Онлайн поддержка
Все операторы заняты. Пожалуйста, оставьте свои контакты и ваш вопрос, мы с вами свяжемся!
ВАШЕ ИМЯ
ВАШ EMAIL
СООБЩЕНИЕ
* Пожалуйста, указывайте в сообщении номер вашего заказа (если есть)

Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИССЕРТАЦИЯ, РАЗНОЕ

Скважинный гидродинамический вихрегенератор.

rock_legenda 3480 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 116 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 05.02.2022
Целью проекта является разработка скважинного гидродинамического вихрегенератора и совершенствование его конструкции. Для осуществления обозначенной цели нужно решить следующие задачи: 1) Изучить и проанализировать литературу по теме исследования; 2) Рассмотреть методы повышения дебита скважины; 3) Исследовать физические основы виброволнового воздействия на пласт и выявить в чем заключается эффективность вышеупомянутого метода; 4) Ознакомиться с предпосылками освоения метода выброволнового воздействия на пласт и его использованием в настоящее время; 5) Изучить устройства и методы для виброволнового воздействия на пласт; 6) Составить классификацию устройств для осуществления виброволнового воздействия на пласт, определить преимущества и недостатки существующих конструкций; 7) Выявить требования, предъявляемые к гидродинамическим генераторам колебаний; 8) Провести патентно¬информационный обзор скважинных гидродинамических генераторов колебаний; 9) Изучить механизм возникновения пульсаций давления в закрученнх потоках; 10) Рассмотреть различные типы завихрителей потока и факторы, влияющие на закручивание потока; 11) Разработать математическую модель устройства; 12) Разработать конструкцию гидродинамического вихрегенератора на основе завихрителя шнекового типа; 13) Создать сборочный чертеж конструкции; 14) Выявить рабочие среды и их свойства; 15) Проанализировать свойственные виды износа оборудования; 16) Произвести выбор материалов, используемых для изготовления оборудования; 17) Предложить варианты изготовления и обработки устройства, определить ремонтопригодность. 18) Произвести конструирование генераторов с различным количеством оборотов в среде SolidWorks и провести гидродинамическое моделирование в программном обеспечении SolidWorks Flow Simulation, сравнить результаты; 19) Оценить амплитудно-частотные характеристики вихрегенератора; 20) Оценить крутящий момент, действующий на турбину, сделать выводы о возможности автономной работы; 21) Предложить варианты совершенствования конструкции для достижения различных целей; 22) Оценить возможность использования конструкции в других устройствах.
Введение

Работа посвящена исследованию повышения продуктивности скважин с помощью гидродинамических генераторов колебаний. Остаточные запасы нефти составляют примерно 55-75 % от первоначальных геологических запасов нефти в недрах. В связи с этим, повышение дебита нефтеносных скважин за счет прогрессивных методов воздействия на пласты является одной из актуальных задач нефтегазовой отрасли.Существует несколько методов повышения нефтеотдачи, виброволновое воздействие на продуктивную зону пласта – один из них. Осуществляется этот метод с помощью скважинных генераторов колебаний. Существующие генераторы обладают рядом недостатков, среди которых можно выделить большое количество подвижных узлов, как наиболее подверженных износу и невозможность автономной работы без участия других скважинных устройств.
Содержание

Введение 3 1 Роль и проблемы повышения нефтеотдачи скважин 5 1.1 Классификация методов повышения нефтеотдачи 5 1.1.1 Физико-химические методы 8 1.1.2 Тепловые методы 10 1.1.3 Механические методы 11 1.1.4 Комбинированные методы 14 1.2 Современное оборудование для интенсификации добычи нефти 17 2 Виброволновое воздействие на пласт 18 2.1 Физические основы виброволнового воздействия на пласт 18 2.2 Достоинства и недостатки виброволнового воздействия на пласт 24 2.3 Устройства, предназначенные для виброволнового воздействия на пласт и их классификация 25 2.3.1 Пульсаторы 26 2.3.2 Завихрители 35 2.4 Недостатки существующих конструкций, требования, предъявляемые для их эффективной работы 49 3 Винтовая шнековая турбина для виброволнового воздействия на призабойную зону пласта 51 3.1 Способ виброволнового воздействия на призабойную зону пласта с помощью гидродинамики закрученного потока 51 3.2 Типы завихрителей и факторы, влияющие на их работу 55 3.3 Математическая модель винтовой шнековой турбины 60 4 Изготовление