факторы оказывают влияние на показатели строительства, эксплуатации скважин и разработки месторождений.К этим факторам относятся:дифференциация текущего пластового давления и температура по разрезу и площади залежей;повышение градиента давления между флюидонасыщенными пластами продуктивной толщи;неравномерная выработка и ухудшение структуры извлекаемых запасов, физических свойств и состава пластовой нефти.Значительную проблему представляет качество прогноза изменения забойных дифференциальных давлений (репрессия, депрессия), а также интенсивности межпластовых перетоков и дренирования призабойной зоны проницаемых пород. При низком качестве прогноза при заканчивании скважин имеют место осложнения технологии буровых работ (поглощение, гидроразрыв, газонефтеводопроявления, выбросы, аварии) и снижение их качества (ухудшение природных коллекторских свойств продуктивных пластов, нарушение герметичности крепи).Как результат, эти промысловые факторы существенно осложняют гидродинамические условия эксплуатации скважин, производства ОПЗ, РИР и МУН, оказывая деструктивное влияние на текущие и конечные показатели как эксплуатации скважин, так и системы разработки залежи в целом.В результате активизации процессов техногенной миграции и массообмена пластовых флюидов по разрезу многопластовых залежей и площади происходит дезорганизация формируемых системой разработки потоков пластовых флюидов при движении их к забоям добывающих скважин и связанных с ними нарушениями режима эксплуатации скважин, изменениями термодинамического состояния и поведения залежи.Таким образом, можно заключить, чтодля трудноизвлекаемых запасов нефтегазовых месторождений, находящихся на поздней стадии разработки, особую значимость представляют деструктивные факторы, способные привести к непрогнозируемому развитию событий.
Исследование структуры и составафакторов осложненияусловий добычиКосновным факторам, осложняющим добычу, относятся2:трудноизвлекаемые запасы;солеотложение;нефти с аномальными свойствами;высокие концентрации абразивных частиц;большое содержание свободного газа и др.Однако после разделения понятий трудноизвлекаемые запасыи осложнённые условия добычипервоначальная формулировка должна быть уточнена.Описанный ниже подход преследует цель –построение системы классификациифакторов затруднения добычи (КФЗД).К осложнённым условиям добычи могут быть отнесены факторы 1524]:солеобразование и солеотложение;пескообразование;повреждение пласта;отложения парафинов;эмульгирование нефти в воде;коррозия.Как уже указывалось ранее, факторы природного происхождения (ФПП) могут быть либо инвариантными (ФППИ) относительно возраста разработки месторождения, либо находиться в активной фазе (ФППА) в период разработки. ФППА представляют собой наиболее значимую категорийную группу, связанную напрямую с основными технологическими процессами, определяющими эффективность добычи.Значительный интерес представляет исследование ФППА как функций с параметром времени. Представляет интерес рассмотрение ФППА как функциональных кинетических систем, т.е. процессов протекающих во времени с некоторой скоростью,зависящей от группы параметров.Из числа факторов осложнения условий добычи наиболее распространённым является солеотложение.
Солеотложение как фактор в активной фазе [2531]На примере исследований по месторождениям Западной Сибири можно проследить влияние солеотложения на технические характеристики нефтедобычи.Проблема резкого увеличения числа отказов установок электроприводных центробежных насосов (УЭЦН) по причине солеотложения в последние годы получила особую актуальность ввиду прогрессирующего роста обводнённости пластовой жидкости на большинстве активно разрабатываемых нефтяных месторождений страны. Серьёзную опасность представляют солеотложения на рабочих органах и поверхностях погружных ЭЦН. Образование плотного камнеобразного осадка толщиной 0,61,0 мм нарушает теплообмен, приводит к заклиниванию рабочих органов насоса, поломке вала и выходу установки из строя.Сегодня общеизвестно, что основными причинами отказов установок электроприводных центробежных насосов на месторождениях Западной Сибири являются солеотложение и засорение рабочих органов механическими примесями (рисунок 2).
Рисунок 2–Отказы УЭЦН, % от общего числа
Практически 70 % отказов УЭЦН связаны с отложением солей и засорением механическими примесями, которые во многих случаях тоже являются теми же самыми солями, которые не отложились на поверхностях скважинного оборудования, а выпали в качестве твёрдого осадка и потом попали вместе с потоком жидкости внутрь насоса. В самом насосе соль отлагается в рабочих органах: в первую очередь, на первых и последних ступенях насоса –до 45 и 21 % соответственно. Ещё до 21 % солей в сумме оседает в насоснокомпрессорных трубах НКТ, газосепараторах, на корпусе погружного электродвигателя.И, наконец, до 13 % солей отлагается по всей внутреннейповерхности корпуса насоса. Это происходит изза повышения температуры двигателя, вследствие которого уменьшается растворимость карбонатных солей и увеличивается интенсивность их выпадения.Наиболее выраженное выпадение солей на первых ступенях связано с тем, что они работают с минимальными КПД изза большого количества свободного газа, что приводит к повышению температуры на этих ступенях. Вторым фактором, увеличивающим отложение кальцитов на первых ступенях, является резкое уменьшение количества газовой фазы в перекачиваемой жидкости, что также уменьшает растворимость солей и повышает интенсивность их выпадения.Сильно выраженное выпадение солей на последних ступенях центробежных насосов, скорее всего, связано с высокой температурой жидкости, которая прошла через все элементы скважинного насоса. И, наконец, последним участком повышенной интенсивности солеотложения может стать верхняя часть колонны НКТ при значительном снижении давления.При эксплуатации скважин возможны различные режимы откачки, характер которых влияет на вероятность и скорость выпадения солей, обуславливая осаждение солей на тех элементах скважинного оборудования, которые отвечают за работоспособность.Наряду с образованием кальцитов серьёзную проблему представляют и другие осадки. Опыт эксплуатации нефтяных месторождений на поздней стадии показал, что наибольшее количество осложнений в процессе добычи нефти вызывают отложения, содержащие в своём составе сульфиды железа.Наиболее интенсивное образование солевых отложений с сульфидом железа происходит в скважине на приёме насоса, в его рабочих органах и далее в насоснокомпрессорных трубах. Дальнейшие отложения солей с меньшей интенсивностью происходят в системах нефтесбора, нефтеподготовки и поддержания пластового давления.Образующаяся в процессе добычи водонефтяная эмульсия обладает высокой стойкостью к разрушению вследствие её стабилизации сульфидом железа. Отложение солей в присутствии сульфида железа на стенках оборудования скважины и обсадной колонны в значительной мере усиливают коррозию металла вследствие образования гальванических пар между осадками и металлом труб. То же самое происходит в промысловых трубопроводах и емкостном оборудовании систем сбора, подготовки нефти и воды для закачки в пласт.Однако для успешной борьбы с образованием сложных осадков и их удаления из оборудования не вполне отработаны методы определения условий и причин образования осадков, их прогнозирования, композиционные составы химреагентов и технологические способы их дозирования в добываемую жидкость с цельюпредупреждения отложения или удаления осадков. Не достаточно полно обоснованы классификации осадков по их видам и групповому составу. Одной из главных проблем являлось отсутствие чётких представлений о причинах и зонах появления осложняющего компонента осадков –сульфида железа.Конкретную иллюстрацию проблем солеотложения можно проследить на примере ОАО «СибнефтьНоябрьскнефтегаз» 30].На этом предприятии с 2003 года проводилась стратегия, направленная на извлечение максимально возможного дебита. Осуществлялся процесс заглубления оборудования с увеличением производительности и напоров УЭЦН для снижения динамических уровней, с целью создания максимальной депрессии на пласт.В результате был достигнут рост добычи нефти, но одновременно выявился отрицательный фактор –снижение наработки оборудования на отказ.В течение 20032004 годов наработка снизилась на 22 и на 24 % соответственно, что повлекло за собой увеличение количества ремонтов скважин, увеличение затрат на ремонт и оборудование и потери по добыче нефти (рисунки 3и 4).
