Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Комплекс технико-технологических решений по оптимизации теплового воздействия на глубокозалегающие залежи высоковязкой нефти

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Комплекс технико-технологических решений по оптимизации теплового воздействия на глубокозалегающие залежи высоковязкой нефти"

На правах рукописи

Козлов Валерий Борисович

КОМПЛЕКС ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИЕ ЗАЛЕЖИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ (НА ПРИМЕРЕ ПЕРМО-КАРБОНОВОЙ ЗАЛЕЖИ УСИНСКОГО НЕФТЯНОГО

МЕСТОРОЖДЕНИЯ)

Специальность 25.00.17.- Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений.

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

УХТА - 2004

Работа выполнена в территориальном производственном предприятии ТПП «ЛУКОЙЛ-Усинскнефтегаз»

Научный руководитель:

- доктор технических наук Л.М. Рузин

Официальный оппоненты:

- доктор технических наук, профессор В.И. Литвиненко

- кандидат технических наук Е.М. Гурленов

Ведущая организация:

РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

Защита состоится 22 октября 2004 года в 10 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.291.01. Ухтинского государственного технического университета по адресу: 169300, Ухта, Республика Коми, Первомайская 13.

С содержанием диссертации можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан «_»_2004 года.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Н.М. Уляшева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема вовлечения в активную разработку огромных запасов высоковязких нефтей (ВВН) и битумов из года в год становится все более актуальной. Наиболее эффективными и промышленно освоенными технологиями разработки таких ресурсов считаются термические методы добычи нефти. В течение почти полувека в России и за рубежом проводятся работы по научному обоснованию и промышленному применению термических методов добычи нефти.

К особенностям Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции относится наличие больших запасов ВВН, доля которых в общих разведанных ресурсах нефти составляет около 50 % и из года в год растет, что обусловлено сложностью строения и низкими темпами освоения залежей ВВН. Большая часть этих запасов сконцентрирована на Усинском месторождении, крупнейшем на севере Европейской части России.

Проблема более активного вовлечения в разработку запасов ВВН и исследования в этой области относятся к числу наиболее актуальных проблем.

Пермо-карбоновая залежь высоковязкой нефти Усинского месторождения, открытая в 1963 г., введена в промышленную эксплуатацию в 1977 г. Залежь расположена на глубине 1100-1500 м и содержит нефть аномально высокой вязкости (около 700 мПа-с. в пластовых условиях), что почти в 200 раз выше вязкости лёгкой девонской нефти. Её размеры 12 х 9 км, геологические запасы залежи исчисляются сотнями миллионов тонн.

Залежь введена в разработку в 1977 году на естественном упруговодонапорном режиме, с 1982 года на залежи начали проводиться опытно-промышленные работы по тепловому воздействию на пласт.

В процессе разработки пермо-карбоновой залежи испытаны и освоены различные технологии теплового воздействия на пласт: закачка горячей воды с температурой до 300°С, пароциклические обработки скважин и площадное вытеснение нефти паром высоких параметров (температура до 330°С, давление - до 12,0 МПа).

Известно, что термическим методам присущи определённые ограничения,

препятствующие их широкому распространению. Некоторые из них имеют

физическую природу и их решение связано с прогрессом развития техники, другие

связаны с неблагоприятным воздействием на недра и окружающую среду.

Исследования последних лет позволяют распространить термические методы на

разработку глубокозалегающих пластов с высоким пластовым давлением, а также

на месторождения с более широким спектром свойств—нефтей,- чем это

рос. национальная/

предполагалось ранее. *

БИБЛИОТЕКА I

Результаты этих исследований затрагивают физические аспекты проблемы, их использование зависит от прогресса в развитии техники. В этой связи рациональная разработка месторождений ВВН невозможна без создания, испытания, применения и постоянного совершенствования надёжных современных технических средств производства теплоносителя, доведения его до скважин и глубокозалегающего нефтяного пласта. Поэтому оптимизация теплового воздействия на глубокозалегающие залежи высоковязкой нефти на базе совершенствования теплосилового и скважинного термостойкого оборудования является актуальным приоритетным направлением исследований, направленным на повышение эффективности разработки залежей ВВН.

