Файл: Сбор и подготовка скважинной продукции введение.pdf

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 1
СБОР И ПОДГОТОВКА СКВАЖИННОЙ
ПРОДУКЦИИ
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания и контрольные задания для студентов заочников по учебной дисциплине "Сбор и подготовка скважинной продукции" составлены в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 0906 "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений" (регистрационный номер
12-0906-Б), утвержденными 16.05.2002 г., и с примерной программой дисциплины.
Учебная дисциплина "Сбор и подготовка скважинной продукции" является дисциплиной специального цикла в структуре основной профессиональной образовательной программы по специальности 0906 "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", которая предусматривает изучение технологической цепочки движения нефти, газа и воды от устья скважины до конечного пункта на месторождении и получение товарной продукции, а также принципов действия установок и оборудования.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать: системы сбора и внутрипромыслового транспорта нефти и газа; методы измерения продукции скважин; конструкцию и принцип действия сепараторов, промысловых трубопроводов, установок комплексной подготовки нефти, резервуаров, установок по подготовке воды; технологию подготовки скважинной продукции;
уметь: составлять технологические схемы работы промысловых уст ановок; произодить расчеты отдельных агрегатов; установок и трубопроводов.
Дисциплина базируется на знаниях, полученных при изучении таких дисциплин как "Нефтегазопромысловое оборудование", "Эксплуатация нефтяных и газовых скважин", "Автоматизация производства", "Охрана труда",
"Разработка нефтяных и газовых месторождений", "Экологические основы природопользования", "Материаловедение", "Гидравлика" имеющими прямое отношение к технологии и технике сбора и подготовки нефти и газа.
При самостоятельном изучении дисциплины предусматривается проработка всех тем программы с обязательным составлением конспекта, в котором кратко излагаются основные положения, определения, формулы, схемы и т. д.

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 2
Теоретические части программы следует закрепить выполнением практических работ и решением задач, степень усвоения учебного материала проверить с помощью вопросов для самоконтроля. Поэтому цель данных методических указаний показать, какие темы, в какой последовательности изучать, на что обратить внимание, дать методику решения, задач.
Программа учебной дисциплины рассчитана на 70 часов, из них 20 часов практических занятий.
В соответствии с учебным планом предусмотрено выполнение студентами одной контрольной работы.
2. ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Наименование тем
Количество аудиторных часов при очной форме обучения
Всего
В том числе практические занятия
Введение
2
Тема 1. Системы сбора и внутрипромыслового транспорта нефти и газа
6
Тема 2. Измерение количества нефти, газа и воды по скважинам
4
Тема 3. Сепарация нефти от газа
12 4
Тема 4. Промысловые трубопроводы
10 6
Тема 5. Подготовка нефти
12 4
Тема 6. Нефтяные резервуары и насосные станции
8 2
Тема 7. Подготовка сточных вод к утилизации
4
Тема 8. Сбор и подготовка нефтяного и природного газа
12 4
Всего по дисциплине:
70 20

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 3
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДЦСЦИПЛИНЫ
И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Развитие нефтяной и газовой промышленности на современном этапе.
Основные требования, предъявляемые к организации сбора и подготовки нефти, газа и воды. Перспективы развития техники и технологии сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды на месторождениях.
Содержание и задачи дисциплины, и ее роль в подготовке техников, связь с другими изучаемыми дисциплинами.
Литература: 7, с. 3; 1О; с. 6... 17; журналы нефтяной и газовой
промышленности.
Методические указания
Топливно-энергетический комплекс России (ТЭК) охватывает все процессы добычи и переработки топлива (топливные отрасли промышленности), производство 4 электроэнергии, ее транспортировку и распределение.
Топливно - энергетический комплекс России является одной из основ ее экономики. Развитие нефтяной и газовой промышленности - ведущей в топливной отрасли - всегда обеспечивало развитие и рост экономики страны.
Это и бесперебойное стабильное снабжение внутреннего рынка нефтью, газом и продуктами их переработки, и поступление в бюджет страны налогов от деятельности нефтяных компаний, и поступление в бюджет страны валюты от экспорта нефти и газа.
В истории развития самой нефтяной и газовой промышленности России можно выделить несколько этапов. Каждый этап со своими особенностями и временными рамками подробно описан в рекомендованной дополнительной литературе [10]. Студентам следует ознакомиться с каждым этапом развития нефтяной и газовой промышленности, уделяя внимание современному периоду, а также вопросам:
- годовые объемы добычи нефти и газа;
- современное состояние разведанных запасов нефти и газа;
- стуктура нефтяной промышленности России и РАО "Газпром”;
- состав крупнейших нефтяных и газовых компаний и их вклад в добычу нефти и газа;
- перспективы развития топливной отрасли и др.
В связи с тем, что нефтяная промышленность России характеризуется все менее благоприятными показателями своего развития из-за роста обводненности нефти, сложного химического состава флюидов и истощения

