WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

На Коми республиканской научной конференции, Ухта, 1973 г; на второй Коми республиканской научной конференции, Ухта, 1974 г; на Всесоюзном совещании по применению неньютоновских систем в нефтедобыче, Ухта, г; на юбилейной областной научно- технической конференции, Ухта, г; на научно-практической конференции, посвященной 50-летию нефтяной и газовой промышленности Коми АССР, Ухта, 1979 г; на II Всесоюзной научнотехнической конференции по трубопроводному транспорту нефти и газа, Уфа, 1982 г; на Всесоюзном научно-техническом совещании «Современное состояние техники и технологии сбора и подготовки сероводородсодержащих, вязких и обогащенных механическими примесями нефтей», Саратов, 1982 г; на II областной теоретической школе – семинаре «Термодинамика процессов нефтедобычи», Тюмень, 1983 г; на Всесоюзном семинаре «Пути повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации разработки нефтяных месторождений технологических процессов», Ухта, 1983 г; на Всесоюзном совещании по применению неньютоновских систем в нефтедобыче, Усинск, 1984 г; на Всесоюзном совещании «Применение неньютоновских систем для повышения нефтеотдачи в технологических процессах нефтегазодобычи», Ухта,1985 г; на Всесоюзном совещании «Применение неньютоновских систем в технологических процессах нефтедобычи», Уфа, 1987 г; на научно-технической конференции «Проблемы обустройства месторождений с аномальными нефтями в районах распространения многолетнемерзлых пород», Ухта, 1988 г;

на научно-технической конференции «Состояние и проблемы разработки месторождений с трудно извлекаемыми запасами углеводородов в Республике Коми», Ухта, 1997 г; на международной конференции-семинаре имени Д.Г.

Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей», Ухта, 1998 г; на международной конференции во Фрайберге «Probleme angewandter Stromungs forschung», Freiberg, 1998 г; на международной конференции «Передовые технологии на пороге 21 века», Москва, 1998 г; на региональной научнопрактической конференции «Социально-экономические проблемы топливноэнергетического комплекса», Ухта, 1998 г.; на 2-ой региональной научнопрактической конференции «Актуальные проблемы геологии нефти и газа», Ухта, 1999 г; на межрегиональной научно-технической конференции «Проблемы добычи, подготовки и транспорта нефти и газа», Ухта, 2000 г; на межрегиональной научно-практической конференции «Современные проблемы нефтепромысловой и буровой механики» Ухта, 2001 г; на первой Всероссийской Геофизической конференции-ярмарке «Техэкогеофизика – новые технологии извлечения минерально-сырьевых ресурсов в XXI веке», Ухта, 2002 г; на Всероссийской конференции Большая нефть. Реалии.

Проблемы. Перспективы. «Нефть и газ Европейского Северо-востока», Ухта, 2003 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 114 работ, в том числе два научно-технических обзора и «Учебное пособие» допущенное УМО нефтегазовых вузов Российской Федерации, в качестве учебного пособия для студентов специальности 090600 – «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», 090700 – «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ», 090800 – «Бурение нефтяных и газовых скважин».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав и заключения изложенных на страницах, включая рисунков, таблиц, списка библиографических источников и приложений.

Автор благодарен ученым и производственникам, являющимися соисполнителями и соавторами изобретений, технических и технологических решений и оказавшим помощь автору в работе:

«ПечорНИПИНефть» - Губанову Б.Ф., Владимирову А.А., Филиппову П.Г., Берникову М.В., Буслаеву В.Ф., Быкову И.Ю., Мингалимову Х.Я., Зарху В.М., Халтурину В.В., Дементьеву В.А., Черепанову Ф.И., Сапгиру Б.Л., Зюзеву А.Н., Давыдову В.А., Кравченко Г.М., Соколовой С.В., Виноградовой И.В., Климентьевой Т.П., Паневой А.З., Корох Н.И., Иванову О.Б., Белову Е.Л., Гончарову И.И., Хомутникову Р.П., Исуповой В.В., Носову В.В., Низовцевой Р.Н., Коноваловой Л.В., Чупрову Г.С.

ВНИИнефть – Аметову И.М., Требину Г.Ф., Скороварову Ю.Н.

ВНИИСПТнефть – Губину В.Е., Сковородникову Ю.А., Скрипникову Ю.В., Пиядину М.Н., Корнилову Г.Г., Рахматулину Ш.И.

Гипровостокнефть – Дегтяреву В.Н., Диденко В.С.

Уфимского нефтяного института – Тугунову П.И., Коршаку А.А.

МИНХ и ГП им. И.М. Губкина – Юфину В.А., Челинцеву С.Н.