Термические методы добычи нефти характеризуются относительно высокой себестоимостью одной тонны нефти.

В связи с этим не менее актуальным является снижение себестоимости добычи высоковязкой нефти на основе передовых ресурсосберегающих технологий эксплуатации теплосилового и скважинного термостойкого оборудования.

Кроме того, одной из наиболее актуальных проблем является охрана окружающей природной среды в процессе применения термических методов повышения нефтеотдачи пластов, в частности снижение вредных выбросов парогенераторных установок в атмосферу, таких как оксиды азота, серы и углерода.

Цель работы состоит в том, чтобы оптимизировать технологию теплового воздействия на глубокозалегающие залежи высоковязкой нефти за счбт реализации научно-обоснованного комплекса технико-технологических решений по повышению эффективности и экологической безопасности эксплуатации теплосилового и скважинного термостойкого оборудования.

Основные задачи исследования:

□ разработка технологии химической очистки и пассивации поверхностей нагрева нефтепромысловых парогенераторов плёнкообразующими аминами с целью продления срока службы, снижения эксплуатационных затрат и уменьшения вредных выбросов в атмосферу;

□ обобщение опыта применения и обоснование путей совершенствования термостойкого оборудования для закачки пара в глубокозалегающие нефтяные пласты;

□ разработка технического средства, позволяющего утилизировать дымовые газы парогенераторов и использовать их для повышения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей с одновременным решением проблемы защиты окружающей природной среды.

вг

36 аз

Научная новизна результатов исследования состоит в следующем:

□ разработана новая технология комплексной химической очистки и защиты от накипи внутритрубных поверхностей нагрева американских и отечественных парогенераторов;

□ определены пути совершенствования скважинного термостойкого оборудования для термического воздействия на глубокозалегающие продуктивные пласты;

□ разработано новое техническое средство - щелевой струйный компрессор для утилизации дымовых газов парогенераторов и нагнетания последних в продуктивный пласт с целью увеличения добычи нефти и одновременного решения экологических проблем с лучшими технико-технологическими характеристиками.

Основные защищаемые положения:

□ механизм и закономерности защиты поверхностей нагрева промысловых парогенераторов;

□ новая технология химической очистки и защиты внутритрубных поверхностей нагрева парогенераторов;

□ основные направления совершенствования термостойкого оборудования для термического воздействия на глубокозалегающие пласты, содержащие высоковязкую нефть;

□ конструкция нового технического средства - щелевого струйного компрессора для утилизации дымовых газов парогенератора;

□ способ добычи высоковязкой нефти, основанный на использовании для воздействия на пласт дымовых газов.

Практическая ценность выполненной работы:

□ увеличен срок службы американских горизонтальных прямоточных котлов в 2 раза, отечественных - в 1,5 раза;

□ на основе анализа опыта применения определены пути совершенствования отечественного скважинного оборудования для теплового воздействия на глубокозалегающие нефтесодержащие пласты;

□ разработан на уровне изобретения способ добычи высоковязкой нефти (патент РФ № 5035548/03);

□ промышленным экспериментом доказана возможность эффективной утилизации и нагнетания в нефтяной пласт дымовых газов парогенераторов.

Внедрение результатов работы:

1) способ химической очистки с последующей пассивацией поверхностей нагрева нефтепромысловых парогенераторов для защиты от железоокисных и силикатных отложений высокомолекулярным плёнкообразующим ПАВ из класса алифатических аминов -октадецеламином применен на парогенераторах американской фирмы «Страйзерс-термо-флад» мощностью 40 тонн пара в час при рабочем давлении 11 МПа на Усинском нефтяном месторождении (Республика Коми, Россия). Испытание и внедрение безнакипной технологии эксплуатации парогенераторов проводилось в течение 6 лет. На основании опытно-промышленных работ был разработан технологический регламент подготовки исходной воды на установках водоподготовки парогенераторов «Термотикс CG-50» и принято решение о промышленном применении безнакипной технологии эксплуатации парогенераторов. В 2004 г. запланировано провести химическую очистку с последующей пассивацией октадецеламином поверхностей нагрева четырех парогенераторов, отработавших нормативный ресурс, намечено смонтировать на этих парогенераторах системы постоянного дозирования алифатических аминов;

