Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Архив WinRAR_1 / Лекции_ХИМИЯ

.pdf
Скачиваний:
1528
Добавлен:
09.03.2016
Размер:
11.01 Mб
Скачать

I. Введение в промысловая химию

 

Содержание

 

Введение .....................................................................................................................

2

1.1

Основные понятия и положения.........................................................................

2

1.2

Основные стадии нефтегазового производства.................................................

3

1.3

Назначение химических реагентов в процессе нефтегазодобычи ...................

9

1.3.1. Химические реагенты, применяемые при строительстве скважин...........

9

1.3.3 Реагенты, применяемые при глушении скважин.......................................

11

1.3.4 Реагенты, используемые в методах увеличения нефтеотдачи пластов...

11

1.3.5 Реагенты, применяемые для предупреждения осложнений.....................

12

1.3.6 Особенности применения химических реагентов для химизации

 

процессов подготовки нефти, газа и воды..........................................................

14

1

Введение

Добыча нефти и газа является основой нефтяной промышленности. Это сложный технологический процесс, включающий в себя строительство, использование специальных технологических приемов и оборудования для подъема нефти и газа на поверхность, проведение специализированных мероприятий по оптимизации добычи пластового флюида, транспортировку флюида на установки подготовки и переработки. Все технологические операции требуют применения химических реагентов. Данное пособие призвано познакомить вас с такими реагентами, показать механизмы и принципы их работы и области применения.

1.1 Основные понятия и положения

Для лучшего понимания предоставленного материала, следует рассмотреть краткий список основных понятий.

Горная порода (Порода) – природная совокупность минералов более или менее постоянного состава, образующая самостоятельное тело в земной коре, т.е. минералогическое образование, строение которого однородно внутри одного пропластка и может изменяться между разными пропластками.

Пластовый флюид – пластовая жидкость или газ; жидкая или газообразная среда (газ; нефть; вода; газонефтяная и водогазонефтяная система), содержащаяся в продуктивном пласте.

Продуктивный пласт (Коллектор) – массив пористой горной породы, насыщенный частично или полностью пластовым флюидом, т.е. это горная порода, насыщенная нефтью, газом или водой.

2

Скважина – инженерно-техническое сооружение круглого сечения, пробуренное с поверхности земли под заданным углом к горизонту при помощи специального бурового оборудования без доступа человека к забою.

Нефтегазовое производство – совокупность действий и процессов, позволяющих осуществлять поиск и прогнозирование запасов углеводородного сырья, а также его добычу, сбор и переработку.

Нефтепромысловая химия – химические реагенты, применяемые на всех стадиях производства нефти и газа, т.е. все те химические вещества, которое необходимо использовать при добыче, сборе и подготовке углеводородного сырья.

1.2 Основные стадии нефтегазового производства

Основные стадии нефтегазового производства приведены на рисунке 1.1.

Рис. 1.1. Основные стадии нефтегазового производства

3

Прежде чем добывать природные углеводороды, их нужно вначале найти, для этого и происходит поиск и разведка полезных ископаемых.

Современный арсенал методов и технологий поиска залежей углеводородов характеризуется широким спектром научных методов и подходов.

Наиболее широким применением отличается традиционная схема поиска залежей углеводородного сырья, в рамках которой обязательно проводятся комплексные полевые геологические, геофизические и картографические работы, которые завершаются буровыми работами.

После того, как углеводороды найдены, начинается стадия прогнозирования запасов. Для этого строятся различные геологические модели, включая 3D моделирование, учитываются различные факторы, такие как высота и площадь пласта, пористость, насыщенность углеводородами и другие факторы.

Не будем останавливаться на стадиях разведки и прогнозирования, а остановимся подробнее на следующей группе мероприятий, включающей в себя строительство и эксплуатацию скважин, сбор и подготовку нефти и газа. (рисунок 1.2, 1.3)

4

разобщения различных пластов друг от друга, защиты эксплуатационной колонны от пластовых жидкостей и сохранения ее целостности при возможных нежелательных напряжениях (мягкая осыпающаяся порода, растяжения и т.д.).

Затем идут процессы заканчивания скважины, характеризующиеся спуском различного скважинного оборудования, которое будет находиться в скважине на протяжении всей ее жизни, и вторичным вскрытием продуктивного пласта – перфорацией. Перфорация делается для сообщения ствола скважины с нефтеносным пластом и последующей добычи нефти.

