2763.Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти и газа
..pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Д.А. Мартюшев, А.В. Лекомцев
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ГАЗА
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2017
1
УДК 622.276 М29
Рецензенты:
канд. техн. наук, доцент П.Ю. Илюшин (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);
канд. техн. наук, заместитель директора по научной работе в области геологии И.С. Путилин
(Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть»)
Мартюшев, Д.А.
М29 Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти и газа : учеб. пособие / Д.А. Мартюшев, А.В. Лекомцев. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2017. – 436 с.
ISBN 978-5-398-01721-2
Изложены основные положения геологии и разработки месторождений нефти и газа. Рассмотрены виды, технология и техника добычи нефти и газа, применяемое оборудование. Раскрыты основные виды и последовательность работ, выполняемых оператором по добыче нефти и газа. Освещены вопросы сбора и подготовки нефти, контроля за процессами обслуживания нефтепромыслового оборудования, охраны окружающей среды и недр, промышленной безопасности.
Предназначено для студентов 1-го и 2-го курсов, которые получают первичные знания о нефтегазопромысле. Может быть использовано при подготовке к сдаче экзаменов на получение рабочей профессии «Оператор по добыче нефти и газа».
УДК 622.276
ISBN 978-5-398-01721-2 |
ПНИПУ, 2017 |
2
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Список аббревиатур......................................................................... |
8 |
1. Состав и физико-химические свойства нефти, |
|
газа и пластовой воды.................................................................... |
11 |
1.1. Нефть.................................................................................... |
11 |
1.1.1. Состав нефти............................................................. |
11 |
1.1.2. Свойства нефти......................................................... |
14 |
1.2. Попутный нефтяной газ и природный газ........................ |
20 |
1.3. Свойства пластовой воды................................................... |
23 |
2. Основные сведения о месторождениях нефти и газа.............. |
27 |
2.1. Горные породы.................................................................... |
27 |
2.2 Пористость горных пород................................................... |
28 |
2.3 Проницаемость горных пород............................................ |
30 |
2.4. Трещиноватость горных пород.......................................... |
32 |
2.5. Понятие о месторождении, ловушке, пласте.................... |
33 |
3. Нефтяная скважина. Конструкция скважин. |
|
Классификация............................................................................... |
38 |
3.1. Понятие о скважине............................................................ |
38 |
3.2. Классификация скважин..................................................... |
40 |
3.3. Виды забоев скважин.......................................................... |
44 |
3.4. Технологический режим работы скважин........................ |
46 |
3.5. Освоение нефтяных и газовых скважин........................... |
49 |
4. Разработка месторождений нефти и газа................................. |
52 |
4.1. Технологические показатели разработки |
|
залежей нефти..................................................................... |
52 |
4.2. Режимы залежей.................................................................. |
58 |
4.3. Системы разработки........................................................... |
65 |
5. Нефтепромысловое оборудование при различных |
|
способах эксплуатации скважин................................................... |
70 |
5.1. Запорная и регулирующая арматура................................. |
70 |
5.1.1. Задвижки.................................................................... |
71 |
5.1.2. Краны......................................................................... |
81 |
3
5.1.3. Предохранительный клапан..................................... |
83 |
5.1.4. Обратный клапан...................................................... |