2) с 1991 по 2001 годы для доведения пара высоких параметров до нефтяного пласта на Усинском месторождении применялось только дорогостоящее импортное оборудование американского производства. На основе выполненных автором исследований с 2002 года на участке ПТВ-3 проходят опытно-промышленные испытания усовершенствованные образцы отечественного скважинного термостойкого оборудования:

□ теплоизолированные трубы TT 73/114-350 TM производства ДОАО МЗ «Нефтетерммаш» и ТТ67.5831.00.00 (114мм /73мм) производства ЦБПО ООО «ЛУКОЙЛ-Коми», г. Усинск;

□ мобильный паропровод TT 67.6425.00.00.000, производства ЦБПО ООО «ЛУКОЙЛ-Коми (г.Усинск);

□ термостойкие пакеры ПТК 2-140-350 производства ООО СП «Аксельсон-Кубань» (станица Северская Краснодарского Края) и комплексное пакерующее устройство термостойкое КПУТ-3-168ТН-М1 производства ДОАО МЗ «Нефтетерммаш»;

□ паровая термостойкая фонтанная арматура АТПК-65-16-350 (аналог американской - Ingram Cactus) производства ЗАО «РА Кубаньнефтемаш» (пос. Октябрьский Краснодарского края) и арматура устьевая термостойкая АТП 65-16-ТМ350 УХЛ1 производства ДОАО

МЗ «Нефтетерммаш» (пос. Черноморский Краснодарского края). Освоение и промышленное внедрение более дешевого, но не менее надежного отечественного оборудования позволило значительно повысить рентабельность добычи высоковязкой нефти.

3) опытно-промышленные испытания щелевого струйного компрессора для утилизации и нагнетания в пласт дымовых газов парогенераторов проводились на пермо-карбоновой залежи Усинского месторождения года на парогенераторе "Страйзерс" № 1 НГДУ «Комитермнефть» производительностью 20 тонн пара в час.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались:

□ в 1994 году первые результаты ОПР по внедрению безнакипной технологии эксплуатации парогенераторов и по технологии парогазотермического воздействия на пласт посредством щелевого струйного компрессора, утилизирующего дымовые газы парогенераторов, были доложены на Всероссийском совещании по термическим методам добычи нефти в Дагомысе. После доклада безнакипная технология была востребована на Сахалинских нефтепромыслах;

□ в 1997 году автором были сделаны подробные доклады по применению плёнкообразующих алифатических аминов для защиты поверхностей нагрева промысловых парогенераторов и опробыванию технологии парогазотермического воздействия на пласт (ПГТВ), путем закачки в пласт дымовых газов парогенераторов при помощи щелевого струйного компрессора на Всероссийском совещании по термическим методам добычи нефти в Шепси и на 2-ой региональной научно-практической конференции в Ухте;

□ проблемы использования теплосилового и скважинного термостойкого оборудования для термических методов добычи нефти докладывались автором в апреле 2003 года на региональной научно-практической конференции в Ухте;

Структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 165 страницах машинописного текста, включая 26 рисунков и 31 таблицу. Она состоит из введения, четырёх глав, основных выводов и библиографического списка из 60 наименований.

Работа выполнена под руководством доктора технических наук Рузина Л.М, которому автор выражает огромную и искреннюю благодарность. Автор выражает благодарность доктору технических наук Быкову И.Ю., заведующему кафедрой УГТУ Мордвинову A.A., а также своим коллегам, участвующим во внедрении безнакипной технологии эксплуатации парогенераторов и испытании различных

типов и конструкций термостойкого оборудования, а также щелевого струйного компрессора для утилизации дымовых газов и нагнетания их в нефтяные пласты: Абмаеву B.C., Крупенко A.B., Медиоланскому А.Б., Ветлугину A.A., Ветлугину В.А., Светухину М.В., Феоктистову В.И., Щапину В.М., Талалаю С.Н., Власюку А.Е., Паливоде М.Д., Прокопенко В.Г.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации. Показана важность вовлечения в активную разработку значительных запасов тяжелых высоковязких нефтей и битумов, залегающих на глубинах до 2000 м. Охарактеризованы работы, проводимые в России и за рубежом по научному обоснованию и промышленному освоению тепловых методов добычи нефти. Представлена структура запасов ВВН Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.