и ремонт винтовой шнековой турбины 64 4.1 Рабочие среды 64 4.2 Свойственные виды износа 68 4.3 Выбор конструкционных материалов 71 4.4 Изготовление и обработка 72 4.5 Надежность гидродинамического генератора колебаний 74 4.6 Сравнение структурных схем по критериям безотказности 81 4.7 Ремонтопригодность 88 5 Оценка эффективности работы винтовой шнековой турбины 90 5.1 Оценка вихревой структуры и скорости потока 90 5.2 Определение амплитудно-частотных характеристик 99 5.3Доказательство возможности автономной работы 100 5.4 Варианты конструкции 101 5.5 Анализ применения разработанного устройства в других отраслях промышленности 104 Заключение 107 Список использованных источников 109 Приложение А Скважинный гидродинамический генератор колебаний Сборочный чертеж 116 Приложение Б Достижения 117
Список литературы

1 Ильина, Г. Ф. Методы и технологии повышения нефтеотдачи для коллекторов Западной Сибири [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Л. К. Алтунина, Г. Ф. Ильина .— 2-е изд. — Томск : Изд-во ТПУ, 2012 .— 165 с. — Режим доступа: https://rucont.ru/efd/278174 2 Крысиин, Н.И. Повышение скоростей бурения и дебита нефтегазовых скважин / Н.И. Крысин, Т.Н. Крапивина. – Москва : Инфа – Инженерия, 2018. – 340 с. 3 Амиян, В. А. Физико-химические методы повышения производительности скважин / В. А. Амиян, В. С. Уголев. – Москва : Недра, 1970. – 280 с. 4 Логинов, Б.Г.. Руководство по кислотным обработкам скважин / Б. Г. Логинов, Л. Г. Малышев, Ш. С. Гарифуллин. – Москва : Недра, 1966. – 396 с. 5 Тухтеев, Р. М. Эффективность гипано-кислотных обработок скважин / Р. М. Тухтеев // Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений : Сб. науч. трудов ; Уфа – 1999. – С.150–156. 6 Бабалян, Г. А. К вопросу теории действия поверхностно-активных веществ (ПАВ) на процесс освоения скважин / Г. А. Бабалян // Вопросы технологии добычи нефти и бурения нефтяных скважин : Сб. науч. трудов ; Уфа – 1996. – №. 6. – С.15–17. 7 Дергач, С.Р. Использование ПАВ для интенсификации нефтедобычи при первичном и вторичном вскрытии пластов / С. Р. Деркач, Г. И. Берестова, Т.А. Мотылева // Вестник Мурманского государственного университета. – 2010. – Т.6, № 4–1. С. 784–792. 8 Лушпеев, В. А. Основы разработки нефтяных и газовых месторождений / В. А. Лупшеев, В. М. Мешков, Г. К. Ешимов. – Тюмень, 2011. – 245 с. 9 Сургучёв, М.Л. Применение мицеллярных растворов для увеличения нефтеотдачи пластов / М. Л. Сургучев, В. А.Шевцов, В. В. Сурина. – Москва : Недра, 1977. – 175 с. 10 Chang, Hong Gao. Microbes enhance oil recovery through various mechanisms / C. Hong, A. Zekri, K. El-Tarabily // Oil and Gas Journal. – 2009. – № 17. – Р. 39–43. 11 Сабахова, Г. И. Применение микробиологического воздействия для увеличения нефтеизвлечения / Г. И. Сабахова, К. Р. Рафикова, М. Р. Хисаметдинов // Нефть. Газ. Новации. – 2015. – № 4. – С. 24–30. 12 Бурже, Ж. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов / Ж. Бурже, П. Сурио, М. Комбарну. – Москва : Недра, 1989. – 422 с. 13 Усачев, П. М. Гидравлический разрыв пласта / П.М. Усачев. – Москва : Недра, 1986. – 165 с. 14 Васильев, В. А. Гидроразрыв пласта в горизонтальных скважинах / В. А. Васильев, А. Е. Верисокин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология, нефтегазовое и горное дело. – 2013. – № 6. – С. 101–110. 15 Гильмиев, Д. Р. Эффективность гидроразрыва пласта при рядной системе расстановки скважин / Д. Р. Гильмиев, А. Б. Шабаров // Вестник Тюменского государственного университета. Социально-экономические и правовые исследования. – 2013. – № 7. – С. 54–63. 16 Кудинов, А. И. Основы нефтепромыслового дела / А. И. Кудинов. –Ижевск : Удмуртский госуниверситет, 2008г. – 729 с. 17 Ловля, С. А. Торпедирование и перфорация скважин / С. А. Ловля, Л. А. Горбенко, Б. Л. Каплан. – Москва : Гостоптехиздат, 1959. – 248 с. 18 Дыбленко, В. П. Повышение продуктивности и реанимация скважин с применением виброволнового воздействия / В.П. Дыбленко, Р.Н. Камалов, Р.Я. Шариффулин, И.А. Туфанов. – Москва: Недра, 2000. – 381 с. 19 Ахметшин, Э. А. Опыт применения вибровоздействия на призабойную зону скважин / Э. А. Ахметшин, Р. М. Нургалеев, М. Р. Фазлутдинов // НТС. Текущая информ. Сер. Нефтепромысловое дело. – 1970. – № 8. – С. 43–48. 20 Кузнецов, О. Л. Применение ультразвука в нефтяной промышленности / О. Л. Кузнецов, С. А. Ефимова. – Москва : Недра, 1983. – 192 с. 21 Попов, А. А. Ударное воздействие на призабойную зону скважин / А. А. Попов. – Москва : Недра, 1990. – 157 с. 22 Садовский, М. А. Перспективы вибрационного воздействия на нефтяную залежь с целью повышения нефтеотдачи / М. А. Садовский, М. Т. Абасов, А. В. Николаев // Вестник АН ССР. – 1986.