Рисунок 3–Число отказов по причине солеотложения
Рисунок 4–Динамика наработки оборудования
Основные проблемы, полученные на первом году эксплуатации в «жёстких условиях» это:вынос большого количества мехпримесей, приводящих к заклиниванию со скручиванием и сломом валов;износ рабочих аппаратов насосов;отложение солей на рабочих органах насоса и на эксплуатационных колоннах, 23 % от общих отказов и 37 % от эксплуатационных;отказ гидрозащиты компенсаторного типа.При этом на первые 2 пункта в сумме приходится 35 % от общего количества отказов. Проблема была комплексной. Помимо солеотложения существенным фактором был вынос мехпримесей.Для решения указанных проблем применяли систему мер по усовершенствованию оборудования, применению химических препаратов и др. В итоге удалось добиться существенного прогресса в показателях наработки на отказ (рисунки 5и 6).
Рисунок 5–Показатели наработки на отказсолеотлагающего и среднедействующего фонда
Рисунок 6–Динамика осложнённого солеотложениями фонда скважин,фонда УДР и отказов по причине солеотложений
На основании анализа изложенного можно сделать вывод, что фактор солеотложения оказывает значительное влияние на показатели эффективности добычи и характеризуется высокой подвижностью, реагируя на систему мер, связанных с усовершенствованием оборудования, применением химических препаратов и др.
Системные решения для нефтей с аномальными характеристиками[32, 33]Нефти почти всех Северных месторождений обладают аномальными свойствами –это либо высокопарафинистые нефти, застывающие при положительных температурах, либо тяжёлые, высоковязкие нефти, вязкость которых даже при стандартных условиях колеблется в широких пределах.Высокопарафинистые нефти при низких температурах проявляют резко выраженные неньютоновские (вязкопластичные, вязкоупругие, тиксотропные) свойства, без учёта которых организовать рациональную эксплуатацию скважин, сбор, подготовку и транспорт нефтей невозможно. При остановке процесса перекачки в нефти образуются парафиновые структуры, прочность которых зависит от содержания парафиновых фракций, времени покоя нефти, условий образования парафиновых структур и других факторов.Возобновление процесса перекачки требует иногда создания таких пусковых давлений, которые по величине значительно превышают рабочие давления трубопроводов, арматуры и оборудования.Вязкость тяжёлых высоковязких нефтей при понижении температуры возрастает до такой степени, что они становятся не транспортабельными.При транспорте высокопарафинистых нефтей происходит интенсивная парафинизация трубопроводов, снижение их пропускной способности, что значительно усложняет эксплуатацию и ведёт к росту трудовых и материальных затрат.В 32 описаны вопросы создания перспективных технологий повышения эффективности добычи нефтей с аномальными свойствами. При рассмотрении факторов, вызывающих ухудшение фильтрационных характеристик, вводится деление факторов на естественныеи искусственные.На основе этого подхода с применением системных методов выстраивается последовательность технологических этапов (рисунок 7).
Рисунок 7–Структура системного подхода к выбору методовсохранения и улучшения фильтрационных характеристик ПЗПКомпозиция факторов[33]Сравнительно часто имеет место совместное проявление различных видов осложнений связанных с образованием осадков, водопроявлением, пескопроявлением, коррозией, изменением фильтрационноемкостных свойств призабойной зоны пласта (ПЗП) и т.д. Например: процессы отложения и обводнение скважин, перетоки (межпластовые, заколонные) и солеотложения, солеотложение и отложения тяжёлых углеводородов, обводнение и механическая суффозия, ухудшение состояния призабойной зоны скважины по различным причинам и отложения, а также прочие осложнения сопряжённые с изменение термобарических и газодинамических особенностей добываемой продукции.Образование отложений солей приводит к снижению дебита скважин, преждевременному выходу из строя дорогостоящего оборудования и дополнительным ремонтам скважин,а в итоге –к ухудшению техникоэкономических показателей нефтегазодобывающих предприятий.Система методов и технологий по предупреждению и устранению осадков представляет собой отдельный объемный раздел настоящей работы и будет изложен ниже.В следующих главах будут исследованы вопросы оптимизации методов и технологий как кинетических функциональных факторов. На основе этого будут сформулированы положения о группах системы классификации факторов затруднения добычи:по критерию скорости:медленных, умеренных, быстрых, критических, закритических;по критерию управляемости:неуправляемые, управляемые, контролируемые.Это позволитпридать системе классификации факторов затруднения добычи качества многообразия и полноты в плане описания реальных процессов добычи нефти.В последующем предполагается перейти на базе системы классификации факторов затруднения добычи к созданию моделей технологических процессов на разных фазах добычи.В заключении можно сделать следующие основные выводы:1. Систему классификации факторов затруднения добычи (КФЗД) составляют две группы факторов:природного происхождения (факторы природного происхождения –ФПП);техногенные, определяемые как результат взаимодействия локального природного комплекса месторождения и суммарного технического и технологического воздействия на него в процессе добычи.ФПП могут быть либо инвариантными (ФППИ) относительно возраста разработки месторождения, либо находиться в активной фазе (ФППА) в периодразработки.2. Фактор солеотложения оказывает значительное влияние на показатели эффективности добычи, и характеризуется высокой подвижностью, реагируя на систему мер, связанных с усовершенствованием оборудования, применением химических препаратов и др.