Представлены масштабы нагнетания в пласт пара на пермо-карбоновой залежи Усинского месторождения за последние 5 лет (рис. 1).

Закачка пара, тыс тони.

1798,2

1522.3 МНЯ

|||

Количество парогенераторов и ларонагнетательных скважин

32 32

■ ИЁ'Н

S V/Ä ' fg,

6 1

'» ii^nnwuf тдп стационарных парогенераторов I — Количество паронагната тельных скважин

■ Количество мобильных парогенераторов

Рис. 1. Динамика нагнетания теплоносителя на пермо-карбоновой залежи Усинского месторождения.

Первая глава посвящена современному состоянию работ в области разработки залежей высоковязких нефтей с применением термических методов. Дается краткий обзор отечественных и зарубежных работ по современному состоянию разработки залежей ВВН и обосновываются основные направления исследований.

Накопленный опыт разработки месторождений ВВН свидетельствует о том, что при применении традиционных технологий (естественного режима или заводнения) использование запасов ВВН не превышает 15%.

Наиболее промышленно освоенным методом интенсификации добычи и улучшения использования запасов ВВН является термическое воздействие на пласт. Особенно актуальным является анализ и обобщение основных результатов и особенностей мирового опыта разработки месторождений ВВН и битумов на основе передовых комбинированных и ресурсосберегающих технологий, внедрение которых обеспечивает достаточную рентабельность добычи ВВН и битумов.

В первой главе охарактеризована структура мировых запасов высоковязких нефтей. Стратегическое значение ВВН и битумов определяется величиной их мировых запасов, которые по разным оценкам составляют около 750 млрд. м3.

В терригенных коллекторах содержится около 2/3 мировых запасов ВВН и битумов (500 млрд. м3), оставшаяся часть запасов (250 млрд. м3) приурочена к месторождениям с карбонатным типом коллектора.

Всего в мире открыто более 1680 месторождений ВВН и битумов. 90% месторождений расположено на континенте, только 12 месторождений находится в открытом море, половина из них принадлежит Бразилии. Потенциально извлекаемые термическими методами мировые запасы ВВН и битумов составляют около 250 млрд. м3, что в 2 раза превышает доказанные запасы нефти стран ОПЕК.

Далее изложены результаты внедрения термических методов повышения нефтеотдачи на месторождениях высоковязких нефтей в карбонатных коллекторах. В главе акцентируются внимание на следующих основных моментах:

□ базовой и, по всей вероятности, безальтернативной технологией разработки залежи высоковязких нефтей и битумов являются различные модификации термических методов добычи нефти, основанные на использовании пара для воздействия на пласт;

□ традиционными объектами промышленного применения термических методов являются терригенные коллектора, залегающие на глубинах до 1000 м.

□ промышленный опыт разработки карбонатных коллекторов, содержащих высоковязкую нефть, в мировой практике отсутствует. Известно лишь несколько пилотных проектов, предусматривающих закачку пара в условиях обводненных карбонатных коллекторов;

□ на основании выполненного анализа сделан вывод, что широкое промышленное развитие термических методов добычи ВВН сдерживается из-за отсутствия надежных и недорогих технических средств для производства и закачки в пласт теплоносителя. Особенно эта проблема

актуальна для глубокозалегающих объектов с высоким пластовым давлением, к которым относится, например, пермо-карбоновая залежь Усинского месторождения.

Учитывая состояние работ в области разработки залежей ВВН и битумов термическими методами автором определены три основных направления исследований:

• повышение надежности работы промысловых парогенераторов за счет оптимизации их водно-химического режима с учетом особенностей эксплуатации в условиях нефтяного промысла;

• совершенствование и адаптация термостойкого скважинного оборудования для геолого-промысловых условий рассматриваемых объектов;

• утилизация дымовых газов парогенераторов и использование их для повышения нефтеотдачи пласта с одновременным решением проблемы защиты окружающей природной среды от вредных выбросов.