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 4 залежей, системы сбора и транспорта нефти и газа требуют изыскания наилучших и более эффективных технологий и технических средств.
Современные системы сбора и подготовки продукции скважин предусматривают снижение капитальных затрат и эксплуатационных расходов за счет:
- совершенствования и упрощения систем сбора и транспорта нефти и газа;
- сокращения потерь нефтяного газа;
- использования естественной пластовой энергии и устьевого давления для транспорта нефти и газа;
- совмещения различных технологических процессов в одних аппаратах; и др.
В настоящее время на нефтяных промыслах России используются различные варианты унифицированных технологических схем сбора и подготовки нефти, газа и воды, в основу которых положена индустриализация обустройства всех технологических объектов, а именно заводское изготовление всего оборудования в блоч но-комплектном исполнении. Разработан ряд принципиально новых герметизированных систем совместного транспорта нефти и газа как в двухфазном, так и в однофазном состояниях на большие расстояния. Это позволило внести коренные изменения в установившиеся традиции при обустройстве новых нефтяных месторождений и значительно улучшить технико-экономические показатели нефтепромыслового хозяйства в
«делом.
Опыт эксплуатации этих систем и результаты технико-экономического анализа показывают, что эти системы совместного транспорта нефти и газа получат в перспективе еще более широкое распространение.
- замерная установка
- дожимная насосная станция (ДНС);
- газосборная сеть (ГСС);
- установка предварительного сброса пластовой воды (УПСВ);
- кустовая насосная станция (КНС);
- установка подготовки воды;
- установка комплексной подготовки нефти;
- нагнетательная скважина.

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 5
I - продуктивный пласт; 2 - насос; 3 - НКТ; 4 - обсадная колонна; 5 - устье добывающей скважины; 6 - ГЗУ; 7 - КНС; 8 - УПСВ; 9 - ДНС; 10 - газосборная сеть; 11 - нефтесборный коллектор; 12 -УКПН; 13- узел подготовки воды; 14 - нагнетательный трубопровод; 15 - обсадная колонна нагнетательной скважины; 16 - НКТ; 17 - пакер; 18- пласт
Рисунок 1 - Схема сбора и подготовки продукции на промысле
Заключительным звеном в любой системе сбора является централизованный пункт сбора нефти, где проводится полная подготовка (разгазирование, обезвоживание, обессоливание, стабилизация) и доведение нефти до товарной кондиции.
При изучении материала обратите внимание на основные положения и требования по охране природы, которые предъявляются к системам сбора. При добыче нефти на 8 поверхность вместе с ней извлекаются большие объемы высокоминерализованной воды, в нефтяном газе могут содержаться вредные для здоровья людей и окружающей живой природы сероводород и углекислый газ. Сброс пластовой воды в открытые водоемы и реки может привести к нарушению экологического равновесия природного комплекса, поэтому извлеченную на поверхность пластовую воду после соответствующей подготовки (очистки от мехлримесей, эмульгированной нефти) закачивают в пласт через нагнетательные скважины.

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 6
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимают под сбором и системой сбора продукции скважин?
2. Какие факторы влияют на выбор системы сбора? Назовите разновидности систем сбора, их особенности.
3. В чем сущность унифицированной технологической схемы сбора и подготовки скважинной продукции? Какие узлы-установки она включает, в чем ее преимущество? 4. В чем заключается особенность системы сбора высоковязких, парафинистых, сероводородосодержащих нефтей?
5. Какие преимущества и недостатки имеют герметизированные системы сбора нефти, газа и воды?
6. Назовите факторы, загрязняющие окружающую среду и недра при сборе, транспортировании и подготовке нефти.
7. Из каких элементов состоят современные системы сбора транспорта и подготовки нефти, газа и воды?
8. Какие мероприятия проводятся на промыслах по сокращению потерь нефти и газа?