Ссылки на источники
1. Антониади Д.Г., СавенокО.В. Факторы, затрудняющие добычу нефти (ФЗДН): классификация и систематизация // Научнотехнический журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море». –М.: ВНИИОЭНГ, 2012. –№ 6. –С. 2227.2.Антониади Д.Г., Савенок О.В. Классификация и систематизация факторов, затрудняющих добычу нефти // Аналитический научнотехнический журнал «ГеоИнжиниринг». –Краснодар, 2012. –№ 1 (13) весна 2012. –С. 8085.3. Лысенко В.Д., Грайфер В.И.Разработка малопродуктивных нефтяных месторождений. –М.: ООО «НедраБизнесцентр», 2001. –562 с.4. Кочетков Л.М. Системные подходы и решения проблем интенсификации выработки трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья. –Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. –Тюмень, 2005.5. КочетковЛ.М. Методы интенсификации процессов выработки остаточных запасов нефти. –Сургут: РИИЦ «Нефть Приобья», 2005. –110 с.6. Кузнецов Р.Ю. Строительство и эксплуатация нефтяных и газовых скважин открытым забоем с использованием волновых технологий (проблемы, теоретические решения, промысловый опыт). –Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. –Уфа, 2010.7. Ленченкова Л.Е. Повышение эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти физикохимическими методами. –Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. –Уфа, 2002.8. Персиянцев М.Н., Кабиров М.М., Ленченкова Л.Е. Увеличение нефтеотдачи неоднородных пластов. –Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1999. –220 с.9. Папухин C.П. Исследование влияния техногенного воздействия на структуру порового пространства, фильтрационноемкостные свойства нефтенасыщенных коллекторов и КИН. –Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидататехнических наук. –Уфа, 2008.10. Клещенко И.И. Гидроразрыв газоконденсатных объектов на месторожденияхсевера Западной Сибири / И.И. Клещенко, Г.В. Крылов, С.К. Сохошко. –Тюмень: ООО«Вектор Бук», 2007. –211 с.11. Телков А.П. Особенности разработки нефтегазовых месторождений / А.П. Телков, С.И. Грачёв, Т.Л. Краснова, С.К. Сохошко. –Тюмень: НИПИКБСТ, 2001. –Т.1. –328 с.; Т. 2. –275 с.12. Особенности добычи сбора и подготовки тяжёлой нефти на Усинском нефтяном месторождении. –М.: ВНИИОЭНГ Обзорная информация: Серия «Нефтепромысловоедело», 1984. –50 с.13. Котенев Ю.А. Научнометодические основы повышения эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти с применением методов увеличения нефтеотдачи: Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук по специальности 25.00.17: Уфа, 2004. –483 c. РГБ ОД, 71:055/16714. Петраков А.М. Научнометодические основы применения технологий адресного воздействия для повышения эффективности разработки трудноизвлекаемых запасов нефти (на примере месторождений Западной Сибири). –Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. –Москва, 2010.15. Хасанов Ф.Ф. Технология физикохимических методов борьбы с осложнениями при эксплуатации высокообводнённых скважин. –Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. –Уфа, 2007.16. Каплан Л.С., Семёнов А.В., Разгоняев Н.Ф. Эксплуатация осложнённых скважин центробежными электронасосами. –М.: Недра, 1994. –190 c.17.Габдуллин Р.Ф. Эксплуатация скважин, оборудованных УЭЦН, в осложнённых условиях // Нефтяное хозяйство, 2002. –№ 4. –С. 6264.18. Абызбаев И.И. Особенности разработки залежей нефти на поздней стадии // Нефтяное хозяйство. –1978. –№ 9. –С. 2731.19. Антипин Ю.В., Валеев М.Д., Сыртланов А.Ш. Предотвращение осложнений при добыче обводнённой нефти. –Уфа: Башкирское книжное издательство, 1987. –168 с.20. Гарифуллин Ф.С., Рагулин В.А., Имамова Л.В. Технология удаления АСПО ингибиторами парафиноотложений типа ИНПАР: Труды БашНИПИнефть. –1995. –Вып. 90. –С. 8390.21. Кристиан М., Сокол С, Константинеску А. Увеличение продуктивности и приёмистости скважин: Пер. с румынского. –М.: Недра, 1985. –184 с.22. Сургучёв М.Л., Симкин Э.М. Факторы, влияющие на состояние остаточной нефти в заводнённых пластах // Нефтяное хозяйство. –1988. –№ 9. –С. 3136.23. Форест Грей. Добыча нефти / Пер. с англ. –М.: ЗАО «ОлимпБизнес», 2003. –416 с.24. Волочков А.Н., Уметбаев В.Г. Повышение надёжности эксплуатации глубинного оборудования скважин в условиях отложения солей на Кирском и Коттынском месторождениях// Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». –2011. –№ 1. –C. 99106.–URL: http://www.ogbus.ru/authors/Volochkov/Volochkov_1.pdfДатаобращения 20.02.201325. Чернова К.В., Аптыкаев Г.А., Шайдаков В.В. Эксплуатация глубинных электроцентробежных насосных установок в условиях интенсивного солеотложения // Научный журнал «Современные наукоёмкие технологии». –2007. –№ 10. –С. 2833.–URL: http://www.rae.ru/snt/pdf/2007/10/4.pdfДата обращения 26.02.201326. Ибрагимов Н.Г., Хафизов А.Р., Шайдаков В.В. Осложнения в нефтедобыче. –Уфа: «Монография», 2003. –300 с.27. Кащавцев В.Е., Мищенко И.Т. Солеобразование при добыче нефти. –М.: ОрбитаМ, 2004. –432 с.28. Зейгман Ю.В., Колонских А.В. Оптимизация работы УЭЦН для предотвращения образования осложнений// Нефтегазовое дело. –2005.–C. 19.–URL: http://www.ogbus.ru/authors/Zeigman/Zeigman_1.pdfДата обращения 05.03.201329. Шувалов А.В. Разработка и совершенствование осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов. –Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. –Уфа, 2005.30. Ямщиков О.В. Погорелов С.В. Анализ работы фонда скважин ОАО «Газпромнефть –ННГ», осложнённого солеотложениями. Инженерная практика пилотный выпуск. –URL:http://glavteh.ru/files/Yamschikov_EP_pilot.pdfДата обращения 02.03.201331. Гумбатов Г.Г., Багиров О.Т., Сарыев С.К., Шихиев М.Н. Регулирование техногенных процессов для повышения добывных возможностей скважин. –Баку: «Мариф»,2002. –397 с.32.Рогачёв М.К. Физикохимические методы совершенствования процессов добычи нефти в осложнённых условиях. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. –Уфа, 2002.33. Рустамов И.Ф., Гордеев Я.И.,Шихиева Л.А.К вопросу реализации технологии новой композиционной системы для борьбы с солеотложениями// Нефтегазовое дело. –2009.–С. 111.–URL: http://www.ogbus.ru/authors/Rustamov/Rustamov_1.pdfДата обращения 13.01.2013
Антониади Дмитрий Георгиевичдоктор технических наук, профессор,академик РАЕНзав. кафедрой Нефтегазового дела имени профессора Г.Т. Вартумяна,директор института Нефти, газа и энергетикиФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодарantoniadi@kubstu.ru
Antoniadi Dmitriy Georgievichdoctor of the technical sciences, professor, academician,head of the pulpit oil and gas deal of the name of the professor G.T.Vartumyan,director of the institute to oils, gas and energyKuban State Technological University, Krasnodarcity
