Тезисы - Том 1 Нефть и газ 2015

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ НЕФТЯНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

(THE STUDY OF THE OPTICAL PROPERTIES AND SUPERFICIAL

PHENOMENA OF OIL DISPERSE SYSTEMS)

Юсупова Э.М., Раупов И.Р.

(научный руководитель - доцент Максютин А.В.) Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Большинство месторождений находятся на поздней стадии разработки и требуют применения МУН с целью доизвлечения остаточной нефти. В настоящее время заводнение — самый распространенный в мире вид воздействия на пласты разрабатываемых месторождений. В России свыше 90% всей нефти добывают из заводняемых месторождений.[2].

При вытеснении нефти пресной, сточной водой происходит отбор маловязкой и легкой нефти, нефть с повышенным содержанием тяжелых компонентов: асфальтенов, смол – адсорбируется на поверхности зерен горной породы. Данное явление снижает эффективность применения заводнения данными агентами.

Решить проблему обеспечения полного вытеснения нефти из пластов можно, путём добавления к воде активных агентов (ПАВ, полимеров, щелочей, двуокиси углерода, углеводородного газа, мицеллярных растворов) за счёт этого осуществляется повышение охвата пластов заводнением и вытеснение остаточной нефти из заводненных зон [2]. При контакте щелочи с нефтью происходит ее взаимодействие с органическими кислотами, в результате чего образуются поверхностно – активные вещества. ПАВ снижают межфазное натяжение на границе раздела нефть – раствор щелочи и увеличивают смачиваемость породы водой [1].

В данной работе приведены результаты исследований поверхностного натяжения на границе «нефть-бидистиллированная вода», «нефть-модель пластовой воды» и «нефть-щелочной раствор» с применением прибора EasyDrop DSA15E и результаты исследований оптической плотности нефти и коэффициента светопглощения Ксп нефти.

Установлена наиболее оптимальная концентрация щелочи NaOH в растворе равна 0,8%. Рекомендуется проведение исследований по влиянию содержащихся в пластовой воде солей на совместимость с щелочным раствором. Также определение изменения смачиваемости зерен для различных типов коллекторов.

Литература.

1.Мусин М.М. Разработка нефтяных месторождений. Часть II :Учебное пособие для студентов. – Альметьевск: Изд-во АГНИ, 2007. – С.

94-95.

2.Росляк А.Т. Разработка нефтяных и газовых месторождений: Учебно-методическое пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – С. 82.

319

СППР ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ БОРЬБЫ С ОБВОДНЕНИЕМ СКВАЖИН

(DECISION SUPPORT TOOL FOR GAS WELLS WATER SHUT OFF

TECHNOLOGY MAKING CHOICE)

Юшин П.Е.

(научный руководитель - профессор Ермолаев А.И.) РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина

Проблема эксплуатации месторождений на поздних и заключительных этапах разработки с каждым годом становится всё актуальнее. Остановка скважин, низкие темпы отбора запасов и защемление объемов газа водой -все эти проблемы являются следствием обводнения .В условиях обводнения ощутимо снижаются коэффициенты извлечения газа и конденсата. Важнейшей задачей является выбор технологии борьбы с обводнением скважины.

Задача оценки эффективности и выбора рациональной технологии борьбы с обводненностью скважин является плохо формализованной, так как многим исходным параметрам и критериям невозможно дать адекватное математическое описание. Необходимость учета множества факторов, не всегда имеющих количественную оценку, приводит к рассмотрению задачи в условиях неопределенности . Данная задача может быть успешно решена средствами многокритериального анализа с привлечением экспертной информации.

Одним из основных методов для решения подобных по сложности и степени неопределенности задач является метод анализа иерархий. Данный метод позволяет использовать весь спектр преимуществ системного подхода для решения плохо формализованных и структурированных задач. Преимуществом метода можно назвать и то, что в качестве результата мы получаем список ранжированных технологий, и ,в случае необходимости, существует возможность перехода к рассмотрению следующей по приоритету технологии.