– №9. – С. 95–99. 23 Марфин, Е.А. Скважинная шумометрия и виброакустическое воздействие на флюидонасыщенные пласты : учебно–методическое пособие / Е. А. Марфин. – Казань: Изд-во Казанский университет, 2012. – 44 с. 24 Яковлев, А. Л. Техничесике средства для обработок скважин с использованием виброволнового воздействия. Скважинные генераторы колебаний / А. Л. Яковлев, Ю. А. Шамара, Е. Н. Даценко // Наука. Техника. Технологии. – 2016. – № 1. – С. 139–148. 25 Дыбленко, В. П. Волновые методы воздействия на нефтяные пласты с трудноизвлекаемыми запасами. Обзор и классификация / В. П. Дыбленко. – Москва : ОАО «ВНИИОЭНГ», 2008. – 80 с. 26 Крутин, В. Н. Механизм акустической интенсификации притоков нефти из продуктивных пластов / В. Н. Крутин // Каротажник. – 1998. – № 42. – С. 46–53. 27 Ганиев, Р. Ф. Нелинейная волновая механика и технологии. Волновые и колебательные явления в основе высоких технологий / Р. Ф. Соколов, Л. Е. Украинский. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Москва : Институт компьютерных исследований; Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2011. – 780 с. 28 Куликов, В. В. Моделирование импульсных воздействий на прискважинную зону нефтяного пласта / В.В. Кузьмин // Инженер–нефтяник. – 2008. – № 4. – С. 30–32. 29 Муслимов, Р. Х. Анализ эффективности термоволнового воздействия на Мордово–Кармальском месторождении / Р. Х. Муслимов, Ю. В. Волков // Бурение и нефть. – 2003. – № 1. – С. 18–22. 30 Мордвинов, А. А. Освоение эксплуатационных скважин : учебное пособие для вузов – Изд. 2-е, перераб. и доп. / А. А. Мордвинов. – Ухта: УГТУ, 2008. – 139 с. 31 Гадиев, С. М. Влияние вибрации на реологические свойства жидкостей / С. М. Гадиев, Е. З Рабинович, В. М. Карандашева // Азербайджанское нефтяное хозяйство. – 1981. – №1. – С. 43–46. 32 Дыбленко, В. П. Фильтрационные явления и процессы в насыщенных пористых средах при виброволновом воздействии / В. П. Дыбленко, И. А. Туфанов, Г. А. Сулейманов, А. П. Лысенков // Тр. Ин-та БашНИПИнефть.– 1989. – №80. – С.45–51. 33 Легаев, П. В. Разработка лабораторного стенда для моделирования и исследования параметров работы клапана гидродинамического скважинного генератора / П. В. Легаев, П. М. Кондрашов // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2014. – №6. – С. 58–80. 34 Пат. 2522195 Российская Федерация, МПК E 21 B 28/00, E 21 B 43/25. Устройство для гидроимпульсного воздействия на призабойную зону пласта / И. Н. Файзуллин, Р. Ф. Набиуллин, А. Р. Гусманов, Р. С. Губаев, Р. И. Садыков ; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина. – № 2013111557/03 ; заявл. 03.14.2013 ; опубл. 10.07.2014, Бюл. № 19. – 9 с. 35 Пат. 2263207 Российская Федерация, МПК E 21 B 43/25, F 04 В 47/00. Установка гидроимпульсная для освоения скважин / М. И. Галай, В. М. Никитин, А. Н. Герасимов, А. Г. Газаров ; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Когалымский научно исследовательский и проектный институт нефти (ООО "КогалымНИПИнефть"). – № 2004104593/06 ; заявл. 16.02.2004 ; опубл. 27.10.2005, Бюл. № 30. – 5 с. 36 Pat. 0060115010 A United States, Int/Cl E 21 B 43/25. Dual tubing pump for stimulation of oil-bearing formations / S. A. Kostrov ; assigne Applied Seismic Research Corporation/ – № 6015010 ; 18.01.2001. – 7 p. 37 Пат. UA74708 Украина, МПК E 21 B 43/25, E 21 B 37/06. Способ импульсно – волнового воздействия на призабойную зону скважины / Г. П Здольник, Ю. В. Верба. – № 2016203476/04 ; заявл. 26.04.2016 ; опубл 16.01.2016, Бюл № 42. – 8 с. 38 Пат. 2144440 Российская Федерация, МПК E 21 B 43/25, F 04 В 47/00. Способ возбуждения колебаний потока жидкости и гидродинамический генератор колебаний / В. П. Дыбленко, Е. Ю. Марчуков, В. И. Жданов, Р. Н. Камалов, И. А. Туфанов ; заявитель и патентообладатель Дыбленко Валерий Петрович. – № 98116022/28; заявл. 24.08.1998 ; опубл. 20.01.2000, Бюл. № 2. – 12 с. 39 Пат. 2144440 Российская Федерация, МПК F 15 B 21/12, B 06 B 1/18. Способ генерирования колебаний жидкостного потока и гидродинамический генератор таких колебаний / Р. Н Камалов. – № 2005104558/06 ; заявл. 21.02.2005 ; опубл. 