Савенок Ольга Вадимовнакандидат технических наук, доцент,доцент кафедры Нефтегазового дела имени профессора Г.Т. ВартумянаФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодарolgasavenok@mail.ru
Savenok Olga Vadimovnacandidate of the technical sciences, assistant professor,assistant professor of the pulpit oil and gas deal of the name of the professor G.T. VartumyanKuban State Technological University, Krasnodarcity
НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫЕ СИСТЕМЫС ОСЛОЖНЁННЫМИ УСЛОВИЯМИ ДОБЫЧИ
OILFIELD SYSTEMS WITH COMPLICATED CONDITION OF THE PRODUCTION
Аннотация: В статье рассмотрены принципы построения системы классификации факторов затруднения добычи. Показано, что они могут быть природного происхождения и техногенные. Проведено исследование структуры и состава факторов осложнения условий добычи и выявлено, что из числа факторов осложнения условий добычи наиболее распространённым является солеотложение. Рассмотрено солеотложение как фактор в активной фазе, системные решения для нефтей с аномальными характеристиками и композиция факторов.
The Abstract: In article are considered principles of the building of the system to classification factor difficulties of the production. It Is Shown that they can be a natural origin and technogenic. The Organized study of the structure and composition factor complications of the conditions of theproduction and is revealedthat from number factor complications of the conditions of the production the most widespread is deposition of salt. It Is Considered deposition of saltas factor in active phase, system decisions for oils with anomalous feature and composition factors.
Ключевые слова: Трудноизвлекаемые запасы, осложнённые условия добычи, факторы осложнения условий добычи, классификация факторов затруднения добычи, солеотложение.
Keywords: Hard extraction oil stocks, complicated condition of the production, factors of the complication of the conditions of the production, classification offactorsdifficulties of the production, deposition of salt.
Савенок Ольга Вадимовнакандидат технических наук, доцент,доцент кафедры Нефтегазового дела имени профессора Г.Т. ВартумянаФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодарolgasavenok@mail.ru
НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫЕ СИСТЕМЫС ОСЛОЖНЁННЫМИ УСЛОВИЯМИ ДОБЫЧИ
Аннотация: В статье рассмотрены принципы построения системы классификации факторов затруднения добычи. Показано, что они могут быть природного происхождения и техногенные. Проведено исследование структуры и состава факторов осложнения условий добычии выявлено, что из числа факторов осложнения условий добычи наиболее распространённым является солеотложение.Рассмотрено солеотложение как фактор в активной фазе, системные решения для нефтей с аномальными характеристиками и композиция факторов.
Ключевые слова: Трудноизвлекаемые запасы,осложнённые условия добычи,факторы осложнения условий добычи,классификация факторов затруднения добычи,солеотложение.
Принципы построения системы классификациифакторовзатруднения добычи (КФЗД)На основании ранее выполненного анализа 1,2по категориям осложнённых условий добычи и трудноизвлекаемых запасов можно сделать ряд предварительных замечаний по построению классификации факторов затруднения добычи.1. Имеет смысл разделить понятия трудноизвлекаемые запасыи осложнённые условия добычи.Под термином трудноизвлекаемые запасы мы подразумеваем месторождения, в которых изначально (т.е. до начала разработки) существуют особенности геологического, промысловогеологического характера месторождения, а также аномальных параметров нефти и других факторов, создающих ситуацию, при которой необходимо применение системы специальных мер и технологий добычи. Это факторы природного происхождения.Под термином осложнённые условия добычи мы подразумеваем те факторы затруднения добычи, которые возникают в процессе разработки и могут явиться следствием техногенного воздействия на природную среду. Как зависимые от времени и фаз разработки факторы, осложнённые условия добычи могут быть исследованы как научнотехнологические объекты и процессы.2. Как результат формулировок по п. 1, в системе классификации факторов затруднения добычи (КФЗД) можно выделить две группы факторов:2.1. Природного происхождения(факторы природного происхождения –ФПП);2.2. Техногенные, определяемые как результат взаимодействия локального природного комплекса месторождения и суммарного технического и технологическоговоздействия на него в процессе добычи.ФПП могут быть либо инвариантными (ФППИ) относительно возраста разработкиместорождения, либо находиться в активной фазе (ФППА) в период разработки.3. Таким образом, в первом приближении систему КФЗД составят природные и техногенные факторы, которые в процессе разработки вступают во взаимодействие друг с другом, формируя сложную природногеотехногенную систему.Эта концепция будет детализирована и углублена по мере рассмотрения вопросов в последующих главах.4. Природные факторы согласно 3]:пласты с послойной и зональной неоднородностью по проницаемости и прерывистости;пласты c низкой начальной нефтенасыщенностью;пласты c малыми размерами чисто нефтяных площадей и участков;пласты c близостью давления насыщения нефти газом к начальному пластовому давлению с одновременным заметным или даже значительным содержанием в нефти твёрдых компонентов –асфальтенов, смол и парафинов;пласты c высоковязкой нефтью.Вопросы аналитического исследования КФЗД в разной степени затронуты в ряде работ 414. В большей части из них изучены методы и технологии повышения эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти.В 9 описана методология исследования влияния техногенного воздействия на структуру порового пространства, фильтрационноемкостные свойства (ФЕС) нефтенасыщенных коллекторов и на коэффициент извлечения нефти. Изменения свойств коллектора и пластовых флюидов в ходе разработки нефтяных месторождений (в особенности для объектов, находящихся в длительной и поздней стадии разработки) вызваны изменением ФЕС пористой среды под воздействием различных технологических факторов с применением химических реагентов, закачкой пресных и сточных вод, с нестационарностью давления в пористых средах.Изменение пластового давления приводит к изменению внутрипорового давления, а далее и эффективного давления на породу. Это, в свою очередь, изменяло ФЕС коллектора, причём восстановление начального пластового давления не сопровождалось полным восстановлением первоначальных параметров ФЕС. Таким образом, налицо необратимые упругие и неупругие (пластичные) деформации коллектора (рисунок 1).
