Файл: Томский политехнический университет школа Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки.pdf

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Школа Инженерная школа природных ресурсов
Направление подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело
Отделение школы Отделение нефтегазового дела
БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА
Тема работы
ОБОСНОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И БОРЬБЫ С
СОЛЕОТЛОЖЕНЯМИ В ПОГРУЖНОМ ОБОРУДОВАНИИ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
УДК 622.276.72(571.1)
Студент
Группа
ФИО
Подпись
Дата
2Б6П
Червинский Владислав Юрьевич
Руководитель
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Деева Вера
Степановна к.т.н.
Консультант
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Старший преподаватель
Максимова Юлия
Анатольевна
КОНСУЛЬТАНТЫ:
По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Якимова Татьяна
Борисовна к.э.н.
По разделу «Социальная ответственность»
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Ассистент
Сечин Андрей
Александрович к.т.н.
ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ:
Руководитель
ООП
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Старший преподаватель
Максимова Юлия
Анатольевна
Томск – 2020

2
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Школа Инженерная школа природных ресурсов
Направление подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело
Отделение школы Отделение нефтегазового дела
УТВЕРЖДАЮ:
Руководитель ООП
_____ _______ ___________________
(Подпись) (Дата) (Ф.И.О.)
ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы
В форме:
Бакалаврской работы
(бакалаврской работы, дипломного проекта/работы, магистерской диссертации)
Студенту:
Группа
ФИО
2Б6П
Червинскому Владиславу Юрьевичу
Тема работы:
Обоснование и применение методов предупреждения и борьбы с солеотложениями в погружном оборудовании на месторождениях Западной Сибири
Утверждена приказом директора (дата, номер)
Срок сдачи студентом выполненной работы:
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ:
Исходные данные к работе
Тексты, таблицы и графические материалы отчетов и исследовательских работ, фондовая и научная литература, технологические регламенты, нормативные документы.
Перечень подлежащих исследованию,
проектированию и разработке
вопросов
Геологические условия формирования солеотложений.
Анализ источников и причин солеобразования.
Процесс формирования солевых отложений.
Осложнения в работе оборудования.
Анализ и обзор современных технологий предупреждения солеотложений.
Постоянное дозирование ингибитора в затрубное пространство скважины индивидуальной дозирующей установкой.
Дозирование ингибитора с помощью устьевых дозаторов в заданную точку по капилляру.
Технология периодического дозирования в затрубное пространство скважины.
Применение погружных скважинных контейнеров с реагентами.
Современный подход к усовершенствованию

3 технологий с применением ингибитора солеотложений.
Опыт применения ингибиторов для предотвращения отложений солей и коррозии нефтепромыслового оборудования.
Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы:
Раздел
Консультант
Анализ условий и критериев образования отложений неорганических солей в процессе добычи нефти
Максимова Юлия Анатольевна
Анализ современных технологий и технических приспособлений для борьбы с солеотложениями
Максимова Юлия Анатольевна
Комплексный подход борьбы с солеотложениями
Максимова Юлия Анатольевна
Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
Якимова Татьяна Борисовна
Социальная ответственность
Сечин Андрей Александрович
Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном
языках:
Анализ условий и критериев образования отложений неорганических солей в процессе добычи нефти
Анализ современных технологий и технических приспособлений для борьбы с солеотложениями
Комплексный подход борьбы с солеотложениями
Социальная ответственность
Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
Дата выдачи задания на выполнение выпускной
квалификационной работы по линейному графику
Задание выдал руководитель:
Руководитель
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Деева Вера
Степановна к.т.н.
Консультант
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Старший преподаватель
Максимова Юлия
Анатольевна
Задание принял к исполнению студент:
Группа
ФИО
Подпись
Дата
2Б6П
Червинский Владислав Юрьевич