86 |
5.1.5. Вентили...................................................................... |
90 |
5.1.6. Предохранительные мембраны............................... |
94 |
5.1.7. Регулирующий клапан.............................................. |
95 |
5.1.8. Регулятор давления................................................... |
97 |
5.2. Устьевое оборудование скважин..................................... |
100 |
5.3. Оборудование фонтанных нефтяных скважин............... |
106 |
5.3.1. Регулирование работы фонтанной скважины...... |
109 |
5.3.2. Осложнения при эксплуатации |
|
фонтанных скважин................................................ |
110 |
5.3.3. Обслуживание фонтанных скважин...................... |
115 |
5.4. Оборудование скважин, оборудованных установками |
|
скважинного штангового насоса (УСШН) ..................... |
116 |
5.4.1. Осложнения при эксплуатации |
|
скважин с УСШН.................................................... |
136 |
5.4.2. Обслуживание скважин, |
|
оборудованных УСШН.......................................... |
137 |
5.5. Оборудование скважин с установкой |
|
электроцентробежного насоса (УЭЦН) .......................... |
141 |
5.5.1. Осложнения при эксплуатации |
|
скважин с УЭЦН..................................................... |
151 |
5.5.2. Обслуживание скважин с УЭЦН........................... |
154 |
5.6. Оборудование скважин |
|
с установками штангового (УШВН) |
|
и электровинтового (УЭВН) насосов.............................. |
156 |
5.7. Оборудование скважин с установкой |
|
электродиафрагменного насоса (УЭДН) ........................ |
159 |
5.8. Эксплуатация скважин |
|
с гидропоршневыми насосами......................................... |
161 |
5.9. Оборудование газовых скважин...................................... |
163 |
5.10. Оборудование нагнетательных скважин ...................... |
170 |
6. Средства измерения характеристик работы скважин........... |
175 |
6.1. Контрольно-измерительные приборы и аппаратура...... |
175 |
6.1.1. Приборы для измерения давления ........................ |
181 |
4
6.1.2. Приборыдляизмерениятемпературывещества..... |
196 |
6.1.3. Уровнемеры............................................................. |
199 |
6.1.4. Расходомеры............................................................ |
201 |
6.2. Устройства и установки по измерению |
|
дебитов скважин............................................................... |
204 |
6.2.1. Автоматизированная групповая |
|
замерная установка «Спутник-А»......................... |
204 |
6.2.2. Турбинный объемный расходомер (ТОР) ............ |
215 |
6.2.3. Счетчик СКЖ-30..................................................... |
217 |
6.2.4. Счетчик газа «АГАТ»............................................. |
218 |
6.2.5. Счетчик СВГ.М....................................................... |
220 |
6.2.6. Установка «АСМА»................................................ |
221 |
6.2.7. Блочная индивидуальная |
|
установка сепарации БИУС-40-50 ........................ |
223 |
6.2.8. Влагомеры............................................................... |
225 |
7. Оборудование для отбора проб жидкости и газа................... |
227 |
7.1. Пробоотборник АПЭ-М ................................................... |
227 |
7.2. Пробоотборник всасывающий поршневой ВПП-300 .... |
228 |
7.3. Пробоотборник автоматический МАВИК-ГЖ............... |
229 |
7.4. Пробоотборник ПН-1........................................................ |
231 |
7.5. Пробоотборник ПН-2........................................................ |
232 |
7.6. Пробоотборник малолитражный |
|
алюминиевый БДП12-2-9,8.............................................. |
232 |
7.7. Пробоотборник ПГО-400 ................................................. |
233 |
7.8. Пробоотборник ПУ-50...................................................... |
234 |
7.9. Трёхкамерный пробоотборник СИМСП20ВМ3 ............ |
235 |
8. Очистка насосно-компрессорных труб (НКТ) |
|
от парафина и смол....................................................................... |
238 |
8.1. Методы теплового воздействия....................................... |
238 |
8.1.1. Установка для электропрогрева |