Рисунок 1 –Классификация измененийфильтрационноемкостных свойств коллектора в зависимостиот техногенного воздействияВ 9 предложена схемапроцессов, происходящих в пласте в результате техногенного воздействия (рисунок 1). Все процессы разделены на две основные группы: обратимые–это процессы, по истечении действия которых свойства порового пространства полностью восстанавливаются, и необратимые–приводящие к коренным изменениям порового пространства.Далее рассматриваются конкретные явления, приводящие к деформации и изменению ФЕС. Указанные процессы могут происходить как одновременно, так и по отдельности. Так, например, процессы упругой деформации предшествуют неупругим. Изменения температуры и давления приводят к нарушению термодинамического равновесия насыщающих коллектор флюидов и, как результат, к выпадению твёрдой фазы из нефти, процессам переноса частиц данной фазы, сорбции, суффозии, что в свою очередь изменяет ФЕС коллектора.По вопросу систематизации КФЗД можно отметить, что общего подхода ещё не выработано. Так, в 14 указано, что в настоящее время полного единства взглядов исследователей на классификацию трудноизвлекаемых запасов нефти не существует. К этому виду запасов отнесены запасы месторождений, залежей или отдельных их частей, отличающиеся сравнительно неблагоприятными для извлечения геологическими условиями залегания нефти и (или) физическими её свойствами. При этом набор геологофизических характеристик залежей для отнесения их к категории трудноизвлекаемых может быть различным для различных нефтегазоносных провинций и даже дифференцироваться по отдельным их частям. Но общим для всех являются низкая продуктивность, обусловленная особенностями геологического строения.Более подробного анализа заслуживает исследование 4, в котором решалась задача интенсификации выработки остаточных, трудноизвлекаемых запасов нефтегазовых месторождений, находящихся в поздней стадии разработки, совершенствованием методических подходов и внедрением системных технологий. Интерес к этой работе связан с двумя обстоятельствами –аналитическими проработками по КФЗД и исследованиями техногенных факторов месторождений в поздней фазе разработки.Указывается, что нестационарность термодинамического состояния месторождений с остаточными запасами из низкопроницаемых и высокообводнённых пластов осложняет геологопромысловые условия и снижает показатели качества и эффективности работ при заканчивании и ремонте скважин. На наш взгляд, применение понятия о нестационарности термодинамического состояния месторождений требует обоснования и расшифровки. Более уместно говорить о неустановившихся процессах.Указывается, что особую актуальность приобретают аналитические обобщения и оценка состояния разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, а также поиски принципиально новых методических подходов и технических решений по интенсификации их выработки и увеличению нефтеотдачи пластов.Представляет интерес исследование техногенных факторов КФЗД на примере данных 4].Отмечено, что наблюдается закономерное снижение эффективности разработкинефтегазовых залежей на стадии заканчивания скважин.При этом происходит постепенная утрата эффективного контроля и регулирования системой разработки месторождений.Один из наиболее распространённых методов при разработке нефтегазовых залежей –заводнение –обеспечивает высокие темпы добычи углеводородного сырья и показатели нефтеотдачи пластов. В то же время на поздней и завершающей стадиях разработки заводнение ведёт к глубоким и зачастую необратимым изменениям геологопромысловых характеристик разрабатываемых месторождений.Таким образом, заводнение как технологический приём можно рассматривать в качестве примера активного техногенного воздействия, оказывающего на показатели эффективности добычи на разных фазах разработки как положительное, так и отрицательное действие.Деструктивные факторы оказывают влияние на показатели строительства, эксплуатации скважин и разработки месторождений.К этим факторам относятся:дифференциация текущего пластового давления и температура по разрезу и площади залежей;повышение градиента давления между флюидонасыщенными пластами продуктивной толщи;неравномерная выработка и ухудшение структуры извлекаемых запасов, физических свойств и состава пластовой нефти.Значительную проблему представляет качество прогноза изменения забойных дифференциальных давлений (репрессия, депрессия), а также интенсивности межпластовых перетоков и дренирования призабойной зоны проницаемых пород. При низком качестве прогноза при заканчивании скважин имеют место осложнения технологии буровых работ (поглощение, гидроразрыв, газонефтеводопроявления, выбросы, аварии) и снижение их качества (ухудшение природных коллекторских свойств продуктивных пластов, нарушение герметичности крепи).Как результат, эти промысловые факторы существенно осложняют гидродинамические условия эксплуатации скважин, производства ОПЗ, РИР и МУН, оказывая деструктивное влияние на текущие и конечные показатели как эксплуатации скважин, так и системы разработки залежи в целом.В результате активизации процессов техногенной миграции и массообмена пластовых флюидов по разрезу многопластовых залежей и площади происходит дезорганизация формируемых системой разработки потоков пластовых флюидов при движении их к забоям добывающих скважин и связанных с ними нарушениями режима эксплуатации скважин, изменениями термодинамического состояния и поведения залежи.Таким образом, можно заключить, чтодля трудноизвлекаемых запасов нефтегазовых месторождений, находящихся на поздней стадии разработки, особую значимость представляют деструктивные факторы, способные привести к непрогнозируемому развитию событий.
Исследование структуры и составафакторов осложненияусловий добычиКосновным факторам, осложняющим добычу, относятся2:трудноизвлекаемые запасы;солеотложение;нефти с аномальными свойствами;высокие концентрации абразивных частиц;большое содержание свободного газа и др.Однако после разделения понятий трудноизвлекаемые запасыи осложнённые условия добычипервоначальная формулировка должна быть уточнена.Описанный ниже подход преследует цель –построение системы классификациифакторов затруднения добычи (КФЗД).К осложнённым условиям добычи могут быть отнесены факторы 1524]:солеобразование и солеотложение;пескообразование;повреждение пласта;отложения парафинов;эмульгирование нефти в воде;коррозия.Как уже указывалось ранее, факторы природного происхождения (ФПП) могут быть либо инвариантными (ФППИ) относительно возраста разработки месторождения, либо находиться в активной фазе (ФППА) в период разработки. ФППА представляют собой наиболее значимую категорийную группу, связанную напрямую с основными технологическими процессами, определяющими эффективность добычи.Значительный интерес представляет исследование ФППА как функций с параметром времени. Представляет интерес рассмотрение ФППА как функциональных кинетических систем, т.е. процессов протекающих во времени с некоторой скоростью,зависящей от группы параметров.Из числа факторов осложнения условий добычи наиболее распространённым является солеотложение.
