Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ ПРИ ВЫПАДЕНИИ НЕФТЯНЫХ ПАРАФИНОВ В СКВАЖИНАХ 9
1.1. Краткий анализ работы фонда скважин ТПП «Урайнефтегаз», осложненных парафиноотложением и общие свойства парафинов 9
1.2. Моделирование процесса отложения парафинов при течении газонефтяной смеси в трубах 14
1.3. Исследование процесса парафинизации в стволе скважины 24
1.4. Эффективность различных методов борьбы с парафиновыми отложениями в стволе скважины 31 Выводы по разделу 45
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ АНТИПАРАФИНОВОЙ ОБРАБОТКИ НА СКВАЖИНАХ 47
2.1. Обоснование влияния системы технического обслуживания на эффективность организации ОПЗ на скважинах 47
2.2. Исследование технико-экономических показателей эффективности системы технического обслуживания при антипарафиновой обработке скважин и ее оборудования на месторождениях Даниловской свиты 56
2.3. Исследование технико-экономических показателей эффективности применения системы технического обслуживания при антипарафиновой обработке скважин на месторождениях Тюменской свиты 65
2.4. Выбор оптимальной стратегии организации обработки парафиноотлолжений в скважинах горячей нефтью 72
Выводы по разделу 77
3. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ СКВАЖИН МОЮЩЕЙ КОМПОЗИЦИЕЙ АПК+АМК В УСЛОВИЯХ ТІШ «УРАЙНЕФТЕГАЗ» 79
3.1. Метод последовательного анализа Вальда 79
3.2. Выбор благоприятных условий применения антипарафиновой моющей композиции 84
3.3 Диагностирование эффективности обработки скважин композицией АПК + АМК 100
Выводы по разделу 104
4. АНАЛИЗ БОРЬБЫ С ОТЛОЖЕНИЯМИ СОЛЕЙ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВОМ ОБОРУДОВАНИИ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ШАИМСКОГО РАЙОНА 105
4.1. Исследование отложения солей в нефтепромысловом оборудовании на месторождениях Шаимского района 106
4.2. Связь процесса солеотложении с химическим составом попутных вод 114
4.3. Физические способы предупреждения солеотложении в подземном оборудовании и выкидных линиях добывающих скважин 122
4.4. Химические способы воздействия на пласт в целом и локально по скважине 133
4.5. Регламент на проведение работ по борьбе с солеотложением 140
Выводы по разделу 147
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОТЛОЖЕНИЯ СОЛЕИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ПРИ УДАЛЕНИИ ИХ НА СКВАЖИНАХ 150
1. Особенности и состав солевых отложений в системах нефтегазодобычи 150
2. Основные методы борьбы с отложениями солей 156
3. Система уравнений, описывающая процессы течения многокомпонентной жидкости с раствором солей 167
4. Исследование технико-экономических показателей эффективности системы технического обслуживания при удалении солеотложений на месторождениях Даниловской свиты 173
5. Исследование технико-экономических показателей эффективности системы технического обслуживания при удалении солеотложений на месторождениях Тюменской свиты 182
Выводы по разделу 189
СНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 190
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 193
Введение к работе
Актуальность работы. Эксплуатация большинства месторождений Шаимской группы, находящихся на балансе ТПП "Урайнефтегаз" ООО "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь", осложняется наличием отложения парафинов и солей в подземном и наземном нефтепромысловом оборудовании. Парафино-солеотложения происходят при всех способах эксплуатации: фонтанном и механизированном (ЭЦН, ШСН). Это приводит к уменьшению добычи нефти, сокращению межремонтных периодов работы скважин, а в ряде случаев отложения настолько велики, что затрудняют эксплуатацию. Особенно актуально это становится на поздней стадии разработки, характеризующейся падением объемов добычи нефти и увеличением обводненности добываемой продукции при низких коэффициентах нефтеотдачи пластов.
Поэтому проблема борьбы с отложениями парафинов и солей становится актуальной для нефтегазовой отрасли России, и ее решение на основе создания математических моделей, адекватных процессам парафино-солеотложения в системах добычи, и проведения численных имитационных экспериментов является важной научной проблемой, имеющей практическое применение в нефтяной промышленности страны.
Цель работы. Повышение эффективности эксплуатации фонда добывающих скважин путем системного анализа и моделирования процессов отложения парафинов и солей и обоснования методов борьбы с ними.
Основные задачи исследований:
• Анализ работы фонда скважин ТПП "Урайнефтегаз", осложненного наличием отложений парафинов и солей. Особенности и состав парафиновых и солевых отложений в системах нефтегазодобычи.