После того, как скважина построена, начинается процесс добычи нефти и газа . Во время эксплуатации скважины могут возникать различные проблемы, которые решаются при помощи текущего планового ремонта и капитального ремонта скважин. Кроме ремонтных работ на скважинах могут также проводиться работы по интенсификации нефтедобычи. Самыми известными методами интенсификации нефтедобычи являются ГРП и кислотные обработки.

В завершении жизненного цикла скважины она ликвидируется. Скважины могут быть ликвидированы по разным причинам, это может быть нерентабельная - малодебитная или отработавшая скважина, аварийная или ошибочно пробуренная скважина и т.д. Основной причиной ликвидации скважины является охрана окружающей среды. Все аспекты и детали ликвидации скважин описаны в федеральном законодательстве.

На всех стадиях работы со скважиной применяются различные химические реагенты, во многом качество каждого из проводимых воздействий на скважину зависит от правильности выбора технологии и реагента.

Кроме того, химические реагенты применяются и на каждом этапе движения пластовой жидкости: начиная от миграции пластового флюида в коллекторе и заканчивая транспортировкой товарных углеводородов по магистральным трубопроводам на переработку или продажу. (рисунок 1.4)

6

Рис. 1.4. Схема применения химических реагентов на нефтегазопромысле

Ежегодно только в Российской Федерации объемы потребления химических реагентов при нефтегазодобыче достигают десятки и сотни тысячи тонн. На рисунке 1.5 показаны объемы химических реагентов, используемых для борьбы с осложнениями в ОАО НК «Роснефть».

7

1.3 Назначение химических реагентов в процессе нефтегазодобычи

1.3.1.Химические реагенты, применяемые при строительстве скважин

Для извлечения флюида из скважины необходимо сложное инженерное

сооружение – скважина. В процессе строительства скважины – бурении – происходит механическое разрушение горной породы, и разбуренная порода должна выноситься на поверхность. Эволюция способов бурения скважин способствовала совершенствованию способов очистки строящегося ствола скважины от выбуренной породы, а также изменению и усложнению химического состава буровых промывочных жидкостей (БПЖ). Химические реагенты применяются в буровых растворах для придания им требуемых технологических свойс.

После того как скважина пробурена, требуется произвести процесс цементирования скважины. Цементирование - заполнение заданного интервала скважины суспензией вяжущих материалов, способной в статическом состоянии загустевать и превращаться в прочный, практически непроницаемый камень.

В нефтегазодобывающей промышленности цементирование широко применяется для:

изоляции насыщенных жидкостями и газом проницаемых горизонтов друг от друга после того, как они вскрыты бурением скважины;

создания высокопрочных мостов в скважине, способных воспринимать достаточно большие осевые нагрузки (например, при забуривании новых стволов, при опробовании горизонтов испытателями пластов с опорой на забой и др.);

создания разобщающих экранов, препятствующих обводнению

продуктивных горизонтов;

9

удержания в подвешенном состоянии обсадной колонны;

защиты обсадной колонны от воздействия агрессивных пластовых жидкостей и газов, вызывающих коррозию металла;

ликвидации поглощения промывочной жидкости;

упрочнения стенок скважины в неустойчивых породах.

Выбор и понимание химических реагентов помогает получить тампонажный раствор для решения конкретных задач, достижения максимального эффекта от цементирования и минимизации проблем, связаннх с этим процессом.

1.3.2 Химические реагенты, используемые при интенсификации работы скважин

В течение всей жизни скважины призабойная зона пласта (ПЗП) подвергается воздействию различных загрязняющих веществ. Такие загрязняющие вещества, ввиду отличающихся механизмов действия, вызывают разнообразные типы повреждения ПЗП, сильно ограничивающие добычу пластового флюида (ниже планируемой). Для того, чтобы нивелировать негативный эффект повреждающих пласт химических веществ и восстановить добычу пластового флюида до планируемого уровня или увеличить объем добываемой скважинной продукции, применяют различные методы интенсификации нефтедобычи.

Интенсификация нефтедобычи – это химический или механический метод увеличения дебита добывающих и приемистости нагнетательных скважин.

Различают три способа интенсификации нефтедобычи: очистка ствола скважины от различных отложений; стимуляция матрицы пласта; гидравлический разрыв пласта (ГРП).

Очистка ствола скважины от различных отложений (соли, парафины,

асфальтены, смешанные отложения) может производиться как механическими,

10

Соседние файлы в папке Архив WinRAR_1