Солеотложение как фактор в активной фазе [2531]На примере исследований по месторождениям Западной Сибири можно проследить влияние солеотложения на технические характеристики нефтедобычи.Проблема резкого увеличения числа отказов установок электроприводных центробежных насосов (УЭЦН) по причине солеотложения в последние годы получила особую актуальность ввиду прогрессирующего роста обводнённости пластовой жидкости на большинстве активно разрабатываемых нефтяных месторождений страны. Серьёзную опасность представляют солеотложения на рабочих органах и поверхностях погружных ЭЦН. Образование плотного камнеобразного осадка толщиной 0,61,0 мм нарушает теплообмен, приводит к заклиниванию рабочих органов насоса, поломке вала и выходу установки из строя.Сегодня общеизвестно, что основными причинами отказов установок электроприводных центробежных насосов на месторождениях Западной Сибири являются солеотложение и засорение рабочих органов механическими примесями (рисунок 2).
Рисунок 2–Отказы УЭЦН, % от общего числа
Практически 70 % отказов УЭЦН связаны с отложением солей и засорением механическими примесями, которые во многих случаях тоже являются теми же самыми солями, которые не отложились на поверхностях скважинного оборудования, а выпали в качестве твёрдого осадка и потом попали вместе с потоком жидкости внутрь насоса. В самом насосе соль отлагается в рабочих органах: в первую очередь, на первых и последних ступенях насоса –до 45 и 21 % соответственно. Ещё до 21 % солей в сумме оседает в насоснокомпрессорных трубах НКТ, газосепараторах, на корпусе погружного электродвигателя.И, наконец, до 13 % солей отлагается по всей внутреннейповерхности корпуса насоса. Это происходит изза повышения температуры двигателя, вследствие которого уменьшается растворимость карбонатных солей и увеличивается интенсивность их выпадения.Наиболее выраженное выпадение солей на первых ступенях связано с тем, что они работают с минимальными КПД изза большого количества свободного газа, что приводит к повышению температуры на этих ступенях. Вторым фактором, увеличивающим отложение кальцитов на первых ступенях, является резкое уменьшение количества газовой фазы в перекачиваемой жидкости, что также уменьшает растворимость солей и повышает интенсивность их выпадения.Сильно выраженное выпадение солей на последних ступенях центробежных насосов, скорее всего, связано с высокой температурой жидкости, которая прошла через все элементы скважинного насоса. И, наконец, последним участком повышенной интенсивности солеотложения может стать верхняя часть колонны НКТ при значительном снижении давления.При эксплуатации скважин возможны различные режимы откачки, характер которых влияет на вероятность и скорость выпадения солей, обуславливая осаждение солей на тех элементах скважинного оборудования, которые отвечают за работоспособность.Наряду с образованием кальцитов серьёзную проблему представляют и другие осадки. Опыт эксплуатации нефтяных месторождений на поздней стадии показал, что наибольшее количество осложнений в процессе добычи нефти вызывают отложения, содержащие в своём составе сульфиды железа.Наиболее интенсивное образование солевых отложений с сульфидом железа происходит в скважине на приёме насоса, в его рабочих органах и далее в насоснокомпрессорных трубах. Дальнейшие отложения солей с меньшей интенсивностью происходят в системах нефтесбора, нефтеподготовки и поддержания пластового давления.Образующаяся в процессе добычи водонефтяная эмульсия обладает высокой стойкостью к разрушению вследствие её стабилизации сульфидом железа. Отложение солей в присутствии сульфида железа на стенках оборудования скважины и обсадной колонны в значительной мере усиливают коррозию металла вследствие образования гальванических пар между осадками и металлом труб. То же самое происходит в промысловых трубопроводах и емкостном оборудовании систем сбора, подготовки нефти и воды для закачки в пласт.Однако для успешной борьбы с образованием сложных осадков и их удаления из оборудования не вполне отработаны методы определения условий и причин образования осадков, их прогнозирования, композиционные составы химреагентов и технологические способы их дозирования в добываемую жидкость с цельюпредупреждения отложения или удаления осадков. Не достаточно полно обоснованы классификации осадков по их видам и групповому составу. Одной из главных проблем являлось отсутствие чётких представлений о причинах и зонах появления осложняющего компонента осадков –сульфида железа.Конкретную иллюстрацию проблем солеотложения можно проследить на примере ОАО «СибнефтьНоябрьскнефтегаз» 30].На этом предприятии с 2003 года проводилась стратегия, направленная на извлечение максимально возможного дебита. Осуществлялся процесс заглубления оборудования с увеличением производительности и напоров УЭЦН для снижения динамических уровней, с целью создания максимальной депрессии на пласт.В результате был достигнут рост добычи нефти, но одновременно выявился отрицательный фактор –снижение наработки оборудования на отказ.В течение 20032004 годов наработка снизилась на 22 и на 24 % соответственно, что повлекло за собой увеличение количества ремонтов скважин, увеличение затрат на ремонт и оборудование и потери по добыче нефти (рисунки 3и 4).
Рисунок 3–Число отказов по причине солеотложения
Рисунок 4–Динамика наработки оборудования
Основные проблемы, полученные на первом году эксплуатации в «жёстких условиях» это:вынос большого количества мехпримесей, приводящих к заклиниванию со скручиванием и сломом валов;износ рабочих аппаратов насосов;отложение солей на рабочих органах насоса и на эксплуатационных колоннах, 23 % от общих отказов и 37 % от эксплуатационных;отказ гидрозащиты компенсаторного типа.При этом на первые 2 пункта в сумме приходится 35 % от общего количества отказов. Проблема была комплексной. Помимо солеотложения существенным фактором был вынос мехпримесей.Для решения указанных проблем применяли систему мер по усовершенствованию оборудования, применению химических препаратов и др. В итоге удалось добиться существенного прогресса в показателях наработки на отказ (рисунки 5и 6).
Рисунок 5–Показатели наработки на отказсолеотлагающего и среднедействующего фонда
Рисунок 6–Динамика осложнённого солеотложениями фонда скважин,фонда УДР и отказов по причине солеотложений
На основании анализа изложенного можно сделать вывод, что фактор солеотложения оказывает значительное влияние на показатели эффективности добычи и характеризуется высокой подвижностью, реагируя на систему мер, связанных с усовершенствованием оборудования, применением химических препаратов и др.