10.04.2007, Бюл. № 10. – 8 с. 40 Pat. 3768520 United States, Int/Cl F 15 С 1/16. Fluidic high pressure hydraulic pulsator / R. Fabio ; assigne Westinghouse Electric Corporation. – № 241617 ; 06.04.1972. – 6 p. 41 Пат. 2511888 Российская Федерация, МПК F 15 B 21/12, B 06 B 1/18. Способ генерирования колебаний жидкостного потока и гидродинамический генератор колебаний для его осуществления / Р. Н Камалов, В. И. Жданов, А. П. Лысенков, В. Г. Базаров, М. Ф. Архипова, Г. А. Сулейманов, О. С. Белобокова ; заявитель и патентообладатель Камалов Рустэм Наифович , Жданов Владимир Игоревич, Лысенков Александр Петрович. – № 20131406589/06 ; заявл. 01.09.2013 ; опубл. 10.04.2014, Бюл. № 13. – 10 с. 42 Репульсин [Электронный ресурс] : научный блог про энергию вихря. – Москва, 2017. – Режим доступа : http://evgars.com/vr.htm 43 Пат.WO 2006/123924, МПК F 03 D 5/00. Способ и устройство вихревого преобразования потока / М. Поляков, Н. Полякова. – № 2006/0000003 ; заявл. 19.05.2005 ; опубл. 18.05.2006.– 24 с. 44 Пат. 2148185 Российская Федерация, МПК F 03 D 5/00. Ветроротор / Ю. М. Антонов; заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства. – № 98122297/06 ; заявл. 10.12.1998 ; опубл. 27.04.2000. – 5 с. 45 Pat. WO 2004/067957, Int/Cl F 03 D 3/06. A screw turbine device / J. Eielsen ;– № 2004/000026 ; 28.01.2004. – 15 p. 46 Пат. 2487262 Российская Федерация, МПК F 03 B 17/06. Турбинная установка / Й. И. Эйелсен ; заявитель и патентообладатель Флумилл АС, Норвегия. – № 20101133623/06 ; заявл. 19.01.2009 ; опубл. 10.07.2013, Бюл. № 6. – 9 с. 47 Pat. WO 2006/059094, Int/Cl F 03 B 17/06, F 03 D 3/00. Apparatus for the generation of power from a flowing fluid / M. Bowie ;– № 2005/004586 ; 30.11.2005. – 37 p. 48 Халатов, А. А. Теория и практика закрученных потоков / А. А. Халатов. – Киев : Наук. думка, 1989. – 190 с. 49 Ахметов, Ю. М. Особенности моделирования закрученного течения потока жидкости в замкнутом контуре вихревых устройств / Ю. М. Ахметов, Р. Р. Калимуллин, Р. Ф. Хакимов // Bестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2016. – №4. – С. 36–45. 50 Митрофанова, О. В. Гидродинамика и теплообмен закрученных потоков в каналах ядерно–энергетических установок : [монография] / О. В. Митрофанова. – Москва : Физматлит, 2010. – 287 с 51 Щукин, В. К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил / В. К. Щукин. – 2-е изд. , перераб. и доп. – Москва : Машиностроение, 1980. – 331 с. 52 Manglik, R. М. Visualization of Swirl Flows Generated / R. М. Manglik, С. А. Ranganathan // World Conf. оп Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. – 1997. – № 3. – Р. 1631–1636. 53 G. Nagel, Archimedean Screw Pump Handbook, Prepared for Ritz-Altro Pumpwerksbau GMBH Roding, Nurnberg, Germany, 1968. 54 Lee, C. An experimental investigation of the effects of turbulence generators attached to an axial swirler nozzle on mixing and combustion / С. Lee, C. Moon // Aerospace Science and Technology. – 2002. – № 6 (7). – P. 517–520. 55 Yehia, E. CFD insight of the flow dynamics in a novel swirler for gas turbine combustors / E. Yehia, K. Saqr, H. Aly, M. Jaafar // International Communications in Heat and Mass Transfer. – 2009. – № 36(9). – Р. 936–941. 56 Webb, R .Principles of Enhanced Heat Transfer / R. Webb //New York: John Wiley & Sons. – 1994. – 556 p. 57 Bergles, F. The Encouragement and Accommodation of High Heat Fluxes / F. Bergles // Proc. 2nd European Thermal-Sciences and 14th UIТ National Heat Transfer Conf. Rome, Italy. – 1996. 58 Karuppusamy, P. Design, Analysis of flow Characteristics of Catalytic Converterand effects of Backpressure on Engine Performance / Р. Karuppusamy, Dr. Senthil // International Journal of Research in Engineering & Advanced Technology. – 2013. – № 1(6). Р. 13-24. 59 Vanadzina, E. Electricity production as an effective solution for associated petroleum gas utilization in the reformed Russian electricity market / E. Vanadzina, O. Gore, S. Viljainen // Lab. Electricity Market and Power Systems Lappeenranta University of Technology Lappeenranta, Finland. –2015. 60 Bidmus, H.O. Heat-transfer analogy for wax deposition from paraffinic mixtures / H.O. Bidmus, A.K. Mehrotra, // Industrial & Engineering Chemistry Research. –2004. – № 43(3). – P. 791-803. 61 Edmonds, B. Simulat-ing wax deposition in pipelines for ow assurance / B. Edmonds, T. Moorwood, R. Szczepanski, X. Zhang // Energy Fuels. – 2008. – № 22. – P. 729–741. 62 Дунюшкин, И. И. Расчеты физико-химических свойств пластовой и промысловой нефти и воды : учеб. пособие для вузов / И. И. Дунюшкин, И. Т. Мищенко, Е. И. Елисеева 2004. - 446 с.
