Оценка эффективности внедрения насосно-компрессорной установки

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Оценка эффективности внедрения насосно-компрессорной установки

Григорьев К. А.

В данной статье рассматривается оценка эффективности внедрения технологии водогазового воздействия на пласт как один из методов утилизации попутного нефтяного газа посредством бустерной насосно-компрессорной установки на примере МЛСП “Приразломная” Приразломного месторождения. Рассчитаны основные параметры, наиболее полно характеризующие работу компрессора с жидкостным поршнем на основе поршневого насоса.

Ключевые слова: водогазовое воздействие, бустерная насосно-компрессорная установка, мелкодисперсная водогазовая смесь, попутно-нефтяной газ.

ESTIMATION OF EFFICIENCY OF IMPLEMENTATION OF PUMP-COMPRESSOR INSTALLATION ON PLATFORMS OF ARCTIC SHELF DEPOSITS

Grigoriev K. A., Khusnutdinov L.Z.

This article considers the assessment of the effectiveness of the introduction of technology of water-gas impact on the reservoir as one of the methods of utilization of associated petroleum gas through a booster pump-compressor unit. The main parameters that most fully characterize the operation of the compressor with a liquid piston based on a piston pump are calculated.

Keywords: water-gas effect, booster pump-compressor unit, fine-dispersed water-gas mixture, passing-oil gas.

компрессорный водогазовый пласт бустерный

Несмотря на принятие различных международных нормативных документов, и правовых актов в области охраны природы и снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, сжигание попутного нефтяного газа на факеле является одним из самых распространенных способов его утилизации в мире. Несмотря на распространенность данного способа утилизации ПНГ во всем мире, зачастую он является основным для развивающихся стран, где отсутствуют жесткие ограничительные меры по объемам сжигания ПНГ. В таких странах на маленьких, а также на месторождениях с не высоким газовым фактором, как правило, ПНГ сжигается на протяжении всего времени эксплуатации.

8 января 2009 года принято постановление правительства Российской Федерации № 7 «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках», в соответствии с которым, необходимо предусматривать утилизацию не менее 95 % попутно добываемого нефтяного газа при разработке нефтяных месторождений [1].

В связи с необходимостью решения проблемы факельного сжигания попутного нефтяного газа на платформах морских месторождений необходим альтернативный метод утилизации попутного нефтяного газа. В качестве альтернативного метода предполагается установка бустерной насосно-компрессорной установки, посредством которой возможно закачка водогазовой смеси в систему поддержания пластового давления на платформах месторождений арктического шельфа.

В качестве примера предполагается установка бустерной насосно-компрессорной установки УБ-400х40КЭ на платформе “Приразломная”.

Технические характеристики бустерной насосно-компрессорной установки УБ-400х40КЭ приведены в таблице 1 [2].

Таблица 1 - Технические характеристики бустерной насосно-компрессорной установки УБ400х40КЭ.

Для реализации технологии водогазового воздействия посредством насосно-бустерной установки предполагается часть газ после компрессора К31009 и К31012 направить на бустерную насосно-компрессорную установку. Соответственно для реализации данных мероприятий, предполагается установить клапан-регулятор, поддерживающий давление на необходимом уровне, при превышении которого газ будет направляться на бустерную насосно-компрессорную установку. Так как ежесуточный объем газа, сжигаемый на факеле, составляет порядка 367 тыс. м3, то соответственно с этим необходимое количество бустерных насосно-компрессорных установок УБ-400х40КЭ необходимо в количестве 6 штук, учитывая объем перекачиваемого газа одной установки равном 60 тыс. м3/сут.

Соответственно, в системе закачки воды предполагается демонтировать насосы закачки воды в пласт P49007A,B, P49009, Р49010, провести монтажные работы реконструкции трубопроводов по направлению потока воды с первичных и промежуточных дожимных насосов Р48006А/В, Р49005А/В, Р49003А/В и Р49004А/В на бустерные насосно-компрессорные установки, где в дальнейшем, газожидкостная смесь транспортируется по двум коллекторам № 1 и № 2, подается в манифольд системы закачки воды в пласт и попадает в установкуприготовления мелкодисперсной водогазовой смеси КИПГ 040.10.00.00.00.

Соответственно, для нагнетания в пласт газожидкостной смеси предполагается внедрить на устьях нагнетательных скважин установкуприготовления мелкодисперсной водогазовой смеси КИПГ 040.10.00.00.00, куда газожидкостная смесь с давлением порядка 30 МПа соответственно поступает с бустерных насосно-компрессорных установок.

Известно, что на эффективность рабочего процесса поршневого компрессора оказывают влияние такие факторы, как относительный мертвый объем, отношение давлений, температурный уровень поверхности рабочей камеры, частота вращения коленчатого вала, параметры всасывающих и нагнетательных клапанов. Очевидно, что на эффективность рабочего процесса поршневого компрессора с жидкостным поршнем (как части насосно-компрессорной установки) оказывают влияние те же факторы, но их влияние может проявляться в иной степени. Кроме того, добавляются и новые факторы, такие как:

расход жидкости, подаваемой в рабочую камеру;

температура жидкости, подаваемой в рабочую камеру;

особенности организации подачи питательной жидкости;

интенсивность растворения газа в жидкости;

интенсивность проникновения свободного газа вглубь жидкостного поршня и скорость всплытия пузырьков.