Системные решения для нефтей с аномальными характеристиками[32, 33]Нефти почти всех Северных месторождений обладают аномальными свойствами –это либо высокопарафинистые нефти, застывающие при положительных температурах, либо тяжёлые, высоковязкие нефти, вязкость которых даже при стандартных условиях колеблется в широких пределах.Высокопарафинистые нефти при низких температурах проявляют резко выраженные неньютоновские (вязкопластичные, вязкоупругие, тиксотропные) свойства, без учёта которых организовать рациональную эксплуатацию скважин, сбор, подготовку и транспорт нефтей невозможно. При остановке процесса перекачки в нефти образуются парафиновые структуры, прочность которых зависит от содержания парафиновых фракций, времени покоя нефти, условий образования парафиновых структур и других факторов.Возобновление процесса перекачки требует иногда создания таких пусковых давлений, которые по величине значительно превышают рабочие давления трубопроводов, арматуры и оборудования.Вязкость тяжёлых высоковязких нефтей при понижении температуры возрастает до такой степени, что они становятся не транспортабельными.При транспорте высокопарафинистых нефтей происходит интенсивная парафинизация трубопроводов, снижение их пропускной способности, что значительно усложняет эксплуатацию и ведёт к росту трудовых и материальных затрат.В 32 описаны вопросы создания перспективных технологий повышения эффективности добычи нефтей с аномальными свойствами. При рассмотрении факторов, вызывающих ухудшение фильтрационных характеристик, вводится деление факторов на естественныеи искусственные.На основе этого подхода с применением системных методов выстраивается последовательность технологических этапов (рисунок 7).
Рисунок 7–Структура системного подхода к выбору методовсохранения и улучшения фильтрационных характеристик ПЗПКомпозиция факторов[33]Сравнительно часто имеет место совместное проявление различных видов осложнений связанных с образованием осадков, водопроявлением, пескопроявлением, коррозией, изменением фильтрационноемкостных свойств призабойной зоны пласта (ПЗП) и т.д. Например: процессы отложения и обводнение скважин, перетоки (межпластовые, заколонные) и солеотложения, солеотложение и отложения тяжёлых углеводородов, обводнение и механическая суффозия, ухудшение состояния призабойной зоны скважины по различным причинам и отложения, а также прочие осложнения сопряжённые с изменение термобарических и газодинамических особенностей добываемой продукции.Образование отложений солей приводит к снижению дебита скважин, преждевременному выходу из строя дорогостоящего оборудования и дополнительным ремонтам скважин,а в итоге –к ухудшению техникоэкономических показателей нефтегазодобывающих предприятий.Система методов и технологий по предупреждению и устранению осадков представляет собой отдельный объемный раздел настоящей работы и будет изложен ниже.В следующих главах будут исследованы вопросы оптимизации методов и технологий как кинетических функциональных факторов. На основе этого будут сформулированы положения о группах системы классификации факторов затруднения добычи:по критерию скорости:медленных, умеренных, быстрых, критических, закритических;по критерию управляемости:неуправляемые, управляемые, контролируемые.Это позволитпридать системе классификации факторов затруднения добычи качества многообразия и полноты в плане описания реальных процессов добычи нефти.В последующем предполагается перейти на базе системы классификации факторов затруднения добычи к созданию моделей технологических процессов на разных фазах добычи.В заключении можно сделать следующие основные выводы:1. Систему классификации факторов затруднения добычи (КФЗД) составляют две группы факторов:природного происхождения (факторы природного происхождения –ФПП);техногенные, определяемые как результат взаимодействия локального природного комплекса месторождения и суммарного технического и технологического воздействия на него в процессе добычи.ФПП могут быть либо инвариантными (ФППИ) относительно возраста разработки месторождения, либо находиться в активной фазе (ФППА) в периодразработки.2. Фактор солеотложения оказывает значительное влияние на показатели эффективности добычи, и характеризуется высокой подвижностью, реагируя на систему мер, связанных с усовершенствованием оборудования, применением химических препаратов и др.
Ссылки на источники
1. Антониади Д.Г., СавенокО.В. Факторы, затрудняющие добычу нефти (ФЗДН): классификация и систематизация // Научнотехнический журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море». –М.: ВНИИОЭНГ, 2012. –№ 6. –С. 2227.2.Антониади Д.Г., Савенок О.В. Классификация и систематизация факторов, затрудняющих добычу нефти // Аналитический научнотехнический журнал «ГеоИнжиниринг». –Краснодар, 2012. –№ 1 (13) весна 2012. –С. 8085.3. Лысенко В.Д., Грайфер В.И.Разработка малопродуктивных нефтяных месторождений. –М.: ООО «НедраБизнесцентр», 2001. –562 с.4. Кочетков Л.М. Системные подходы и решения проблем интенсификации выработки трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья. –Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. –Тюмень, 2005.5. КочетковЛ.М. Методы интенсификации процессов выработки остаточных запасов нефти. –Сургут: РИИЦ «Нефть Приобья», 2005. –110 с.6. Кузнецов Р.Ю. Строительство и эксплуатация нефтяных и газовых скважин открытым забоем с использованием волновых технологий (проблемы, теоретические решения, промысловый опыт). –Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. –Уфа, 2010.7. Ленченкова Л.Е. Повышение эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти физикохимическими методами. –Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. –Уфа, 2002.8. Персиянцев М.Н., Кабиров М.М., Ленченкова Л.Е. Увеличение нефтеотдачи неоднородных пластов. –Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1999. –220 с.9. Папухин C.П. Исследование влияния техногенного воздействия на структуру порового пространства, фильтрационноемкостные свойства нефтенасыщенных коллекторов и КИН. –Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидататехнических наук. –Уфа, 2008.10. Клещенко И.И. Гидроразрыв газоконденсатных объектов на месторожденияхсевера Западной Сибири / И.И. Клещенко, Г.В. Крылов, С.К. Сохошко. –Тюмень: ООО«Вектор Бук», 2007. –211 с.11. Телков А.П. Особенности разработки нефтегазовых месторождений / А.П. Телков, С.И. Грачёв, Т.Л. Краснова, С.