Отрывок из работы

1 Роль и проблемы повышения нефтеотдачи скважин 1.1 Классификация методов повышения нефтеотдачи Вопрос повышения нефтеотдачи скважин появился сразу же с началом добычи нефти и, по мере увеличения спроса потребителей всего мира в энергии, становится все более острым. В настоящее время средняя нефтеодача в мире составляет 30 %. Учитывая, какие экономические и трудовые вложения требуются для исследования, строительства и обустройства нефтяных месторождений, этот показатель несомненно мал. В процессе эксплуатации скважин происходит загрязнение пор и трещин продуктивного пласта асфальтосмолопарафинистыми частицами, солями, гидратами и другими отложениями, содержащимися в нефти. В скважинах, находящихся в бурении, каналы породы загрязняются промывочной жидкостью и буровым шламом, а также тяжелыми частицами самой породы. Из-за разницы давлений и действия капиллярных сил в пластах образуются застойные островки, в которых не происходит фильтрация нефти и пластовой воды. С увеличением времени добычи возрастает вязкость сырья. Все эти факторы уменьшают нефтеотдачу. Первые исследования в области искусственного воздействия на пласты для повышения их нефтеотдачи начались в начале 20 века, а в послевоенное время началось их активное внедрение на месторождениях мира. В СССР впервые законтурное заводнение произвели на Туймазинском месторождении в 1948 году. На Ромашкинском месторождении за счет применения внутриконтурного заводнение удалось увеличить нефтеотдачу пластов более, чем в два раза. До начала 70-х годов именно этот методом активно применялся и развивался в нашей стране. Затем начались активные исследования в области разработки новых методов – химических и тепловых, зарубежный опыт показывал их эффективность. В США, Канаде и Норвегии существовали государственные программы, направленные на поддержку исследований в области максимального извлечения нефти. В 1976 году вышло Постановление правительства СССР «О мерах по наиболее полному извлечению нефти из недр», которое определило объемы выпуска необходимых, для различных методов повышения нефтеотдачи материалов (химических реагентов и специального оборудования), было предусмотрено стимулирование предприятий, занимающихся проблемами повышения нефтеотдачи. В период последующего десятилетия добыча нефти с помощью различных методов интенсификации нефтеотдачи возросла более, чем в 3 раза. Наиболее крупными проектами в конце 80-х – начале 90-х годов явились работы по тепловому воздействию на пласты месторождений Усинское, Кенкияк, Каражанбас, Гремихинское и других, по физико-химическому воздействию на месторождениях Каламкас, Самотлорское, Ромашкинское и других, по газовому воздействию на месторождении Самотлор. В результате с 1986 по 1990 гг. добыча нефти за счет применения тепловых, газовых и химических методов увеличения нефтеотдачи в стране возросла с 6 млн т/год до 12 млн т/год. Современные ученые и нефтяники всего мира занимаются исследованиями в этой области, существует более 50 методов интенсификации нефтеотдачи. По принципу воздействия все методы делятся на физико-химические, механические, тепловые и комбинированные (рисунок 1). Рисунок 1 – Методы воздействия на пласт для повышения нефтеотдачи В настоящее время доле повышения нефтеотдачи за счет применения тепловых и газовых методов сотавляет 80%, все большее развитие получают виброволновые методы. Самое большое развитие и внедрение методов увеличения нефтеотдачи наблюдается в США, Канаде, Китае и Венесуэлле. В России по ка мало осущестляют повышение нефтеотдачи с помощью методов воздействия на пласт. Среди крупных проектов пилотные проекты воздействия на пласты для интенсификации нефтеотдачи можно выделить: по тепловому воздействию на пласты месторождения Усинское, Ярегское, Харьягинское, Катангли, Ашальгинское; по закачке углеводородного газа Восточно-Перевальное месторождение. 1.1.1 Физико-химические методы Физико-химические методы основаны на закачке в пласт реагента, который меняет свойства нефти и породы или растворяет парафиносмолистые отложения, закупорившие поры и трещины породы. Реагент выбирается в зависимости от свойств добываемого сырья, геологических условий. В среднем с помощью физико-химических методов можно увеличить нефтеотдачу на 5-10 %. К физико-химическим методам воздействия относится обработка кислотами. Применяют чаще всего водные растворы соляной, серной и фтористоводородной кислот. Кислоты вступают в реакцию с платовой водой, сопровождающуюся выделением теплоты. Снижается вязкость нефти, выделяется углекислый газ, увеличивающий объемный коэффициент воды, все это способствует увеличению притока сырья. Растворы кислот подаются на забой скважины под давлением, проникают в поры и трещины породы, растворяют парафино–смолистые и солевые отложений, продукты коррозии. За счет очищения каналов нефть свободно поднимается к забою скважины. Для более глубокого проникновения кислоты используют пенокислотную обработку. Популярно использование так называемой грязевой или глинокислоты представляющую собой смесь соляной и плавиковой кислот и используемую для обработки скважин, призабойная зона которых представлена терригенными породами - песчаниками или алевролитами. Весьма ценной особенностью грязевой кислоты является способность растворять глинистые включения, что дает возможность использовать ее для обработки глинизированных песчанников, удаления глинистой корки со стенок скважины, а также фильтрата глинистого раствора, попавшего в пласт в процессе бурения. Один из наиболее популярных методов – воздействие поверхностно-активными веществами. Происходит химическая реакция с органическими кислотами, растворенными в нефти, в результате снижается межфазное натяжение на границе нефти и породы, увеличивается подвижность нефти и она легче вытесняется водой. Для месторождений с повышенной вязкостью нефти применяют полимерное заводнение. С помощью полимеров увеличивают вязкость воды и повышают охват вытеснения нефти заводнением. Однако полимеры взаимодействуя с породой и цементом могут оседать на стенках каналов и забивать их, тем самым снижая фильтрацию пласта. При закачке в пласт щелочных растворов снижается межфазное натяжение между нефтью и раствором, образуется высоковязкая эмульсия способствующая повышению нефтеотдачи, изменяется смачиваемость