|
скважин типа УЭС-1500......................................... |
239 |
8.1.2. Автоматизированный саморегулируемый |
|
линейный нагреватель............................................ |
241 |
8.1.3. Установка прогрева скважин «Энергия-1»........... |
243 |
8.1.4. Паропередвижная установка |
|
автомобильная ППУА-1600/100............................ |
244 |
5
8.1.5. Паропередвижная установка (ППУ-3М) .............. |
245 |
8.1.6. Агрегат депарафинизационный |
|
передвижной модернизированный ....................... |
246 |
8.2. Физические методы воздействия..................................... |
248 |
8.2.1. Депарафинизатор МДС-73..................................... |
248 |
8.2.2. Гидродинамический вибратор............................... |
249 |
8.2.3. Применение покрытий........................................... |
250 |
8.2.4. Применение скребков-центраторов...................... |
251 |
8.2.5. Установки полуавтоматические |
|
депарафинизационные (ПАДУ) ............................ |
255 |
8.2.6. Установка МДС-010 «Лебедка Сулейманова»..... |
257 |
8.2.7. Устройство очистки колонны НКТ....................... |
258 |
8.2.8. Установкадепарафинизациискважин(УДС-1М) ... |
260 |
8.2.9. Скважинная установка магнитной |
|
обработки жидкости типа УМЖ........................... |
261 |
8.3. Химические методы.......................................................... |
262 |
9. Текущий и капитальный ремонт скважин.............................. |
266 |
9.1. Глушение скважин............................................................ |
270 |
9.2. Гидравлический разрыв пласта ....................................... |
273 |
9.3. Кислотные обработки призабойной зоны скважин....... |
275 |
9.4. Радиальное бурение.......................................................... |
276 |
9.5. Оборудование и спецтехника КМУ-50 ........................... |
282 |
9.6. Подготовка к проведению ремонтных работ ................. |
297 |
10. Промысловый сбор и подготовка нефти, газа и воды......... |
300 |
10.1. Сепарационные установки............................................. |
304 |
10.2. Дожимные насосные станции........................................ |
308 |
10.3. Подготовка и перекачка нефти...................................... |
310 |
10.4. Установка предварительного сброса воды (УПСВ) .... |
322 |
10.5. Установки комплексной подготовки нефти................. |
324 |
10.6. Системы сбора продукции |
|
на газовых месторождениях ............................................ |
325 |
11. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности.............. |
329 |
11.1. Охрана труда при ведении работ |
|
на открытом воздухе в холодное время года |
|
при низких температурах............................................... |
329 |
6
11.2. Охрана труда при работе с газовыми баллонами......... |
333 |
11.3. Охрана труда при работе на высоте.............................. |
339 |
11.4. Охрана труда при работе с сильнодействующими |
|
ядовитыми веществами (СДЯВ) и другими |
|
химическими веществами.............................................. |
344 |
11.5. Применение индивидуальных средств защиты............ |
350 |
11.6.Охрана труда при разработке нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений,
содержащих сероводород .............................................. |
356 |
11.7. Свойства и действие сероводорода на человека.......... |
360 |
11.8. Безопасная эксплуатация манометров.......................... |
363 |
11.9. Охрана труда при эксплуатации сосудов, |
|
работающих под давлением........................................... |
366 |
11.10. Охрана труда при отборе проб |
|
на технологических установках.................................... |
373 |
11.11. Охрана труда при эксплуатации скважин, |
|
оборудованных штанговыми насосными |
|
установками (ШНУ)..................................................... |
376 |
11.12. Охрана труда при эксплуатации скважин, |
|
оборудованных установками |
|
электроцентробежных насосов (УЭЦН) .................... |
385 |
11.13. Охрана труда при обслуживании |
|
АГЗУ «Спутник», БИУС............................................. |
393 |
11.14. Охрана труда при обслуживании объектов |
|
поддержания пластового давления (ППД) ................ |