• Математическое моделирование процесса отложения парафинов при течении газонефтяной смеси в трубах.
• Исследование процесса парафинизации в стволе скважины и анализ эффективности различных методов борьбы с парафиноотложениями.
• Диагностирование эффективности обработки скважин моющей композицией АПК-АМК в условиях ТПП "Урайнефтегаз".
• Исследование связи процесса солеотложений с химическим составом попутных вод. Математическое описание процессов течения многокомпонентной жидкости с раствором солей.
• Обоснование методов борьбы с отложениями солей. Физико-химические способы предупреждения солеотложений;
• Обоснование влияния системы технического обслуживания на эффективность организации ОПЗ и внутрискважинного оборудования;
• Исследование технико-экономических показателей эффективности системы технического обслуживания при обработках скважин и ее оборудования на месторождениях Шаимской группы по предотвращению отложения парафинов и солей. Выбор оптимальной стратегии организации работ в скважинах.
Методы решения задач. Для решения поставленных задач использовались методы механики многофазных систем, теории надежности и массового обслуживания, численных методов и методов математического моделирования сложных геолого-гидродинамических процессов с широким применением возможности компьютерных технологий.
Научная новизна работы заключается в создании и разработке алгоритмов модели процесса выпадения нефтяных парафинов на внутренней стенке скважины с учетом гидродинамики и теплофизики водонефтяного потока, а также теплообмена с окружающими горными породами.
Разработан алгоритм расчета течения соленасыщенной жидкости с отложениями твердых солей на стенке скважины с учетом уравнения сохранения масс, импульсов и притока тепла при условии, что концентрация соли в растворе всегда термодинамически равновесна и зависит от давления, температуры и содержания в воде ингибиторов.
Установлено, что продолжительность эффекта между двумя обработками скважин ингибиторами парафино-солеотложения на месторождениях Даниловской и Тюменской свиты описывается законом распределения Вейбулла.
Предложен последовательный анализ Вальда для диагностирования эффективности обработок скважин по предотвращению парафиноотложения на основе моющей композиции АПК-АМК. Определены информативные параметры по мере Кульбака и критерию Манна-Уитни.
Практическая ценность работы заключается в снижении вероятности образования парафино-солеотложений в скважинах путем исследования математических моделей, позволяющих определить критические значения параметров парафино-солеобразующего потока жидкости и оказать управляющее воздействие на параметры потока.
Для управления эффективностью обработок скважин моющей композицией АПК-АМК рекомендована таблица диагностических коэффициентов, позволяющая провести раннюю диагностику эффективности применения композиции АПК-АМК в скважинах, осложненных парафиноотложениями. Установлены благоприятные геолого-физические условия применения моющей композиции и основные соотношения для принятия решения.
Для проведения планово-предупредительных обработок предложена система технического обслуживания по предотвращению парафино-солеотложений в системах добычи скважинной продукции, обеспечивающая высокий уровень коэффициента технической готовности скважин.
Разработан регламент по предупреждению отложений парафина, гидратов и солей в добывающих скважинах Шаимской группы месторождений.
Реализация результатов работы.
На основе результатов исследований разработан и внедрен в условиях ТПП "Урайнефтегаз" регламент по предупреждению отложений парафина, гидратов и солей в добывающих скважинах Шаимской группы месторождений.
Экономический эффект от внедрения регламента по предотвращению отложения парафинов, гидратов и солей на стенках скважин и нефтепромыслового оборудования составляет за 2002 г. 2,63 млн. руб. за счет уменьшения количества простоев и сокращения затрат.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на научно-технических советах ТПП "Урайнефтегаз", г. Урай, 1999-2002 гг.; на всероссийской научно-технической конференции "Проблемы совершенствования технологий строительства скважин и подготовка кадров для Западно-Сибирского нефтегазодобывающего комплекса", г. Тюмень, 2000 г.; на всероссийской научно-технической конференции "Проблемы развития топливно-энергетического комплекса Западной Сибири на современном этапе", г. Тюмень, 2001 г.; на первом инженерном форуме "Конкурентоспособность как путь к эффективной экономике Тюменской области", г. Тюмень, 2003 г., и на научно-методических семинарах кафедры "Моделирование и управление процессами нефтегазодобычи" ТюмГНГУ, г. Тюмень, 2001-2002 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 1 регламент, 8 статей и 3 тезиса докладов на всероссийских и региональных конференциях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 147 наименований, и приложений. Работа изложена на 207 страницах машинописного текста, содержит 74 рисунка и 49 таблиц.