На основе метода анализа иерархий реализована система поддержки принятия решения выбора технологии борьбы с обводнением скважин. В системе рассмотрено 15 современных и перспективных технологий. Проблема выбора рассмотрена в виде трехуровневой иерархии, учитывающей критерии эффективности и ограничения, связанные с условиями работы скважины.

Реализация алгоритма в виде программы с пошаговым и простым интерфейсом позволяет существенно упростить и сделать более наглядным процесс принятия управленческого решения о выборе технологии борьбы с обводнением.

320

УПРАВЛЕНИЕ РИСКАМИ НЕФТЕГАЗОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ

(RISK MANAGEMENT OF OIL ANS GAS

CONSTRUCTION PROJECTS)

Ягафаров Р. Р.

(научный руководитель - д.т.н., профессор Андреева Н.Н.) РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина

Разработка и реализация нефтегазовых проектов всегда проходит в условиях наличия той или иной меры неопределенности и рисков. В связи с этим была проведена работа по изучению концептуальных подходов к управлению проектными рисками в нефтегазовой отрасли.

Нормативно-правовая база РФ не содержит каких-либо структурированных указаний по анализу рисков на стадии принятия проектных решений. Каждая компания составляет свои стандарты, ориентируясь на накопленный опыт.

Особенно сложно оценить риски по комплексным инжиниринговым проектам, выполняемым по циклу «проектирование – поставка оборудования – строительство и запуск в эксплуатацию». Процессы инжиниринга только начинают находить отечественных исполнителей.

В работе представлена классификация рисков, методы анализа рисков, методы снижения рисков на примере конкретных проектов, реализуемых Группой компаний «РусГазИнижиниринг» в области нефтегазопромыслового инжиниринга на месторождениях Западной Сибири.

321

СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИН НА СЛАНЦЕВУЮ НЕФТЬ

(WELLS CONSTRUCTION OF SHALE OIL)

Якунин С.А.

(научный руководитель - профессор Кульчицкий В.В.) РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина

Внастоящее время пик мировой добычи традиционной нефти неизбежен, и мир уже вступил в период «нетрадиционных месторождений» тем самым побудив научный и практический интерес исследователей мира на определение новых технологий строительства и добычи нетрадиционных видов нефтей.

Извлечение нетрадиционной нефти из горючих сланцев является более сложной задачей, чем добыча обычной нефти. Углеводороды в сланцевых породах присутствуют в виде твердых, битумных материалов и, следовательно, не могут перекачиваться непосредственно из геологического пласта. Процессы добычи сланцевой нефти, как правило, делятся на две группы: добыча подземным или открытым способом с последующим ретортингом на поверхности.

Одним из перспективных направлений строительства скважин на сланцевых месторождениях США являются технологии горизонтального бурения с последующим гидроразрывом. Опыт добычи в американских сланцевых бассейнах показывает, что каждое сланцевое месторождение требует индивидуального научного подхода и имеет совершенно уникальные геологические особенности, характеристики эксплуатации, а также существенные проблемы добычи. В России, как и во всем мире, также ведутся опытно-промышленные работы по освоению сланцевых ресурсов.

Врамках работы обобщается накопленный исследовательский опыт по проблемам и перспективам строительства скважин на месторождениях сланцевой нефти и обосновываются технико-технологические решения разработки нефтематеринских пород баженовской свиты.

322

КАПИЛЛЯРНЫЕ ЭФФЕКТЫ И ПРЕДГИДРАТНОЕ СОСТОЯНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ В ВОДОНАСЫЩЕННОМ ПЕСКЕ

(CAPILLARY EFFECT AND THE METASTABLE STATE OF PRECURSOR OF HYDROCARBONS IN THE WATER SATURATED SANDS)

Янковая В.С., Вовчук Г.А. (научный руководитель - д.т.н. Булейко В.М.)

Московский Физико-Технический Институт (Государственный Университет)

В настоящей работе изучена кинетика процессов образования и разложения гидратов углеводородов алканового ряда методом адиабатической калометрии как в свободном объёме, так и в гранулированном кварцевом песке. Существует обширная термобарическая область метастабильного (безгидратного) состояния. Каждое метастабильное состояние имеет свои особенности, зависящие от термической истории его формирования. Эти особенности предопределяют кинетику процесса гидратообразования, направление процессов формирования твёрдой фазы, возможность образования метастабильных кристаллических структур. Выявлены основные тенденции эволюции процесса релаксации из метастабильного состояния систем лёд – пропан и вода - пропан в стабильные твёрдые фазы.

Проводится исследование влияния капиллярных эффектов на фазовое поведение и процессы гидратообразования пропана в жидком и газообразном состоянии. Фазовое поведение углеводородов в водонасыщенном коллекторе представляет особый интерес в связи с тем, что продуктивные пластовые системы, как правило, наряду с углеводородными компонентами содержат также и воду. В результате действия капиллярных эффектов происходит смещение пограничной кривой «жидкость – пар пропана», ведущее к смещению значений верхней квадрупольной точки гидрата в свободном объеме в область более высоких температуры и давления. Тем самым расширяется область существования гидрата пропана.

Также проводится сравнительный анализ полученных экспериментальных данных, позволяющий надёжно предсказывать направление и характер процессов фазовых переходов из метастабильного состояния гидратообразующей системы в твердые стабильные (гидрат, лёд) или метастабильную (гидрат) фазы, в зависимости от предыстории получения воды.

323

324

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СБОРНИК

ТЕЗИСОВ

69-ОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ МОЛОДЕЖНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

НЕФТЬ И ГАЗ - 2015

14-16 АПРЕЛЯ 2015 Г.

Секция 3 Проектирование, сооружение и

эксплуатация систем трубопроводного транспорта

МОСКВА 2015

325

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА В ХРАНИЛИЩЕ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА

(STUDY OF HEAT AND MASS EXCHANGE ON LNG STORAGE

TANK)

Агеев Р.Х.

(научный руководитель - профессор, д.ф.-м.н. Харламов С.Н.) Национальный исследовательский Томский политехнический университет

В данной работе проводится математическое моделирование явления ролловера с целью установления оптимальных параметров закачки и хранения сжиженного природного газа (СПГ), которое предполагает использование уравнений законов сохранения массы, импульса и энергии к прогнозу пространственных изменений локальных и интегральных параметров процесса. В частности, решение тепловой части задачи осуществляется на базе уравнения энергии в энтальпийной форме, сформулированного с учетом положений термодинамики необратимых процессов в многокомпонентных неизотермических системах, требующего непосредственного включения в анализ диффузионных процессов переноса тепла и массы перекрестных механизмов (эффектов Соре и Дюфура). Полная форма уравнения энергии для указанных условий имеет вид [1]:

Также стоит заметить, что в рассматриваемом явлении возможны локальные конвективные процессы, которые способны приводить к неустойчивым и переходным турбулентным течениям, Поэтому для детального прогноза этих процессов в гидрогинамическую и диффузионную части математической модели необходимо включать соотношения для учета изменений в пульсационной структуре смеси. Особенности изменений коэффициентов молярной вязкости и диффузионности в смеси прогнозируются с помощью статистических моделей турбулентности второго порядка (типа “энергия турбулентности – скорость ее диссипации” [2]). Обсуждаются проблемы построения решения уравнений модели. Показано, что в моделировании ролловера существенную роль играют процессы конвективного тепломассообмена, прямые и перекрестные процессы диффузионного переноса, а также

скорость закачки.

Список литературы

1.Королев Н.С. К построению математической модели явления ролловер в хранилище СПГ // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 3.

2.Kharlamov S.N. Mathematical Modelling of Thermoand Hydrodynamical Processes in Pipelines. Rome, Italy: Publ. House “Ionta”, 2010. 263p.

326

МЕХАНИЗМЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОТОКА ВЯЗКИХ КАПЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СРЕД, ИХ СВЯЗЬ С ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ТРОЙНИКОВ

(MECHANISMS AND PATTERNS OF VISCOUS LIQUID

HYDROCARBON FLOWS’ SEPARATION, ITS’ CONNECTION WITH

OPERATING CHARACTERISTICS OF T-BENDS)

Альгинов Р.А.

(научный руководитель - д.ф.-м.н., профессор Харламов С.Н.)

ООО «Газпром трансгаз Томск», Национальный исследовательский Томский политехнический университет)

Работа посвящена численному исследованию процесса разделения потока капельных углеводородных сред в Т-образных соединениях трубопроводов.

Физико-математическая постановка задачи включала уравнения неразрывности, Навье-Стокса, энергетическое уравнение, осредненные по Рейнольдсу. Замыкание системы выполнялось на основе проведенного литературного анализа – с привлечением двухпараметрических моделей турбулентности.

Получена структура интегральных и турбулентных характеристик течения. При отделении потока в боковой патрубок тройника обнаружено образование рециркуляционной зоны в боковом патрубке в области отрыва потока от сочленения основной линии и бокового патрубка. Оторвавшийся поток набегает на боковой патрубок тройника (в области поперечного сварного шва присоединения трубы к тройнику) с образованием зоны высокоинтенсивного движения. В данной области скорость течения на 20 % превышает скорость в ядре потока.

Интенсификацию взаимодействия потока со стенкой в областях отрыва и присоединения потока подтверждает распределение напряжения трения по внутренней поверхности тройника, возрастающее в три и более раза.

Обозначенные выше закономерности разделения потока объясняются существенным ростом вихревых характеристик течения – формированием в боковом патрубке турбулентного вихря высокой интенсивности.

Обнаружено, что снижение напряжения трения, а также уменьшение вихреобразования имеет место при увеличении скругления в месте присоединения бокового патрубка к основной линии («шейки» тройника). При этом также снижается и гидравлическое сопротивление тройника.

На основе полученных результатов сформулированы рекомендации по оптимальной форме тройников: увеличение радиуса скругления «шейки» тройника, а также удлинение бокового патрубка заводской детали.

327

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПЕРСПЕКТИВЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ТРУБОПРОВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

(STATUS OF QUESTION AND PERSPECTIVES SOLVE PROBLEMS OF ENERGY SAVING IN PIPELINE TRANSPORTATION OIL AND PETROLEUM PRODUCTS)

Бархатов А.Ф.

(научный руководитель - профессор Поляков В.А.) РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина

Известно, что основной расход электроэнергии в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов приходится на привод магистральных насосных агрегатов (МНА). По мнению автора потребляемую МНА электрическую мощность, можно представить в виде следующих составляющих: гидравлическая мощность, потери мощности в насосе и элементах привода, потери мощности в системах регулирования.

В современных условиях наибольший практический интерес представляет комплексный подход к вопросам энергосбережения. Обзор литературы и практического опыта показал, что дополнительных исследований и проработки требуют следующие вопросы:

‒определение на практике выполнения требований нормативнотехнической документации (НТД) по периодичности очистки трубопровода и поиск возможностей для дополнительного снижения энергозатрат за счет проведения дополнительной очистки;

‒разработать методику расчета оптимальных, с точки зрения затрат, режимов перекачки при совместном применении противотурбулентной присадки и преобразователя частоты на станции;

‒разработать методику выбора способа плавного регулирования давления на проектируемой или реконструируемой станции, соответствующего минимальным затратам на электроэнергию при планируемых условиях перекачки.

Анализ действующей Международной и Российской НТД в области энергосбережения показал, что она в явном виде не содержит практических мероприятий по энергосбережению, а определяет только требования о разработке и выполнение таких мероприятий.

Во исполнение требований НТД по энергосбережению в ОАО «АК «Транснефь» разработана и действует программа энергосбережения, но вышеуказанные вопросы она не затрагивает, что требует их дополнительной проработки.

Обзор открытых источников показал, что ОАО «АК «Транснефь» находится в лидерах в части энергосбережения среди трубопроводных компаний США и Казахстана и для сохранения лидирующих позиций необходимо постоянно улучшать энергетические результаты.

328