породы.. Кроме того дополнительный эффект создается при взаимодействие щелочи и пластовой воды, которая содержит ионы магния и кальция, образуется осадок, способствующий увеличению объема заводнения пласта. Самый современный и наиболее эфеективный метод химического заводнения – заводнение мицелярными растворами. Мицеллярные растворы это эмульсии углеводородов, воды, нефтерастворимых поверхностно-активных веществ, содетергента (в основном это метиловый или бутиловый спирт, ацетон) и солей. Концентрация веществ в растворе подбирается в зависимости от свойств нефти, геологических и физических условий в скважине. По сравнению с вышеперечисленными растворами, мицелярные растворы смешиваются и с нефтью и с водой без межфазного разделения. При применении газовых методов в скважине происходит трансформация воздуха, естественные химические процессы, которые приводят к тому, что загрязняющие вещества растворяются или сгорают. Преимущества таких методов в их бюджетности и использовании естественной энергетики пласта. На некоторых месторождениях нефть вытесняют с помощью закачки в пласт углекислого газа. Часть углекислого газа растворяется в нефти, тем самым увеличивается ее объемный коэффициент, снижается вязкость и межфазное натяжение на границе с водой, увеличивается вязкость воды, все эти факторы способствуют вытеснению. Кроме того, углекислый газ растворяется в воде, а образовавшаяся при этом угольная кислота растворяет шламы, закупорившие поры и трещины пласта. Отдельно стоит выделить микробиологическое воздействие на пласт. В пласт внедряют микроорганизмы, их активность способствует образованию кислот, которые растворяю пробки и увеличивают проницаемость пласта, газа (метана, углекислого газа, азота и др.), увеличивающего подвижность нефти за счет снижения ее вязкости и растворителей, снижающих межфазное натяжение. Микробная активность способствуют улучшению свойств нефти. 1.1.2 Тепловые методы Тепловые методы повышения нефтеотдачи основаны на повышении температуры в призабойной зоне пласта и как следствие увеличении давления. Повышенная температура приводит к расплавлению шламов, засоривших каналы, и способствует интенсификации добычи. Тепловая обработка призабойной зоны скважины целесообразна при добыче тяжелых вязких нефтей или нефтей с высоким содержанием парафина и асфальтосмолистых компонентов, так как подвод тепла способствует разжижению сырья. При использовании тепловых методов можно повысить нефтеотдачу до 50 %. Самый популярный тепловой метод – нагнетание в пласт горячего пара. Иногда используют пароциклическую обработку скважин. Пар с помощью специальных установок нагнетают в пласт, происходит повышение давления в пласте, расширение пор, нефтеотдача увеличивается. При пароциклической обработке конденсат выдерживают в прогретом пласте, при этом происходит перераспределение пара и нефти, горячий пар вытесняет нефть из труднопроницаемых пор, тем самым создавая дополнительный эффект притока нефти. Закачка горячей воды применяется при больших глубинах залегания пласта, когда температура в пласте близка к температуре кристаллизации парафина. Вода закачивается в пласт при большом давлении и высокой температуре порядка 300оC, нефть растворяется в воде и ее приток увеличивается. Прогрев призабойной зоны осуществляют посредством спуска в пласт нагревательных устройств, однако это малоэффективно ввиду небольшого радиуса прогрева. Поэтому зачастую создают внутрипластовое горение. При сухом внутрипластовом горении нефть поджигают внутри пласта с помощью горелок, после образования устойчивого пламени закачивается кислород. Нефть вступает в окислительно-восстановительную реакцию с кислородом, сопровождающуюся выделением большого количества теплоты. Процесс становится непрерывным, так как образуется кокс, который способствует непрерывному горению, кроме того выделяется большое количество газа, он продвигается по пласту и способствуют вытеснению нефти. При влажном внутрипластовом горении вместе с окислителем закачивают воду, которая обладает большей теплоемкостью, чем кислород и способствует более быстрому переносу газа с помощью пара, образовавшегося в результате испарения. Тем самым радиус прогрева возрастает. 1.1.3 Механические методы Механические методы повышения нефтеотдачи обоснованы законами гидродинамики и волновой физики. Гидродинамические методы нацелены на увеличение объема проницаемости пласта, за проникновения воды и реагентов в малопроницаемые застойные участки. Среди гидродинамических методов различают заводнение, в том числе циклическое, гидравлический разрыв пласта, гидропескоструйную перфорацию, изменение направления фильтрационных потоков, форсированный отбор жидкости. Циклическое заводнение заключается в периодическом повышении и снижении объемов закачки воды в пласт или отбора воды из пласта. Это вызывает периодическое повышение и снижение давления, что приводит к перераспределению воды в пласте, выравниванию насыщения участков (вода переходит в нефтенасыщенные зоны, а нефть в заводненные). При форсированном отборе жидкости также создаются градиенты давления путем увеличения дебита скважин, что приводит к вовлечению в разработку застойных областей пласта. Суть гидравлического разрыва пласта заключается в уплотнении и расширении пор и трещин пласта и создании новых для прохождения по ним добываемого сырья. При гидроразрыве в пласт под давлением до 60 МПа закачивают жидкость. Рабочей жидкостью служит нефть, минерализованная или обессоленная вода, нефтепродукты и другие жидкости. В пласте образуются трещины, затем в них нагнетается песок, специальные шарики и другие компоненты, для того, чтобы трещины не сомкнулись после понижения давления. По этим трещинам нефть свободно движется к забою скважины При гидропескоструйной перфорации так же искусственно создается сеть трещин породы путем высокоскоростного потока песчано-жидкостных струй, вылетающих из насадок специального аппарата – пескоструйного перфоратора, прикрепленного к нижнему концу насосно–компрессорных труб. Далее по созданным трещинам нефть свободно поднимается к забою скважины. Направление фильтрационных потоков изменяют для вовлечения в разработку участков, не охваченных заводнением. Для этого останавливают закачку воды в определенные скважины и усиливают закачку в другие. К волновым