К. Сохошко. –Тюмень: НИПИКБСТ, 2001. –Т.1. –328 с.; Т. 2. –275 с.12. Особенности добычи сбора и подготовки тяжёлой нефти на Усинском нефтяном месторождении. –М.: ВНИИОЭНГ Обзорная информация: Серия «Нефтепромысловоедело», 1984. –50 с.13. Котенев Ю.А. Научнометодические основы повышения эффективности выработки трудноизвлекаемых запасов нефти с применением методов увеличения нефтеотдачи: Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук по специальности 25.00.17: Уфа, 2004. –483 c. РГБ ОД, 71:055/16714. Петраков А.М. Научнометодические основы применения технологий адресного воздействия для повышения эффективности разработки трудноизвлекаемых запасов нефти (на примере месторождений Западной Сибири). –Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. –Москва, 2010.15. Хасанов Ф.Ф. Технология физикохимических методов борьбы с осложнениями при эксплуатации высокообводнённых скважин. –Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. –Уфа, 2007.16. Каплан Л.С., Семёнов А.В., Разгоняев Н.Ф. Эксплуатация осложнённых скважин центробежными электронасосами. –М.: Недра, 1994. –190 c.17.Габдуллин Р.Ф. Эксплуатация скважин, оборудованных УЭЦН, в осложнённых условиях // Нефтяное хозяйство, 2002. –№ 4. –С. 6264.18. Абызбаев И.И. Особенности разработки залежей нефти на поздней стадии // Нефтяное хозяйство. –1978. –№ 9. –С. 2731.19. Антипин Ю.В., Валеев М.Д., Сыртланов А.Ш. Предотвращение осложнений при добыче обводнённой нефти. –Уфа: Башкирское книжное издательство, 1987. –168 с.20. Гарифуллин Ф.С., Рагулин В.А., Имамова Л.В. Технология удаления АСПО ингибиторами парафиноотложений типа ИНПАР: Труды БашНИПИнефть. –1995. –Вып. 90. –С. 8390.21. Кристиан М., Сокол С, Константинеску А. Увеличение продуктивности и приёмистости скважин: Пер. с румынского. –М.: Недра, 1985. –184 с.22. Сургучёв М.Л., Симкин Э.М. Факторы, влияющие на состояние остаточной нефти в заводнённых пластах // Нефтяное хозяйство. –1988. –№ 9. –С. 3136.23. Форест Грей. Добыча нефти / Пер. с англ. –М.: ЗАО «ОлимпБизнес», 2003. –416 с.24. Волочков А.Н., Уметбаев В.Г. Повышение надёжности эксплуатации глубинного оборудования скважин в условиях отложения солей на Кирском и Коттынском месторождениях// Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». –2011. –№ 1. –C. 99106.–URL: http://www.ogbus.ru/authors/Volochkov/Volochkov_1.pdfДатаобращения 20.02.201325. Чернова К.В., Аптыкаев Г.А., Шайдаков В.В. Эксплуатация глубинных электроцентробежных насосных установок в условиях интенсивного солеотложения // Научный журнал «Современные наукоёмкие технологии». –2007. –№ 10. –С. 2833.–URL: http://www.rae.ru/snt/pdf/2007/10/4.pdfДата обращения 26.02.201326. Ибрагимов Н.Г., Хафизов А.Р., Шайдаков В.В. Осложнения в нефтедобыче. –Уфа: «Монография», 2003. –300 с.27. Кащавцев В.Е., Мищенко И.Т. Солеобразование при добыче нефти. –М.: ОрбитаМ, 2004. –432 с.28. Зейгман Ю.В., Колонских А.В. Оптимизация работы УЭЦН для предотвращения образования осложнений// Нефтегазовое дело. –2005.–C. 19.–URL: http://www.ogbus.ru/authors/Zeigman/Zeigman_1.pdfДата обращения 05.03.201329. Шувалов А.В. Разработка и совершенствование осадкогелеобразующих технологий увеличения нефтеотдачи пластов. –Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. –Уфа, 2005.30. Ямщиков О.В. Погорелов С.В. Анализ работы фонда скважин ОАО «Газпромнефть –ННГ», осложнённого солеотложениями. Инженерная практика пилотный выпуск. –URL:http://glavteh.ru/files/Yamschikov_EP_pilot.pdfДата обращения 02.03.201331. Гумбатов Г.Г., Багиров О.Т., Сарыев С.К., Шихиев М.Н. Регулирование техногенных процессов для повышения добывных возможностей скважин. –Баку: «Мариф»,2002. –397 с.32.Рогачёв М.К. Физикохимические методы совершенствования процессов добычи нефти в осложнённых условиях. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. –Уфа, 2002.33. Рустамов И.Ф., Гордеев Я.И.,Шихиева Л.А.К вопросу реализации технологии новой композиционной системы для борьбы с солеотложениями// Нефтегазовое дело. –2009.–С. 111.–URL: http://www.ogbus.ru/authors/Rustamov/Rustamov_1.pdfДата обращения 13.01.2013
Антониади Дмитрий Георгиевичдоктор технических наук, профессор,академик РАЕНзав. кафедрой Нефтегазового дела имени профессора Г.Т. Вартумяна,директор института Нефти, газа и энергетикиФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодарantoniadi@kubstu.ru
Antoniadi Dmitriy Georgievichdoctor of the technical sciences, professor, academician,head of the pulpit oil and gas deal of the name of the professor G.T.Vartumyan,director of the institute to oils, gas and energyKuban State Technological University, Krasnodarcity
Савенок Ольга Вадимовнакандидат технических наук, доцент,доцент кафедры Нефтегазового дела имени профессора Г.Т. ВартумянаФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодарolgasavenok@mail.ru
Savenok Olga Vadimovnacandidate of the technical sciences, assistant professor,assistant professor of the pulpit oil and gas deal of the name of the professor G.T. VartumyanKuban State Technological University, Krasnodarcity
НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫЕ СИСТЕМЫС ОСЛОЖНЁННЫМИ УСЛОВИЯМИ ДОБЫЧИ
OILFIELD SYSTEMS WITH COMPLICATED CONDITION OF THE PRODUCTION
Аннотация: В статье рассмотрены принципы построения системы классификации факторов затруднения добычи. Показано, что они могут быть природного происхождения и техногенные. Проведено исследование структуры и состава факторов осложнения условий добычи и выявлено, что из числа факторов осложнения условий добычи наиболее распространённым является солеотложение. Рассмотрено солеотложение как фактор в активной фазе, системные решения для нефтей с аномальными характеристиками и композиция факторов.
The Abstract: In article are considered principles of the building of the system to classification factor difficulties of the production. It Is Shown that they can be a natural origin and technogenic. The Organized study of the structure and composition factor complications of the conditions of theproduction and is revealedthat from number factor complications of the conditions of the production the most widespread is deposition of salt. It Is Considered deposition of saltas factor in active phase, system decisions for oils with anomalous feature and composition factors.
Ключевые слова: Трудноизвлекаемые запасы, осложнённые условия добычи, факторы осложнения условий добычи, классификация факторов затруднения добычи, солеотложение.
Keywords: Hard extraction oil stocks, complicated condition of the production, factors of the complication of the conditions of the production, classification offactorsdifficulties of the production, deposition of salt.