Объединения «Коминефть» - Байдикову Ю.Н., Лихолаю В.К., Гуменюку А.С., Стрельчуку А.К., Горбатову В.С., Коновалову Д.В., Губареву А.Г., Калимулину Н.Г., Аллахвердяну В.А., Федоринову А.И., Латыпову А.З., Кармановскому В.Е., Потолицину В.В., Богданову О.А., Гуревичу Г.С., Калмыкову В.П., Жутаеву А.П.

УСМН – Пелевину В.В., Короткову В.П., Конради В.В., Лядовой Н.В., Бакуте А.Г.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, поставлена цель работы, задачи исследований, представлена научная новизна исследований, практическая ценность и внедрение результатов исследований.

В первой главе приведены физико-химические свойства и состав нефтей месторождений Европейского Севера. Показано, что к аномальным нефтям относятся те из них, которые характеризуются высокой плотностью и вязкостью, высоким содержанием парафина и смол. Проведен анализ существующих методов исследования реологических свойств аномальных нефтей. Выявлено, что для аномальных нефтей существующие методики не пригодны, а принципы управления реологическими свойствами не разрабатывались. Проанализировано существующее положение разработки месторождений с аномальными нефтями в условиях низких температур окружающей среды. Рассмотрено состояние нормативно-технической и методической документации по управлению реологическими свойствами аномальных нефтей.

В результате проведенного анализа было установлено, что:

– методология исследований реологических свойств аномальных нефтей с учетом термобарических условий эксплуатации скважин, в системах сбора, подготовки и транспорта, особенно в условиях низких температур окружающей среды на начало проведения исследований отсутствовала;

– отсутствовали сформулированные принципы управления реологическими свойствами аномальных нефтей.

– не разрабатывалась нормативно-техническая документация регламентирующая управление реологическими свойствами аномальных нефтей.

– традиционные технологические процессы эксплуатации скважин, системы сбора, подготовки и транспорта нефти оказались непригодными при добыче аномальных нефтей.

Решению этих задач посвящена настоящая диссертация.

Во второй главе предложена методология исследования реологических свойств аномальных нефтей.

Структурно методология включает комплекс усовершенствованных и вновь разработанных методик и методов исследования аномальных нефтей на специально сконструированном и изготовленном лабораторном оборудовании, включающем оригинальные установки и измерительные приборы, адаптированные для условий высокой вязкости, газонасыщенности, парафинизации и атипичной реологии.

Все это позволило провести исследования как дегазированных, так и газонасыщенных нефтей из трубопроводов и скважин при условии имитации естественных термобарических параметров, сложившихся в конкретных условиях эксплуатации, сбора, подготовки и транспорта добытого продукта.

Основная установка для исследования реологических свойств нефтей в широком диапазоне температур и давлений приведена на рис. 1. К ней дополнительно были разработаны: ротационный вискозиметр для исследования газонасыщенной нефти (защищен а.с. № 1522900); система автоматического поддержания давления; система автоматического термостатирования;

установка для определения статического напряжения сдвига; плотномер;

прибор для определения температуры застывания нефти, вискозиметр для исследования высоковязких «тяжелых» нефтей; устройство для исследования фазовых переходов (а.с. № 1033932), смеситель для приготовления смеси нефтей и установка для исследования методов воздействия на свойства нефти в магнитном и электромагнитном полях. Это необходимый и достаточный комплекс лабораторного оборудования для исследования аномальных нефтей, обеспечивающий возможность имитации естественно сложившихся термобарических условий при добыче, сборе, хранении и транспорте.

Методическая часть исследований реологических свойств состоит из двух разделов: исследование дегазированных нефтей и исследование газонасыщенных нефтей. Каждая часть включает методики с рекомендациями по выбору приборов и их подготовки к работе, отбору проб, проведению исследований и обработке полученных результатов исследований.

Рис. 1. Установка для исследования реологических свойств нефтей 1 – вискозиметр;

2 – регистрирующий узел;

3 – компрессор;

4 – термостат;

5 – баллон с газом.

В третьей главе – разработаны основные принципы управления реологическими свойствами аномальных нефтей.

На основе разработанной методологии изучены изменения реологических свойств аномальных нефтей месторождений Европейского Севера в широком интервале температур и давлений, характерных для технологических процессов эксплуатации скважин, систем сбора, подготовки и транспорта нефти в условиях низких температур окружающей среды при химических и физических методах воздействия на нефти и их смеси.

Исследованы следующие методы управления.

Газонасыщение. Сущность метода заключается в том, что при сепарации нефти (ДНС, УПСВ, УПН) в ней оставляют от 10 до 20 нм3/м3 попутного нефтяного газа (что соответствует давлениям сепарации 0,4-0,6 МПа) и далее до потребителя нефть транспортируют в однофазном состоянии с газом.