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 7
Тема 2. Измерение количества нефти, газа и воды по скважинам
Студент должен:
знать: значение измерения продукции скважин, дебиты скважин, оборудование и принцип работы групповых замерных установок;
уметь: составлять принципиальные технологические схемы групповых замерных установок и пользоваться ими.
Значение измерения продукции скважин. Массовый и объемный дебиты скважин и зависимость между ними. Старые методы измерения продукции скважин. Блочные автоматизированные замерные установки типа "Спутник", их устройство, технологические схемы и условия применения. Измерение расхода газа и жидкости (нефти, воды) непосредственно в трубопроводе.
Литература: 1, с 22.,.32; 2, с 13...17; 6 с. 402...411; 9, с. 330...339; 11, с.
259...263.
Методические указания
Измерение продукции отдельных скважин на месторождениях является важным процессом для анализа разработки нефтяных месторождений и необходимо для установления оптимального режима работы скважины; суммарного учета количества извлекаемых флюидов по месторождению в целом; выбора типоразмера и расчета количества необходимого оборудования на установках подготовки нефти; анализа динамики разработки нефтяного месторождения; контроля и регулирования за продвижением водонефтяного и газонефтяного контактов.
Дебиты скважин на разных нефтегазодобывающих предприятиях измеряются поразному. Наиболее распространенным, простым, достаточно точным способом является объемный.
В настоящее время на промыслах для замера дебитов скважин широко применяются блочные .автоматизированные замерные установки БАЗУ типа "Спутник" различных модификаций. Используя рекомендованную основную и дополнительную литературу изучите вопросы: назначение замерных установок
БАЗУ типа "Спутник" и их разновидности, устройство установки и принципиальную схему ее работы; техническую характеристику различных типов установок и условия их применения. Изучая техническую характеристику современных БАЗУ "Спутник”, таких как "Спутник А 16- 14-
400 , Спутник AM 25-10-1500", "Спутник Б-40-14-500” и другие, обратите внимание на такие параметры, как количество подключаемых скважин, рабочее давление, пределы измерения по жидкости, погрешность измерения и др., так как по этим параметрам разные типы БАЗУ "Спутник" отличаются

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 8 друг от друга. Наряду/с групповыми замерными установками на нефтяных промыслах применяются и индивидуальные: счетчик камерный жидкостной
(СКЖ), измерительная транспортабельная установка АСМА-Т, малогабаритная передвижная установка У МИ - ОЗНА и др.
Одной из получивших широкое распространение индивидуальных замерных установок является АСМА-Т. Принцип действия установки основан на цикличном прямом взвешивании нефтегазожидкостной смеси скважины в единицах массы. Принципиальная схема подключения установки АСМА-Т приведена на рисунке 2.
1 - перепускной клапан; 2 - выкидная линия; 3 - клапан; 4 - пробоотборник; 5 - кабельная линия.
Рисунок 2 - Схема подключения установки АСМА-Т к скважине
Установка состоит из технологического и аппаратурного отсеков» смонтированных на базе автомобиля повышенной проходимости. Установка работает следующим образом. Нефтегазожидкостная смесь от скважины по съемному трубопроводу через фильтр поступает в измерительную емкость, расположенную в технологическом отсеке, в котором происходит сепарация газа, накопление жидкости и измерение массы этой жидкости вместе с самой измерительной емкостью. Далее эта масса через подвеску создает давление в полости измерительной панели, которое преобразуется в унифицированный токовый сигнал, а токовый сигнал в блоке контроля и управления преобразуется в единицы массы. При достижении жидкостью верхнего фиксированного уровня по команде станции управления открывается гидравлический клапан и жидкость из емкости откачивается насосом в выкидной коллектор.
Установка работает с погрешностью по жидкости до 2%; позволяет замерять дебиты скважин от 0,1 до 20 т/сут, является мобильной; позволяет вычислить среднесуточный дебет скважины по нефти, определить обводненность, то есть имеет массу преимуществ перед другими.
С 1990 года для замера дебетов скважин на промыслах успешно применяются счетчики камерные жидкостные (СКЖ), которые имеют широкую географию распространения. Счетчик может быть установлен на устье добывающей