Рассмотрим степень изученности этих вопросов.

Несмотря на то, что имеется довольно много публикаций о промышленных испытаниях и реальном использовании рассматриваемого способа компримирования газа и ГЖС, материалов, содержащих результаты теоретического анализа в литературе весьма мало.

По С.П. Олейнику, основным параметром, наиболее полно характеризующим работу компрессора с жидкостным поршнем на основе поршневого насоса, является коэффициент наполнения. Его он определяет, как отношение действительного суммарного объемного расхода газа и расхода питательной жидкости к теоретической подаче основного насоса:

, (1)

где Q - объёмный расход газа, приведённого к условиям поступившего в рабочие камеры насоса, q - подача питательного насоса, Qн - подача основного насоса.

Объемную производительность, приведенную к нормальным условиям, предложено определять по формуле:

, (2)

где Qo - объёмный расход газа на образование ГЖС; л - коэффициент подпора ( обычно л = 5 - 10 ); з - коэффициент наполнения (з = 0,84 - 0,94 ).

Для облегчения расчетов С.П. Олейником предложены номограммы, в которых коэффициент наполнения принят равным 0,9.

В соответствии с исходными данными, приведенными в табл. 1, рассчитаем основные параметры, наиболее полно характеризующие работу компрессора с жидкостным поршнем на основе поршневого насоса.

Объёмный расход газа, приведённого к условиям, поступившего в рабочие камеры насоса, составляет:

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

= 3318,7 м3/сут.

Исходя из формулы (3.1) подача основного насоса равна:

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

= 3854,1 м3/сут.

Объемная производительность, приведенная к нормальным условиям, составляет:

= 24890,175 м3/сут.

В составе данного технологического решения по закачке водогазовой смеси в пласт также предполагается внедрить установкудля приготовления мелкодисперсной водогазовой смеси. Механизм увеличения нефтеотдачи при МВГС основан на увеличении охвата пласта заводнением и снижении остаточной нефтенасыщенности в зоне дренирования путем вытеснения нефти газом. Принципиальное отличие применения МВГС от других видов водогазового воздействия - это одновременная закачка попутного нефтяного газа, диспергированного в воде до микронных размеров, в противоположность последовательной закачке оторочек газа и воды при ВГВ. Мелкодисперсная водогазовая смесь создается специально разработанными эжекционнодиспергирующими устройствами. Эжектор-диспергатор данной конструкции позволяет разбить пузырьки газа до мельчайших размеров: 5...10 мкм, благодаря чему:

достигается чрезвычайно высокое газосодержание смеси;

обеспечивается стабильность структуры смеси при движении по стволу скважины и продавке в пласт, благодаря чему не требуется применения стабилизаторов, загустителей или

ПАВ;

исключается гидратообразование в стволе скважины [3].

В пласт нагнетают мелкодисперсную водогазовую смесь (МВГС), которая, обладая меньшей подвижностью, увеличивает охват пласта процессом вытеснения. За счет роста градиентов давления в пласте, увеличения объемного коэффициента и снижения вязкости нефти при растворении в ней газа, а также благодаря сегрегации газа в прикровельные части пласта увеличивается нефтеотдача пласта и возрастает продуктивность скважин по нефти. Изменяя размеры пузырьков газа и содержание газа в водогазовой смеси, процесс вытеснения адаптируют к конкретным геолого-промысловым характеристикам пласта в районе расположения конкретной нагнетательной скважины.

Водогазовая смесь снижает проводимость самых проницаемых зон, сегрегирующийся газ вытесняет нефть из малопроницаемых прикровельных частей пласта, а закачиваемая обычная вода вытесняет нефть из приподошвенных частей пласта.

За счет предлагаемого способа разработки на залежах нефти будет увеличиваться коэффициент вытеснения, поскольку водогазовая смесь, как было зафиксировано лабораторными исследованиями, обладает меньшей подвижностью, а растворяемый в нефти газ снижает ее вязкость. Благодаря снижению проводимости высокопроницаемых зон будет изменяться направление фильтрационных потоков, т.е. будет повышаться охват пласта вытеснением. В целом коэффициент нефтеотдачи увеличится на 5-20 пунктов, продуктивность скважины по нефти возрастет на 20-100% [4].

Список литературы

Кутепова Е. А., Книжников А. Ю., Кочи К. В. Проблемы и перспективы использования попутного нефтяного газа в России: ежегодный обзор. Вып. 3. М.: WWF-России, КПМГ, 2011. 43 с.

Водогазовая, парогазовая и термогазовая технологии повышения нефтеотдачи пластов

[Электронный ресурс]. -- Электрон. текстовые дан. -- Режим доступа: http://incot.ru/www/docs/exh_acc/08_rp/04/12_50.pdf, свободный. -- Загл. с экрана.

Патент РФ № 2003127618/03, 12.09.2003.

Способ разработки нефтяной залежи и устройство для его осуществления // Патент России № 2266396. опуб. 20.12.2005. Бюл. № 35. / Савицкий Н.В., Борткевич C. В.

Ю.В. Земцов, А.С. Тимчук, А.В. Баранов, А.С. Гордеев. Результаты закачек мелкодисперсной водогазовой смеси для увеличения нефтеотдачи объекта бв8 самотлорского месторождения//Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. ? 2013. ? № 10. ? С. 49 - 55.

Размещено на Allbest.ru