методам относятся акустические, импульсно-ударные, виброволновые, вибросейсмические и дилатационно-волновые. Основываются все методы на создании упругих волн, воздействующих на пласт. Данные методами можно воздействовать на несколько скважин одновременно, они экологически безвредны. Акустические методы представляют собой воздействие упругими колебаниями, сформированными в призабойной зоне пласта. Генерация колебаний осуществляется с помощью специальных излучателей. Колебания воздействуют на пласт и способствую разрушению пробок, закупоривших поры и трещины пласта. Кроме того из-за диссипации акустической энергии повышается температура пласта, что снижает вязкость нефти и способствует ее интенсификации. Импульсно-ударные методы заключаются в создании ударной волны. К этой группе методов относится разрыв пласта давлением пороховых газов, виброфрак, стереофрак, воздействие гидроимпульсами, создаваемыми взрывами газообразных смесей, электрогидравлическое воздействие, ударное воздействие резким снятием давления с пакера или на устье скважины, создание управляемых депрессий и др. Импульсно-ударное воздействие осуществляется специальными устройствами, генерирующими мгновенные или периодические возмущения в пласте, также его можно осуществить обычным взрывом. Для этого в скважине помещают соответствующий заряд взрывчатого вещества и подрывают его. Обычно это тротил, нитроглицерин, гексоген или динамит. Ударная волна создает новые трещины и разрушает отложения солей и парафинов в уже имеющихся трещинах. В дальнейшем пульсация газового пузыря, образовавшегося из продуктов взрыва, обеспечивает вынос разрушенного осадка из каналов. Электрогидравлический метод повышения нефтеотдачи заключается в получении импульсов давления с помощью электрического пробоя скважинной жидкости между электродами скважинного устройства. Помимо электромагнитного излучения разряда и выделяющегося тепла, в скважинной жидкости образуются импульс давления, газопаровая полость и ее последующее пульсирующее схлопывание. Виброволновой метод осуществляется с помощью специальных устройств, основанных на энергии напора или закручивании потока жидкости. За счет колебаний давления жидкости различной частоты и амплитуды создаются волны, воздействие которых на пласт способствует вытеснению из трещин отложений и их очищению, а также созданию новых, кроме того увеличивается подвижность жидкости и улучшаются свойства нефти. Вибросейсмическое воздействие осуществляется с помощью аппаратов, расположенных на поверхности Земли или сейсмовибраторов, установленных в насосно-компрессорных трубах. При этом происходит резонансное взаимодействие колебательных фильтрационных процессов в водонасыщенных пластах с сейсмическими волнами, за счет чего улучшаются фильтрационные свойства породы, уменьшается смачиваемость породы, очищаются закупоренные поры и из пластовой жидкости выделяется газ. Сущность дилатационно-волнового метода заключается в возбуждении в пласте упругих колебаний, которые создаются в специальном хвостовике, расположенном на колонне насосно-компрессорных труб и передается в пласт путем откачивания жидкости с помощью штангового насоса. Происходит дилатация (разуплотнение) пород вокруг колонны насосно-компрессорных труб при ее опоре на породы в зумпфе через специальный хвостовик. 1.1.4 Комбинированные методы Зачастую для повышения эффективности воздействия на пласт используют комбинированное воздействие. При совмещении различных методов повышения нефтеотдачи достигается синергетический (сверхсуммарный) эффект, превышающий сумму эффектов, получаемых при их отдельном использовании. Все большее применение находит термоакустический метод. Волновое поле способствует увеличению теплопроводности пласта и увеличению глубины обработки, улучшает свойства добываемой нефти. Виброволновое воздействие часто сочетают с применением химических реагентов. Упругие колебания способствуют более сильному проникновению реагентов в пласт и увеличивает эффективность их воздействия. Известен термогазохимический метод повышения нефтеотдачи. При котором в пласте сгорает порох определенного состава, образующиеся при этом газы высокой температуры способствуют увеличению объема нефти и снижению ее вязкости. При подъеме газонефтяной смеси по трещинам происходит расплавление асфальтосмолопарафинистых отложений, уплотнение стенок каналов. Компания Novas Energy Services предложила новый способ воздействия на горизонтальные скважин – плазменно-импульсное воздействие (сочетание виброволнового и теплового методов). Оно увеличивает проницаемость призабойной зоны скважины и гидродинамическую связь нефтяного пласта с забоем за счет очистки старых и создания новых фильтрационных каналов. Благодаря этому происходит очищение порового пространства, формирование новых микротрещин в призабойной зоне скважины и в фильтрационных каналах пласта. Источник колебаний — генератор плазменно-импульсного воздействия. Он выделяет значительное количество энергии с высокой температурой (25000-28000°С) за короткий промежуток времени (50-53 мкс), формирует ударную волну с избыточным давлением, многократно превышающим пластовое. За счет технологических ограничений ударная волна распространяется направленно через перфорационные отверстия по профилю каналов. В окружающей среде создаются вынужденные периодические колебания со значительной амплитудой. Плазменно-импульсное воздействие происходит в естественных геологических условиях без добавок химических реагентов при любой обводненности скважины. Вызываемые в продуктивном пласте резонансные колебания позволяют очистить существующие и сформировать новые фильтрационные каналы на удалении более 1500 метров от очага воздействия. Кроме масштабного воздействия создание плазмы позволяет решать и локальные задачи по очистке призабойной зоны скважин. Для выбора наиболее эффективного для данного пласта метода повышения нефтеотдачи необходимо сначала оценить характеристики пласта и добываемой продукции. Главными факторами является глубина залегания пласта и геохимический состав породы, пластовой давление, температура, состав пластовой воды, вязкость нефти. Метод заводнения, в том числе с применением химических реагентов (за исключением полимеров) и закачка углекислого газа в пласт малоэффективны при высокой вязкости нефти, в