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 9 скважины, на узле учета нефти и может быть использован для модернизации существующих БАЗУ типа "Спутник". Измерение массы жидкости, проходящей через счетчик, прямое и не требует отделения газа; диапазон измеряемого дебита от 0,5 кг до 120 т в сутки. Устройство и схему работы
СКЖ можно рассмотреть на примере СКЖ-120-40.
Рисунок 3 - Счетчик жидкости СКЖ-120-40
/ - корпус; 2 - коллектор; 3 - измерительная камера; 4 - ось; 5 - груз; 6 - ограничитель;
7 - датчик импульсов; 8 – сопло
Рисунок 4 - Устройство СЮК

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 10
СКЖ состоит из камерного преобразователя расхода и блока вычисления массы. Нефтегазовая смесь поступает в камерный преобразователь расхода
(рисунок 4) и поочередно заполняет расположенные в нем измерительные камеры. После заполнения одной из камер до величины, превышающей условие уравновешивания грузов, она опрокидывается - заполняется вторая.
Количество опрокидываний измерительных камер через магнито-импульсный датчик преобразовывается в электрические импульсы. Блок вычислителя принимает эти импульсы, обрабатывает и отображает на цифровом индикаторе.
Для замера дебитов скважин на нефтяных промыслах используются разные типы установок, причем все они непрерывно модифицируются и совершенствуются. Изучить принципиальные схемы установок и их отличительные особенности поможет дополнительная литература [9].
Вопросы для самоконтроля
1 - С какой целью производят замер дебитов скважин?
2. Какие групповые замерные установки Вы знаете?
3. Из каких блоков состоит БАЗУ "Спутник"? Перечислите основные узлы технологического блока и их назначение.
4. С какой целью в БАЗУ "Спутник" установлен сепаратор?
5. Техническая характеристика замерной установки "Спутник". Приведите примеры условного обозначения БАЗУ "Спутник”.
6. Какие индивидуальные замерные установки Вы знаете?
7. Из каких отсеков состоит установка АСМА-Т? Каков порядок ее работы?
8. Из каких блоков состоит счетчик СКЖ? Каков порядок ее работы?
9. Какой способ замера продукций скважин наиболее точный и почему?

ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», Пермский край, г. Чернушка
СДО Moodle
Страница | 11
Тема 3. Сепарация нефти от газа
Студент должен:
знать: назначение сепараторов, их конструкцию и принцип действия; оборудование и работу сепарационных установок;
уметь: производить расчеты сепараторов, составлять технологические схемы сепарационных установок и пользоваться ими. Основное назначение нефтегазовых сепараторов. Сепараторы, их типы, конструкция и принцип действия. Выбор оптимального числа ступеней сепарации.
Сепарационные установки типа УБС. Сепарационные установки с насосной откачкой типа БН. Сепарационные установки с предварительным сбросом пластовой воды типа УПС и др.
Расчет нефтегазовых сепараторов на пропускную способность по газу и жидкости. Механический расчет сепараторов. Охрана окружающей среды при эксплуатации сепарационных установок.
Практическое занятие №1.
Литература: 1, с. 33...56; 2, с. 17...29: 4, с. 87... 103; 6, с. 412...426; 11, с.
269...270.
Методические указания
Из нефтяной скважины извлекается сложная смесь, состоящая из нефти, попутного газа, пластовой воды и механических примесей. В таком виде транспортировать продукцию скважины нельзя. Во-первых, вода - это балласт, перекачка которой не приносит прибыли; во-вторых, в трубопроводах образуются высоковязкие эмульсии; в третьих, минерализованная пластовая вода вызывает ускоренную коррозию трубопроводов. Поэтому, продукция скважины подлежит разделению на нефть, газ и воду. Основным оборудованием для этого служит сепаратор, а процесс разделения называется сепарацией.
Приступая к изучению материала данной темы нужно, в первую очередь, рассмотреть вопросы: назначения нефтегазовых сепараторов, их место в системе сбора и подготовки скважинной продукции, классификацию. Далее, на примере сепаратора вертикального типа, изучить его секции и принцип работы. При этом обратите внимание на показатели, характеризующие эффективность работы сепаратора и степень его с 13 технического совершенства.
Затем следует изучить сепараторы разных типов: гидроциклонные, сепараторы первой ступени, концевые - обращая внимание на схему, принцип действия,