4
Планируемые результаты обучения
№
Результаты обучения
Требования ФГОС,
критериев и/или
заинтересованных сторон
1 2
3
Р1
Применять базовые естественнонаучные, математические, инженерные и специальные технические знания для решения прикладных инженерных задач, соответствующих профилю подготовки (в нефтегазовом секторе экономики)
Требования ФГОС ВО ОК-
1, ОК-3, ОК-8, ОК-9,
ОПК-1, ППК-2, ППК-3,
ППК-4, ППК-5, ППК-6,
ППК-7, ППК-11
Р2
Применять базовые профессиональные знания в области современных нефтегазовых технологий для решения
междисциплинарных инженерных задач нефтегазовой отрасли
Требования ФГОС ВО ОК-
1, ОК-3, ОК-6, ОК-7, ОПК-
1, ППК-3, ППК-4, ППК-6
Р3
Планировать и проводить аналитические и экспериментальные исследования с использованием новейших достижений науки и техники, уметь критически оценивать результаты и делать выводы, полученные в
сложных и неопределённых условиях;
Требования ФГОС ВО ОК-
6, ОК-8, ОПК-2, ППК-4,
ППК-6
Р4
Проявлять осведомленность о передовых знаниях и
открытиях в области нефтегазовых технологий с учетом
передового отечественного и зарубежного опыта, уметь
использовать новые знания при обучении сотрудников
Требования ФГОС ВО ОК-
1, ОК-3, ОПК-1, ОПК-3,
ППК-4, ППК-6
Р5
Внедрять в практическую деятельность инновационные
подходы для достижения конкретных результатов
Требования ФГОС ВО ОК-
4, ОПК-6, ППК-4, ППК-5,
ППК-6, ППК-11
Р6
Управлять
технологическими
процессами, эксплуатировать и обслуживать
оборудование
нефтегазовых объектов, обеспечивать их высокую
эффективность, соблюдать правила охраны здоровья и
безопасности труда, выполнять требования по защите
окружающей среды
Требования ФГОС ВО ОК-
3, ОК-4, ОК-9, ОПК-5,
ППК-1, ППК-2, ППК-3,
ППК-5, ППК-6, ППК-7,
ППК-8, ППК-9, ППК-11
Р7
Быстро ориентироваться и выбирать оптимальные
решения в многофакторных ситуациях, владеть методами и средствами математического моделирования
технологических процессови объектов
Требования ФГОС ВО ОК-
5, ОК-6, ОК-5, ОПК-4,
ППК-3, ППК-4, ППК-7,
ППК-10
Р8
Эффективно использовать любой имеющийся арсенал технических средств для максимального приближения к поставленным производственным целям при разработке и
реализации проектов
Требования ФГОС ВО
ОПК-5, ППК-2, ППК-3,
ППК-4, ППК-8, ППК-9
Р9
Эффективно работать индивидуально, в качестве члена и
руководителя команды, умение формировать задания и
оперативные планы всех видов деятельности, распределять обязанности членов команды, готовность нести
ответственность за результаты работы
Требования ФГОС ВО ОК-
1, ОК-3, ОК-6, ОК-8, ОПК-
6, ППК-2, ППК-5, ППК-7,
ППК-10, ППК-11
Р10
Самостоятельно учиться и непрерывно повышать
квалификацию в течение всего периода профессиональной деятельности
Требования ФГОС ВО ОК-
1, ОК-3, ОК-6, ОК-7,
ОПК-2, ППК-3, ППК-4,
ППК-6, ППК-8, ППК-10

5
Обозначения, определения и сокращения
ПЗП – призабойная зона пласта;
НКТ – насосно-компрессорные трубы;
ПАВ – поверхностно-активные вещества;
ЭПО – электропогружное оборудование;
ОМС – отложения минеральных солей;
УЭЦН – установка электроприводного центробежного насоса;
ГФ – газовый фактор;
ПСК – погружной скважинный контейнер;
ТМС – телеметрическая система;
ОПИ – опытно-промышленные испытания;
УДЭ – установка дозировочная электронасосная;
БРХ – блок реагентного хозяйства;
ТКРС – текущий капитальный ремонт скважин;
ИСТ – ингибитор солеотложений;
НТФ - нитрилотриметилфосфонат;
ПФКК - полифосфинокарбоновая кислота;
ЭДТМФ – этилендиаминтетра (метиленфосфонат);
ДЭТАПФ – диэтилентриаминопента (метиленфосфонат);
ОЭДФК - оксиэтилидендифосфоновая кислота;
ГРП – гидравлический разрыв пласта;
УДЭ – установка дозирования электронасосная;
ЗУМПФ – зона успокоения механических примесей флюида;
КСУ – контейнер скважинный универсальный:
КСШ – контейнер скважинный со шнеком;
КСТР – контейнер скважинный с твёрдым реагентом;
КСКР – контейнер скважинный с капсулированным реагентом;
ППД – поддержание пластового давления;
СНО – средняя наработка на отказ;

6
СПО – спускоподъемные операции.

7
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа 133 страниц, в том числе 45 рисунков, 28 таблиц. Список литературы включает 23 источника. Работа содержит 6 приложений.
Ключевые слова: призабойная зона, пласт, порода, скважина, солеотложения, ингибитор солеотложения, ингибиторная защита, технологии защиты внутрискважинного оборудования.
Объектом исследования являются осложнения солеотложения, возникающие при эксплуатации нефтяных скважин и методы их предотвращения.
Цель исследования – анализ методов и технологий защиты внутрискважинного оборудования от осложнений минеральными солями на месторождениях Западной Сибири.
Цель работы – технологическое обоснование и анализ применения методов предотвращения отложений солей на месторождениях Западной Сибири.
В процессе исследованияизучались негативные влияния солеотложений на работу глубинно-насосного оборудование, рассматривались наиболее популярные технологии подачи ингибитора в скважину, а также рассмотрена методика подбора ингибитора.
В результате исследования выявлен наиболее эффективный метод защиты погружного оборудования от отложения солей.
Экономическая значимость данной работы заключается во внедрении технологии борьбы с отложениями солей путем закачки в скважину и пласт ингибитора.
В работе уделено внимание изучению вредного влияния производственных факторов и обоснование мероприятий по их устранению.
Также описана техника безопасности и охрана окружающей среды.