таком случае лучше использование сочетания термических и других методов. Большое содержание глины в коллекторе (более 10%) исключает применение тепловых и физико-химических методов, в таком случае более рационально виброволновое воздействие. При высокой температуре пласта многие химические реагенты разрушаются (полимеры при температуре 80-90оС, кислоты при температуре 90-120 оС, щелочь активна до 200 оС). Если нефть малокислотна (менее 0,5 мг/г), то щелочное воздействие нецелесообразно. С точки зрения охраны окружающей среды некоторые способы повышения нефтеотдачи пластов небезопасны. В добывающих скважинах зачастую оседают неорганические соли, которые выводят из строя оборудования, способствуя его коррозии и отрицательно влияют на почву, солевые отложения увеличиваются при применении заводнения. При использовании тепловых методов в районах Крайнего Севера, где вечная мерзлота нарушается естественное состояние почвы, может привести к изменениям естественного ландшафта. Плюс для использования тепловых методов необходимо сжигать большое количество энергии, что также негативно влияет на экологию. Химические методы самые малоэкологичными из-за использования кислот, щелочей и химических реагентов, которые попадают в почву и пластовые воды. К самым экологичным методам специалисты относят использование воздуха и микроорганизмов, использование ультразвука, электромагнитное и волновое воздействие. 1.2 Современное оборудование для интенсификации добычи нефти Для осуществления методов повышения нефтеотдачи используется специальное оборудование. Современное оборудование для приготовления и закачки химичесих растворов или газа в пласт представляет собой многофункциональные мобильные комплексы, содержащие блок приготовления и поддержания растворов, насосный блок, для их закачки в пласт и блок автоматизированного управления процессом. Прогрев призабойной зоны проводят посредством спуска на забой скважин нагревательных устройств, горение внутри пласта инициируют с помощью горелок. Гидроразрыв пласта и гидропескоструйную перфорацию осуществляют с помощью комплекса оборудования, в который входят насосы, пакеры, якори, цистерны для подготовки и перемешивания рабочей жидкости и рабочего агента для сохранения рабочего сечения каналов (песка, специальных шариков и др.), скважинная устьевая арматура и другие вспомогательные устройства. Среди оборудования для волнового воздействия различают гидродинамические генераторы колебаний, электроискровые генераторы, инжекторы, другие мембранные и клапанные устройства, создающие дисперсии на пласт, магнитострикционные и пьезокерамические излучатели. ? 2 Виброволновое воздействие на пласт 2.1 Физические основы виброволнового воздействия на пласт Первые упоминания о попытках виброволнового воздействия на пласт появились еще в XIX веке. Вокруг нефтяных скважин США выкапывали траншей и помещали в них мешки с порохом. Затем траншеи закапывали и взрывали, после чего в скважинах увеличивался приток нефти. Кроме этого люди заметили, что дебит скважины значительно повышается при прохождении вблизи скважин тяжеловесных железнодорожных составов. Толчком к исследованиям в этой области послужили наблюдения, свидетельствующие о том, что после землетрясений резко увеличивалась нефтеотдача скважин. Было выявлено, что после сейсмических толчков изменяется пластовое давление и возрастает дебит скважин. Так, землетрясение в Южной Калифорнии в 1952 г. вызвало местами десятикратное повышение давления на устьях фонтанирующих скважин, которое держалось в течение более двух недель. На Новогрозненском месторождении во время землетрясений 1950 и 1955 гг., интенсивность которых достигала 6 – 7 баллов, происходило повышение пластовых давлений и добычи нефти. Во время Дагестанского землетрясения в 1970 г. добыча нефти повысилась на нефтяных залежах в радиусе более 200 км от эпицентра. Так, на одной из скважин Эльдаровского месторождения, расположенной в 220 км от эпицентра землетрясения, увеличение дебита составило более 900 т/сут. В начале прошлого века началось изучение виброволнового воздействия как метода повышения дебета нефтяных скважин. Испытание данного метода впервые было осуществлено в 1960-х годах. Сразу были получены хорошие результаты, доказывающие, что дальнейшее изучение и использование данного метода актуально. Испытания проводили как на нагнетательных, так и на добывающих скважинах. Изучения продолжились для выявления лучших характеристик вибраций, рентабельности использования данного метода в различных геологических условиях, при различных свойствах добываемой нефти, с точки зрения экономических затрат и других сопутствующих факторов. В 1960 годах прошлого века испытания в этой области начали проводить и в СССР. В скважину спускали различные забойные устройства и с помощью них генерировали упругие колебания. Самыми распространенными были генераторы, которые создавали колебания с помощью гидродинмического воздействия. В качестве рабочей жидкости выступала вода, нефть, растворы кислот, растворителей и поверхностно – активные вещества. Это, например, известные вибратор ГВЗ золотникового типа конструкции МИНГ, вставной пульсатор ПВ-54 клапанного типа конструкции ТатНИПИнефти. Так, по данным МИНГ за период с 1967 по 1985 г. с помощью вибратора ГВЗ-108 проведено около 6000 обработок скважин. Эффект от такого воздействия был заметен в среднем 1,5 года, успешность исследований составила 70 %.. Общий прирост добычи нефти по ним превысил более 5 млн. т, увеличение приемистости по нагнетательным скважинам 15 млн. м3 . По данным ТатНИПИ нефти, с использованием пульсаторов ПВ-54 за период 1984-1985 гг. обработано 100 нагнетательных скважин с успешностью 80%. Приемистость скважин увеличилась в среднем на 25 %. Однако, эффект от воздействия наблюдали значительно меньший, в среднем 2-3 месяца. Наряду с этим проводились исследования по генерации колебаний другими методами. В ИГД СО АН СССР проводились работы по разработке электромагнитного скважинного виброисточника работающего на электроэнергии, подводимой по кабелю с устья скважины. В особую группу выделили забойные ударно¬импульсные воздействия.
Условия покупки ?
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Служба поддержки сервиса
+7 (499) 346-70-XX
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg