Тезисы - Том 1 Нефть и газ 2015

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВНУТРИТРУБНОЙ КОРРОЗИИ И ТЕХНОЛОГИИ ЕЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

(THE INVESTIGATION OF SPECIAL ASPECTS OF IN-LINE CORROSION AND TECHNOLOGIES OF ITS PREVENTION IN FLOWLINES)

Абушаев Р.Ю., Минатдинов А.А.

(научный руководитель - к.п.н., доцент Багдасарова Ю.А.) Самарский государственный технический университет

Коррозия является одной из причин аварий на объектах трубопроводного транспорта. Существует множество факторов, влияющих на внутреннюю коррозию промысловых трубопроводов. Одним из них является наличие в среде коррозионно опасных бактерий. Нами были проведены исследования пластовых вод и продуктов коррозии, отобранных со стенок корродированных труб, двух нефтяных месторождений на предмет их обнаружения: Конитлорского (ХМ АО) и Дмитровского (Самарская обл.). Результаты изучения показывают, что численность бактерий в продуктах коррозии и в пластовых водах Дмитровского месторождения низка и не превышает 102 кл/мл пластовой воды, что, вероятно, связано с высокой минерализацией пластовых вод данного месторождения. Образцы из Конитлорского месторождения, наоборот, содержат огромное количество коррозионно опасных бактерий (106-107 кл/мл), среди которых преобладают представители тионовых и сульфатвосстанавливающих. Кроме того, продукты коррозии трубопроводов Конитлорского месторождения были исследованы с помощью рентгенографического метода. Обнаружены следующие продукты коррозии: Fe3O4, Fe2O3, FeO, FeO(OH), FeS. Учитывая, что

степень обводненности добываемой нефти на данном месторождении 89%, а также получив данные по качественному составу продуктов внутритрубной коррозии и его микробиологическим особенностям, можно сделать вывод о том, что в данном случае наблюдается биохимический механизм коррозии. Одним из вариантов решения данной проблемы может являться использование композитных и полимерных материалов, например, полиэтиленовых армированных синтетическими нитями труб (типа Аnaconda) или стеклопластиковых труб. Была получена статистика отказов промысловых трубопроводов на примере Конитлорского месторождения. Количество отказов на трубопроводах из стали и из стали с внутренним полимерным покрытием за последние 5 лет составляет 4 и 0, соответственно. Показано, что стеклопластиковые трубы имеют значительные преимущества перед другими видами материалов, как с физико-механической, так и с экономической точки зрения.

369

ВОЗОБНОВЛЯМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ДЛЯ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА РОССИИ

(RENEWABLE ENERGY SOURCES FOR OIL AND GAS INDUSTRY

OF RUSSIA)

Мингалеева Р.Д.

(научный руководитель - к.т.н., профессор Бессель В.В.) РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина

Россия является одним из мировых лидеров по внутреннему энергопотреблению, причем эффективность энергопотребления крайне невысока – не более 22-25% энергии уходит на воспроизводство ВВП, все остальное – на поддержание протяженной инфраструктуры в рабочем состоянии, а также на тепловые и энергетические потери. Это своего рода энергетическая плата за огромную территорию, занимаемую Россией, 70% территории которой находится в северных и арктических широтах. С другой стороны, наша огромная территория дает нам неоценимые конкурентные преимущества перед всеми другими странами мира с точки зрения потенциала возобновляемой энергии, так как последняя является энергией распределенной и, по определению, чем больше территория, на которой мы эту энергию собираемся использовать, тем выше ее потенциал.

Активная работа по разработке концепции энергообеспечения объектов транспорта газа с использованием автономных энергетических установок малой и средней мощности на основе возобновляемых источников энергии ведется кафедрой термодинамики и тепловых двигателей РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.

Реальным направлением реализации данной концепции является Восточная газовая программа ОАО «Газпром», где большинство объектов будут строиться и функционировать в регионах с неразвитой энергетической инфраструктурой. В работе предлагается современный подход к решению задачи энергообеспечения объектов добычи, подготовки и транспорта газа на базе создания автономных энергетических установок малой и средней мощности на основе солнечной и ветровой энергии. Для этого прежде всего требуется оценить технические, то есть реализуемые существующими на настоящий момент средствами, ресурсы обоих видов энергии.

В работе приведены:

оценка технического потенциала ветровой энергии для сухопутной

иприбрежной зон России;

оценка технического потенциала солнечной энергии России.

370

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПЕРМСКОГО КРАЯ

(STATISTICAL RELIABILITY ANALYSIS OF OILFIELD PIPELINES

OF DEPOSITS OF PERM KRAI)

Мошева А.М.

(научный руководитель - д.т.н., доцент Хижняк Г.П.) Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Вработе произведена статистическая оценка надежности нефтепромысловых трубопроводов (НПТ) нефтяного месторождения Пермского края. Для оценки было выбрано одно из месторождений Пермского края, введенного в эксплуатацию более 30 лет назад.

Врезультате произведенной оценки основных причин аварий на месторождении, связанных с трубопроводной системой, выявлена наиболее распространенная из всех - внутренняя и внешняя коррозия, а также показана динамика времени простоя скважин ввиду наличия аварии

исроков ее устранения, которая достаточно ясно показывает урон, наносимый в результате отказов трубопроводной системы. Произведена оценка номенклатуры используемых трубопроводов, а также произведен их сравнительный анализ, в результате которого был выявлен тип трубопровода, подвергающегося наиболее частым отказам. При обработке статистических данных выявлено, что большинство трубопроводов, находящихся в зоне риска, эксплуатируются более 25 лет, что превышает установленный срок эксплуатации заводом-изготовителем.

Произведен расчет безотказной работы для каждого типа трубопроводов из всей рассматриваемой номенклатуры, а также произведен расчет безотказной работы всей трубопроводной системы в целом, для получения сравнительных характеристик, в результате которого была выявлена тенденция уменьшения времени безотказной работы к 2015 году.

Для каждого типа эксплуатирующихся трубопроводов составлены модели надежности, а также выдвинуты гипотезы об их экспоненциальном распределении. Построены теоретические и экспериментальные функции надежности, на основании которых произведена проверка гипотез на достоверность методом Колмогорова с задаваемым уровнем значимости свыше 0,0025. Выявлена возможность прогноза отказов оборудования.

Таким образом, на основании проделанной работы можно сделать вывод о тенденции уменьшения надежности промысловых трубопроводов одного из месторождений Пермского края, что является весомой причиной для поиска мероприятий, способных увеличить надежность трубопроводной системы.

371

ГИПОТЕЗЫ ПРИНЦИПА РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА РОССИ

(HYPOTHESIS OF WORK PRINCIPLE OF ROSSI GENERATOR)

Муфтахов Р.М.

(научный руководитель - профессор Купцов С.М.) РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина

Исследования в области холодного ядерного синтеза, и, как следствие, появление генератора Росси, обуславливают необходимость изучения этого явления изнутри, а также поиска способов применения данной технологии. Однако работа в данной области вызывает определенные трудности, вызванные коммерческой тайной устройства аппарата Росси. Тем не менее, российский ученый, кандидат физикоматематических наук А.Г.Пархомов смог повторить эксперимент и получить аналогичные результаты.

Целью данной работы является изучение устройства и принципа действия генератора Росси, также известного под названием E-CAT (англ. Energy Catalyzer – катализатор энергии). Устройство представляет собой керамическую трубку с топливом, обвитую электронагревателем и запечатанным жаростойким цементом. Будучи нагретым до температуры около 1200 °С, генератор начинает самостоятельно выделять тепло, причем отношение выделенной энергии к потребленной больше единицы.

Впервоначальных опытах А.Г. Пархомова одним из основных недостатков было малое время работы катализатора, вызванное несовершенством конструкции, а также малое число измеряемых величин. Это вызывает потребность в повторении экспериментов, проведении доработок в базовой конструкции, а также более тщательном изучении полученных результатов.

Входе проведения работы мною были проведены расчеты, проверяющие, не является ли выделение избыточной энергии результатом химической реакции либо избыточным теплом, получаемым из электросети. Было доказано, что действительно, химическая реакция возникнуть не могла, однако энергии, получаемой из электросети, оказывается достаточно для выделения избыточного тепла.

Генератор E-CAT на сегодняшний день остается одним из самых многообещающих направлений в области практического применения холодного ядерного синтеза. Это экологически чистый и дешевый источник энергии, который может широко применяться во всех отраслях промышленности.

372

О ВЛИЯНИИ ДАВЛЕНИЯ НА РАСХОД ГАЗИРОВАННЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ТРУБОПРОВОДАХ ПРОМЫСЛОВОГО СБОРА

(ABOUT INFLUENCE OF PRESSURE ON THE CONSUMPTION OF CARBONATED LIQUIDS IN FIELD COLLECTION PIPELINES)

Насибова А.А., Бабиров Г.Н.

(научный руководитель - профессор Исмайылов Г. Г.) ГНКАР, НИПИ “Нефтегаз”

В работе сделана попытка смоделировать течение нефтегазовых смесей в сборных трубопроводах с учетом изменения газовых включений (степени сжимаемости среды) при разных уровнях давлений.

За основу анализа была взята зависимость влияния давления на изменение вязкости газонасыщенной системы, предложенной академиком Л.С. Лейбензоном в следующем виде:

= ˳(1 + ∙ )

где ν˳- кинематическая вязкость смеси при нормальных условиях; Р- уровень давления;

α- коэффициент сжимаемости среды, который также показывает во сколько раз может возрастать коэффициент вязкости ν˳ при увеличении давления.

В результате проведенных несложных преобразований была получена обобщенная формула расхода как ламинарного, так и турбулентного режимов течения жидкости в трубопроводе.

С учетом полученных результатов были выведены окончательные формулы с целью оценки влияния уровня давления на расход жидкости для различных случаев режимов течения.

Анализ полученных формул и проведенные расчеты показали, что влияние давления на расход жидкости как на турбулентном, так и на ламинарном режимах течения довольно велико. Так, в зависимости от уровня среднего давления расход нефтегазовой смеси для реальных внутрипромысловых трубопроводов может возрастать до 60%.

373

РАСЧЕТ МОРСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ ЗАГЛУБЛЕННЫХ В ГРУНТ НА УСТОЙЧИВОСТЬ

(CALCULATION OF UPHEAVAL BUCKLING OF BURIED

OFFSHORE PIPELINES)

Нгуен Фунг Хынг, Нгуен Ван Хоай (научный руководитель – профессор, д.т.н Бородавкин П.П)

РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина

С целью защиты из от механических повреждниий со стороны судовых якорей, от размыва грунта под трубопроводом, от воздействия окружающей среды (вол и течений), от изменения наружной температуры, производится заглубление морских трубопроводов.

Найболее неблогоприятным для нормальной эксплуатации трубопровода является перемещение вверх, так как при этом, он выходит из грунта и подвегается различным внешним воздействиям, особенно когда «собирает» продольные перемещения прилегающих участков. Это приводит к большему искривлению труб, их перенапряжению, в итоге – к разрущению.

В работе, рассмотрена методика расчета устойчивости подводных трубопровода заглубленных в различных грунтах. Проведен анализ возможных технологических решений по стабилизации положения трубопровода.

374

АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В СТЕНКАХ ЭЛАСТИЧНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

(ANALYSIS AND EVALUATION OF THE PROCESSES OF DIFFUSION

THROUGH THE WALLS OF THE ELASTIC TANKS)

Носов В.С.

(научный руководитель - доцент, к.т.н. Ларионов С.В.) РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина

Актуальной проблемой, возникающей при хранении светлых нефтепродуктов в эластичных резервуарах, является учет технологических потерь. Эти потери возникают в следствии диффузии нефтепродукта через эластичную поверхность.

Эластичные резервуары нашли широкий круг применения в нефтегазовой отрасли. Они используются как:

временное хранилище нефтепродуктов при условии нецелесообразности сооружения стальных резервуаров;

газгольдеры-рекуператоры широких фракций углеводородов;

резервуары для полевых складов горючего;

резервуары для ликвидации аварийных розливов;

резервуары для трансформаторного масла;

передвижные нефтегазовые резервуары-сепараторы.

В полимерных стенках эластичных резервуаров происходят диффузионные процессы, следствием которых являются потери нефтепродукта.

На основе моделирования диффузионных процессов в стенке эластичного резервуара была разработана методика. Основываясь на известных уравнениях диффузии, предложена численная схема решения данной задачи. Рассматривалась как стационарная, так и нестационарная задачи. Поставленные задачи решались методом конечных разностей с применением неявных разностных схем.

Так как коэффициент диффузии D зависит от температуры, в работе также исследовалось влияние дневных и сезонных колебаний температуры на технологические потери.

Результатами расчетов показана сходимость данного метода с реальными данными по технологическим потерям при хранения светлых нефтепродуктов в эластичных резервуарах. Расчеты проводились при различных толщинах эластичной оболочки, а также для различных типов материалов, применяемых в качестве эластичной оболочки.

Разработанный программный модуль планируется использовать при оценке технологических в эластичных резервуарах, применяемых МО РФ, а также компаниями, деятельность которых связана с хранением светлых нефтепродуктов.

375

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ВЯЗКОСТИ ВОДОНЕФТЯНЫХ СИСТЕМ

(THE MATHEMATICAL MODEL FOR DESCRIBING THE CHANGE OF EFFECTIVE VISCOSITY OF OIL-WATER SYSTEMS)

Нурмамедова Р.Г., Мусаев С.Ф., Бабиров Г.Н. (научный руководитель - профессор Исмайылов Г.Г.) ГНКАР, НИПИ «Нефтегаз»

Проведенными исследованиями установлено, что вязкостные свойства водонефтяных систем обуславливают зависимость графика

градиента скорости ( ) от касательного напряжения сдвига ( ), которые

изучаются в ротоционных вискозиметрах, резко, неаддитивно различаются и оказывают серьезное влияние на процесс добычи и транспорта нефти.

Существующие в настоящее время общепринятые аддитивные правила расчета и различные эмпирические формулы и модели для определения вязкостных свойств структурно-устойчивых водонефтяных эмульсий пока не всегда позволяют прогнозировать изменения показателей качества исследуемых гетерогенных систем различной обводненности с достаточной точностью, необходимых для инженерных расчетов. Вязкость таких полидисперсных систем как правило, зависит от соотношения фаз, скорости течения, степени дисперсности и многих других параметров.

В работе с целью определения изменений вязкостных свойств водонефтяных эмульсий в зависимости от степени текущей обводненности ( ) и предела насыщенности водой ( ) на базе многочисленных экспериментальных исследований ротовискозиметрических исследований предложена следующая математическая модель:

эм

эм = н ( н )

Где эм и н- соответственно вязкость эмульсии и безводной нефти;- предел водонасыщенности;эм- максимальное значение вязкости эмульсии (при = ).

Анализ показал, что предложенная формула позволяет определить эффективную вязкость водонефтяных систем во всем диапазоне изменения градиента скорости при отсутствии экспериментальных данных и приемлема для инженерной практики.

376

О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ НЕФТЕЙ ПРИ ИХ СМЕШЕНИИ

(ABOUT INTERACTION BY CRUDE OIL AT THEIR MIXTURE)

Нуруллаев В. Х., Зейналов Р. Л.

(научный руководитель - профессор Исмайылов Г. Г.) Управление Нефтепроводов, ГНКАР НИПИ «Нефтегаз»

В работе на примере нефтей Азербайджана установлено, что помимо выпадения различных осадков, проявление «несовместимости» в нефтяных смесях может выражаться также в заметных также в заметных аномалиях качественных показателей.

С целью изучения взаимовлияния компонентов в составе смеси были исследованы в лабораторных условиях различные пробы нефтей и их смеси. Согласно соответствующим ГОСТ-ам были проведены исследования по определению физико-химических показателей «плотность», «вязкость», «температура застывания», и «количество балластов» испытуемых систем.

В результате исследований в зависимости от соотношений компонентов смешения были обнаружены неаддитивные свойства отмеченных параметров. В нефтяных смесях в ряде случаев наблюдался эффект синергизма и антагонизма.

Было показано, что в результате взаимовлияния нефтей при их смешении в технологических трубопроводах системы сбора продукции скважин могут наблюдаться образование различных пробок и аномальные изменения практически важных параметров, таких как плотность, вязкость, температура застывания, объем и т.д. Поэтому при смешивании нефтей следует учесть фактора взаимовлияния составов нефтей с целью оценки «недопустимых» и «оптимальных» концентрации отдельных компонентов. Для этого при смешивании нефтей и нефтепродуктов в производственных условиях, физико-химические и реологические характеристики получаемых нефтяных смесей целесообразно определять экспериментальным путем. Крайне необходимы лабораторные исследования, как можно большего разнообразия нефтяных смесей также для выработки достаточных точных эмпирических формул.

377

ЭМПИРИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ПРОГОНОЗИРОВАНИЯ ОБВОДНЕННОСТИ И ПЛОТНОСТИ

НЕФТЕВОДОКОНДЕНСАТНЫХ СМЕСЕЙ

(EMPIRICAL FORMULAS FOR PROGONOZITION OF WATER CONTENT AND DENSITY OF CRUDEOILWATERKONDENSAT MIXES)

Нуруллаев В. Х., Мусаев С.Ф.

(научный руководитель - профессор Исмайылов Г. Г.) Управление Нефтепроводов, ГНКАР НИПИ «Нефтегаз»

Наличие значительного количества газоконденсатных залежей Азербайджана обусловливает высокую перспективность применения конденсата также в качестве разбавителя при трубопроводном транспорте высоковязких обводненных нефтей. Обретает актуальность оценки влияния концентрации и вязкости разбавителя – конденсата на физикохимических характеристики нефтеводоконденсатных смесей при различных температурах и режимах течений.

Хорошо известны факты, что наличие диспергированной воды в нефтеконденсатной смеси снижает эффективность эксплуатации трубопроводов. Так, увеличение объёма воды и повышенные вязкости приводит к удорожанию транспортировки нефтеводоконденсатной смесью. Кроме того большое содержание связанной воды в смеси вызывает интенсивное образование асфальтосмолопарафиновых отложений и повышает температуру застывания нефтей. Поэтому регулярный контроль за изменениям отмеченных параметров (степень обводненности и плотность смеси) имеет большое значение. Учитывая вышесказанное, для оценки влияния содержания конденсата на реофизические показатели транспортируемых обводных нефтей при различных температурах были проведены лабораторные исследования. На основе полученных данных по испытанию различных нефтеводоконденсатных смесей были предложены эмпирические формулы для определения их обводненности и плотности.

Анализ показал что предлагаемые эмпирические модели по сравнению с правилом аддитивности дают более приемлемые результаты с точки зрения практики и хорошо согласуется с данными экспериментальных определений отмечаемых параметров плотности и обводненности нефтеводоконденсатных смесей.

378