DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций


Интенсификация процессов разделения продукции скважин и очистки ее компонентов

Костилевский Валерий Анатольевич, 27.10.2009

 

Поставленные в диссертационной работе задачи решены путем анализа и обобщения данных научных публикаций, опыта подготовки нефти и газа в нефтяной и газовой промышленности, теоретических исследований, лабораторных экспериментов и испытаний на опытной пилотной установке.

Научная новизна результатов работы:

1. разработана методика расчета гидроциклонного сепаратора для стабилизации нефти;

2. разработана методика расчета эффективности выделения газовой компоненты в сливной камере ступенчатого гидроциклона;

3. выявлены механизмы формирования структур потоков, разделения многофазных полидисперсных сред в гидроциклонах и возможность управления

На защиту выносятся:

1. анализ действия механизмов разделения полидисперсных сред в гидроциклоне, формирования структур потока, возможности управления ими и разделяющей способностью гидроциклона;

2. методика расчета гидроциклонного сепаратора для стабилизации нефти;

3. методика расчета эффективности выделения газовой компоненты в сливной камере ступенчатого гидроциклона;

4. обоснование принципа подбора мультигидроциклона и геометрии его конструктивных элементов для разделения многофазных газожидкостных и полидисперсных сред с включениями твердых взвешенных частиц (ТВЧ) и нефтяных примесей для последовательной реализации механизмов их разделения в мультигидроциклонах.

Практическая ценность результатов работы

1. Разработаны предложения по дополнению технологической схемы подготовки продукции скважин, осуществляющей разделение основных составляющих (нефти и газа) и очистку воды, гидроциклонами, интенсифицирующими процессы или осуществляющими их в зависимости от компонентного состава среды, качества разделения среды и места в технологической схеме.

2. Разработаны:

- методики расчета гидроциклонного сепаратора для стабилизации нефти и оценки эффективности выделения газовой составляющей;

- конструкция вихревого сепаратора для глубокой очистки сточных вод от легких примесей;

- формула для расчета производительности и конструкция гидроциклонного сепаратора для очистки сточных вод от механических примесей.

3. Разработан ряд предложений, совершенствующих существующие традиционно используемые устройства и методы, из которых 3 защищены патентами Российской Федерации.

Достоверность результатов проведенных исследований

Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций следует из проведенного автором комплекса теоретических, экспериментальных и промысловых исследований. Достоверность полученных автором результатов подтверждается соответствием теоретических выкладок фактическим промысловым данным и результатам экспериментальных исследований.

Апробация результатов работы

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на:

- методических советах, заседаниях секции Ученого совета и семинарах Института проблем транспорта энергоресурсов (2008-2009 гг.);

- VII Российском энергетическом форуме (г. Уфа, 2007 г.);

- Второй научно-практической конференции «Проблемы нефтегазового комплекса Западной Сибири и пути повышения его эффективности» (г. Когалым, 2006 г.).

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 13 научных трудах, в т.ч. получены 3 патента на полезную модель РФ.

Структура и объем работы

Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы, включающего 87 наименований. Диссертационная работа содержит 4 таблицы, 30 рисунков.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и основные задачи, обозначены основные положения, выносимые

на защиту, показаны научная новизна и практическая ценность результатов

Первая глава посвящена анализу методов очистки сточных вод и технологических схем подготовки продукции скважин, поиску путей их совершенствования в свете современных научных представлений о механизмах образования и разделения многофазных газожидкостных сред.

Подготовка продукции скважин включает решение вопросов, связанных с разделением ее на компоненты (нефть, попутный газ и воду), качество которых и очистка от загрязнений определяются установленными требованиями, действующими на текущий момент времени.

Существующие методы подготовки высокосернистых нефтей позволяют достичь любой степени очистки. Их реализация высокозатратна и применяется ограниченно, только при необходимости. Однако рост содержания сернистых соединений в нефтях, добываемых в России, ужесточение экологических и технологических требований к их содержанию в товарной нефти требуют эффективного и экономичного решения проблемы. Проблема очистки возникает и для попутных газов в связи с назревающей необходимостью их полной утилизации.

Установлена перспективность объединенного решения проблемы с внедрением химических методов подготовки нефти и попутного газа с применением реагентов нового поколения, имеющих дополнительные положительные свойства (биоцидность, антикоррозионность).

Для обеспечения лучшего контакта между средой и реагентом в качестве интенсифицирующего средства рекомендуется использование в технологической схеме вихревых аппаратов, гидроциклонов, соблюдение повышенного теплового режима, т.е. подогрева.

Большую проблему представляет очистка сточных вод. Потребность в очистке воды возрастает в связи с увеличивающимися объемами добычи обводненной нефти, возрастающей сернистостью добываемой нефти и глубокой зависимостью нефтеотдачи пласта от качества закачиваемой для поддержания пластового давления воды.

Наиболее важным следствием неудовлетворительного состояния воды, закачиваемой в пласт в системе ППД, является снижение нефтеотдачи продуктивных горизонтов вследствие кольматации порового пространства.

Достигнутая в настоящее время по нефтедобывающей отрасли степень очистки сточных вод (50…60 мг/л остаточной нефти и 40…50 мг/л ТВЧ) позволяет использовать их в системе ППД нефтяных месторождений в качестве вытесняющего агента нефти из пластов с хорошими коллекторскими свойствами. Для эффективной эксплуатации горизонтов и вовлечения в разработку низкопроницаемых коллекторов необходимы более глубокая очистка сточных вод до 5…10 мг/л остаточной нефти и отделение твердых взвешенных частиц с размерами дисперсных частиц вплоть до 0,2…1,0 мкм.

В главе представлен анализ существующих методов очистки сточных вод и методов, применяемых на нефтепромыслах.