Оценка влияния газонасыщения на реологические свойства высокопарафинистых нефтей при различных давлениях сепарации в области температур эксплуатации скважин, промыслового сбора, подготовки, межпромыслового и магистрального транспорта, выполнена на нефтях и их смесях Усинского, Возейского, Харьягинского и Грубешорского месторождений Европейского Севера.

На рисунках 2 и 3 в качестве примера, показано изменение реологических свойств смесей высокопарафинистых нефтей Усинского, Возейского и Харьягинского месторождений для разгазированных и газонасыщенных смесей при с =0,0 МПа и с =0,6 МПа при температурах 0; 5; 10; 15 и 200С, а на рисунках 4,5,6 показано изменение реологических параметров при температуре 00С (расчетная температура транспорта нефти) при различных давлениях сепарации для нефтей Усинского, Возейского и Грубешорского месторождений.

Исследования показали, что высокопарафинистые нефти в газонасыщенном (однофазном) состоянии при газосодержании 10-20 нм3/м(что соответствует давлениям сепарации 0,5-0,6 МПа) имеют вязкость, статическое и динамическое напряжения сдвига и модуль упругости при температурах их транспорта 050С в 5-10 раз меньше, чем дегазированные. При этом эффект снижения вязкости и других реологических параметров тем выше, чем ниже температура нефти. Температура застывания газонасыщенных нефтей также на 10-150С ниже дегазированной. Это позволяет рекомендовать транспорт высокопарафинистых нефтей в газонасыщенном (однофазном) состоянии.

В результате лабораторных, стендовых и промышленных исследований показано, что высокопарафинистые нефти и их смеси с тяжелыми высоковязкими нефтями при низких температурах проявляют не только вязкопластичные, но и вязкоупругие свойства, что подтверждается качественной и количественной их оценками. При этом установлено, что вязкоупругопластичные свойства нефти северных месторождений проявляются при низких температурах (50С и ниже). Определены значения реологических характеристик нефтей и их смесей в зависимости от температуры и давления сепарации. Результаты исследований приведены в таблицах 1 и 2.

Рис. 2. Кривые течения смеси нефтей (Усинской 43% + Возейской 43% + Харьягинской 14%) при Рс = 0,0 МПа 1-5 – температура соответственно 0; 5; 10; 15; 20С.

Рис.3. Кривые течения смеси нефтей (Усинского 43% + Возейского 43% + Харьягинского 14%) при Рс = 0,6 МПа 1-5 – температура соответственно 0;5; 10; 15; 20С.

При выводе уравнений движения любой жидкой среды в трубах, каналах, пористых средах предполагается, что на выделенный элементарный объем жидкости действуют объемные и поверхностные силы. Под действием приложенных напряжений в жидкости развиваются деформации, которые зависят от свойств жидкости. В обычных (ньютоновских) жидкостях скорости деформации прямо пропорциональны приложенным напряжениям. Вместе с тем многие жидкие системы проявляют нелинейную зависимость скорости деформации от напряжения, и во многих аномальных средах процессы развития деформаций и напряжений носят неравновесный характер. Эти среды обладают обычно вязкими, пластическими, упругими и тиксотропными свойствами.

Реологическое уравнение для нелинейных вязкопластичных сред предлагается в виде:

n n m = + (эS) (1) где – предельное напряжение сдвига;

э – коэффициент эффективной вязкости;

S – скорость сдвига;

m, n – параметры, определяемые экспериментальным путем по данным вискозиметрических измерений.

Проявление жидкостями вязкоупругих свойств при определенных условиях деформирования связано с тем, что скорости деформации и напряжения в них зависят от времени воздействия на систему. Впервые на возможность проявления вязкоупругих свойств у нефтей указал А.Х.

Мирзаджанзаде. Такие нефти, как правило, содержат в своем составе большое количество асфальтенов и парафина.

Вязкоупругие свойства жидких сред можно оценить, применяя специальные приборы, измеряющие касательные и нормальные напряжения.

Однако в связи с тем, что использование этих приборов для технических целей ограничено, в инженерных расчетах широко используются данные ротационной вискозиметрии.

Ротационные вискозиметры дают возможность определить касательное 1 - 1-2 = напряжение сдвига и вычислить эффективную вязкость.

Э = S В работе указано, что определенная таким образом величина не может Э служить мерой вязкости для жидкости, обладающей вязкоупругими свойствами, так как, согласно теоретическим предпосылкам, её необходимо было бы испытывать в условиях чистого сдвига. В ротационном вискозиметре, где вязкоупругая жидкость подвергается длительному ламинарному сдвигу, лишь часть напряжения тратится на преодоление вязкого сопротивления, а другая часть – на преодоление нормальных напряжений при сдвиге.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»