396 |
11.15. Охрана труда при эксплуатации |
|
факельных систем........................................................ |
399 |
11.16. Охрана труда при эксплуатации |
|
газовых скважин........................................................... |
403 |
11.17. Оператор обезвоживающей |
|
и обессоливающей установки..................................... |
413 |
11.18. Оператор по добыче нефти и газа ............................... |
422 |
11.19. Оператор по поддержанию пластового давления...... |
427 |
Список литературы....................................................................... |
434 |
7
СПИСОК АББРЕВИАТУР
АГЗУ – автоматизированная групповая замерная установка АДПМ – агрегат депарафинизационный передвижной модернизированный АДУ – автоматизированная депарафинизационная установка
АНК – арматура нагнетательная АПЭ – автоматический пробоотборник электронный
АСЛН – автоматизированный саморегулируемый линейный нагреватель АСПО – асфальтосмолопарафиновые отложения
АФ – арматура фонтанная БИУС – блочная индивидуальная установка сепарации
БКНС – блочная кустовая насосная скважина БМА – блок местной автоматики БН – блок нагрева БРХ – блок реагентов химических
БУИ – блок управления и индикации БУП – блок управления пробоотборником ВНК – водонефтяной контакт
ГДИС – гидродинамические исследования скважин ГОСТ – государственный стандарт ГП – гидравлический привод ГПЗ – газоперерабатывающий завод
ГПНУ – гидравлическая поршневая насосная установка ГРП – гидравлический разрыв пласта ГТМ – геолого-технические мероприятия ДНС – дожимная насосная станция ЖГС – жидкость глушения скважин
ЗМС – задвижка маслонаполненная стальная КИН – коэффициент извлечения нефти
КИПиА – контрольно-измерительные приборы и аппаратура КП – контрольный пункт
8
КПД – коэффициент полезного действия КРС – капитальный ремонт скважин КСП – комплексный сборный пункт
МДС – магнитный депарафинизатор скважин МПУ – мембранное предохранительное устройство МФНУ – многофазная насосная установка НВ – насос вставной НИЗ – начальные извлекаемые запасы
НКТ – насосно-компрессорные трубы НН – насос невставной НПЗ – нефтеперерабатывающий завод
ОГ – отстойник горизонтальный ОКГ – отсекатели гидравлические коллекторов
ОРЗ – одновременно-раздельная закачка ОРЭ – одновременно-раздельная эксплуатация ОСТ – отраслевой стандарт ПАА – полиакриламид
ПАВ – поверхностно-активные вещества ПАДУ – полуавтоматическая депарафинизационная установка ПЗП – призабойная зона скважины ППД – поддержание пластового давления ППУ – паропередвижная установка
ППУА – паропередвижная установка автомобильная ПРС – подземный ремонт скважин
ПРЦГНО – прокатно-ремонтный цех глубинно-насосного оборудования ПРЦЭО – прокатно-ремонтный цех эксплуатационного оборудования
ПСМ – переключатель скважин многоходовой ПСШ – подвеска устьевого штока ПТБ – печь трубная блочная ПЭД – погружной электродвигатель
РВС – резервуар вертикальный стальной СВГ – счетчик газа вихревой СИ – международная система единиц
9
СК – станок-качалка СКД – станок-качалка дезаксиальная
СКЖ – счетчик количества жидкости СППК – сбросный пружинный предохранительный клапан СПС – система промыслового сбора СУ – станция управления
СУС – сальник устьевой саморегулирующийся СУСГ – сальник устьевой с саморегулирующейся головкой ТМС – система телеметрии ТОР – турбинный объемный расходомер
ТПР – турбинный преобразователь расхода ТПШ – точка подвеса штанг ТРС – текущий ремонт скважин
УБПР – установка бесперебойной подачи реагента УДС – установка депарафинизации скважин УДХР – установка дозирования химреагента УКПН – установка комплексной подготовки нефти УМЖ – установка магнитной обработки жидкости УППН – установка подготовки и перекачки нефти УПСВ – установка предварительного сброса воды УСШН – установка скважинного штангового насоса УШВН – установка штангового винтового насоса УЭВН – установка электровинтового насоса УЭДН – установка электродиафрагменного насоса УЭС – установка электропрогрева скважин УЭЦН – установка электроцентробежного насоса ЦДНГ – цех добычи нефти и газа ЦПС – центральный пункт сбора ШГН – штанговый глубинный насос ШН – штанги насосные ШСУ – штоки сальниковые устьевые
ЭКМ – электроконтактный манометр ЭЦН – электроцентробежный насос
10