8
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................................... 10 1
АНАЛИЗ УСЛОВИЙ И КРИТЕРИЕВ ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ДОБЫЧИ НЕФТИ ............................................ 11 1.1
Геологические условия формирования солеотложений ............................................... 13 1.1.1
Минерализация пластовых вод........................................................................................ 14 1.1.2
Образование карбонатных солей ..................................................................................... 14 1.1.3
Образование сульфатных солей ...................................................................................... 18 1.1.4
Образование хлористых солей ........................................................................................ 20 1.2
Анализ источников и причин солеобразования ......................................................... 21 1.3
Процесс формирования солевых отложений ............................................................. 23 1.3.1
Идентификация солевых отложений .............................................................................. 27 1.4
Осложнения в работе оборудования ............................................................................... 30 2
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
ДЛЯ БОРЬБЫ С СОЛЕТЛОЖЕНИЯМИ ...................................................................................... 36 2.1
Анализ и обзор современных технологий предупреждения солеотложений ............. 36 2.1.1
Физические методы .......................................................................................................... 37 2.1.2
Технологические методы ................................................................................................. 39 2.1.3
Химические методы .......................................................................................................... 43 2.1.4
Методика подбора ингибиторов ...................................................................................... 48 2.1.5
Выбор технологии предупреждения, прогнозирования солеотложения, и подбора погружного оборудования в программном комплексе RosPump ........................................... 50 2.2
Постоянное дозирование ингибитора в затрубное пространство скважины индивидуальной дозирующей установкой ............................................................................... 62 2.3
Дозирование ингибитора с помощью устьевых дозаторов в заданную точку по капилляру ..................................................................................................................................... 65 2.4
Технология периодического дозирования в затрубное пространство скважины....... 66 2.5
Применение погружных скважинных контейнеров с реагентами ............................... 70 2.6
Современный подход к усовершенствованию технологий с применением ингибитора солеотложений ............................................................................................................................ 77 2.6.1.
Технология задавливания ингибитора в пласт (технология SQUEEZE) ..................... 78 2.6.2
Технология дозирования ингибитора солеотложений через систему поддержки пластового давления ................................................................................................................... 80 2.6.3
Технология введения ингибитора с жидкостью гидравлического разрыва и проппантом (технология ScalFrac и ScaleProp)........................................................................ 83 2.7
Опыт применения ингибиторов для предотвращения отложений солей и коррозии нефтепромыслового оборудования ........................................................................................... 85

9 3
КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К БОРЬБЕ С СОЛЕОТЛОЖЕНИЯМИ В ПРОЦЕССЕ
НЕФТЕДОБЫЧИ ............................................................................................................................. 88 4
ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ............................................................................................................... 94 4.1
Сущность и организация проведения мероприятия ...................................................... 94 4.2
Расчет сметы затрат на проведение мероприятия ......................................................... 94 4.3
Расчет себестоимости дополнительной добычи нефти ................................................. 97 4.4
Расчет годового экономического эффекта ..................................................................... 99 5
СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ............................................................................. 104 5.1
Анализ вредных производственных факторов............................................................. 105 5.2
Анализ опасных производственных факторов............................................................. 107 5.3
Охрана окружающей среды ........................................................................................... 109 5.4
Защита в чрезвычайных ситуациях ............................................................................... 112 5.5
Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности.......................... 114
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................................................................. 117
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ......................................................................... 118

10
ВВЕДЕНИЕ
На месторождениях Западной Сибири часто сталкиваются с проблемой солеотложения в погружном оборудовании. Проблеме солеотложения уже больше 50 лет, и первые методики прогнозирования солеотложений относятся к
60-м годам прошлого века. Создаются и совершенствуются методики и сегодня.
Проблема солеотложения является постоянным спутником процесса добычи нефти как на начальном, так и на завершающем этапе разработки месторождения. Несмотря на различные причины солеотложения в зависимости от стадий разработки, его последствия одинаково негативно влияют на процесс нефтедобычи. Выпадение солей в призабойной зоне пласта добывающих скважин снижает их продуктивность и дебит. Солеотложение на погружном электродвигателе, рабочих колесах УЭЦН, приводит к снижению наработки на отказ насосного оборудования, вызывая его преждевременный ремонт или замену. Появление этой проблемой характеризуется многими факторами, но в большей степени это происходит из-за смешения в пласте несовместимых типов вод, вода, добываемая попутно с нефтью – главный источник выделения солей в виде твёрдой фазы. Нефтяным месторождениям Западной Сибири наиболее свойственно солеобразование кальцита, барита и целестина.
Вопросы поддержания скважин эксплуатационного фонда в работоспособном состоянии имеют очень важное значение. Одной из мер повышения работоспособности скважин и увеличения межремонтного периода работы установок – является борьба с солеотложениями.