Во второй главе рассмотрены вопросы оптимизации водно-химического режима при эксплуатации горизонтальных прямоточных котлов при нагнетании пара в нефтяные пласты. Охарактеризовано современное состояние экспериментальных исследований по защите внутренних поверхностей нагрева парогенераторов от железооокисных и силикатных отложений в теплоэнергетике.

Представлены сравнительные технические характеристики и конструктивные особенности парогенераторных установок и энергетических котлов, дано описание технологического процесса водоподготовки и обоснована постановка задачи по защите поверхностей нагрева горизонтальных прямоточных парогенераторов в промысловых условиях.

Установки водоподготовки нефтепромысловых парогенераторов не предназначены для удаления солей железа и кремниевой кислоты, а только удаляют взвешенные вещества, присутствующие в исходной воде и соли кальция и магния путём ионообмена на соли натрия. Поэтому на поверхностях нагрева образуются плотные отложения железа и силикатов, которые сложно поддаются очистке.

Традиционным способом защиты поверхностей нагрева парогенераторов является организация надежного водно-химического режима при их эксплуатации (обезжелезивание, осветление, № - катионирование, удаление кислорода и углекислого газа, а также солей 2-х и 3-х валентного железа).

Однако в полевых условиях (например, при эксплуатации горизонтальных прямоточных парогенераторов для нагнетания пара в нефтяные пласты) это трудноосуществимо, так как требует использования сложного и дорогостоящего

и

оборудования. Здесь нужны другие, простые и недорогие способы защиты внутренних поверхностей парогенераторных установок, например, применение плёнкообразующих аминов.

На базе обобщения экспериментальных, аналитических и опытно-промышленных данных были сформулированы основы способа защиты поверхностей нагрева горизонтальных прямоточных парогенераторов от железоокисных и силикатных отложений.

Разработанный способ защиты основывается на использовании в качестве ингибитора накипеобразования высокомолекулярного поверхностно активного плёнкообразующего вещества из класса алифатических аминов, которое с помощью теплоносителя образует на защищаемых поверхностях гидрофобную мономолекулярную пленку, предохраняющую внутренние поверхности нагрева парогенератора от накипеобразования.

Формирование защитной пленки обеспечивается специальными технологиями. Предложена, испытана и реализована технология, которая не позволяет осаждаться в теплонапряженных участках железу и силикатам, поступающим с питательной водой, но для использования этой технологии необходима предварительная химическая очистка поверхностей нагрева, как конвективной, так и радиационной секций парогенераторов.

В качестве теплоносителя используется влажный пар. Способ реализуется в процессе эксплуатации оборудования.

В процессе промысловых экспериментов, проводимых на пермо-карбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения, получен следующий эффект:

□ обеспечена надежная защита парогенераторов во время эксплуатации;

□ возросла надежность, увеличился срок службы парогенераторов в два раза;

□ достигнуто снижение расхода топливного газа на 30%;

□ уменьшилось на 30% количество вредных выбросов в атмосферу -оксидов азота, серы и углерода.

Далее представлены результаты промысловых экспериментов по испытанию и промышленному внедрению безнакипной технологии эксплуатации парогенераторов для нагнетания пара в нефтяные пласты на участках ПТВ 1,2,3 пермо-карбоновой залежи Усинского месторождения и приведён расчёт снижения эксплуатационных затрат за счёт химической очистки парогенераторов и нанесения защитной плёнки алифатических аминов. Для уточнения количества отложений перед химической очисткой был вырезан образец оребренной трубы конвективной секции парогенератора.

При осмотре, толщина железоокисных отложений на огневой стороне трубы достигала 11 мм (рис. 2).

На рис. 3 представлен график зависимости перерасхода топлива от толщины отложений. При отложениях толщиной до 4 мм не только происходит перерасход топлива, но начинается пережог трубы. В местах отложений Ре203 из-за высоких температур начинается подшламовая коррозия, проходящая по реакции:

4Ре203 + Ре —»ЗРе304.

Выражается она в виде язв на внутренней поверхности котловой трубы с огневой стороны и чем больше отложения, тем интенсивнее идет процесс коррозии вплоть до разрыва котловой трубы.

Защитная пленка ПАВ сохраняется в котле до года, но её защитное действие можно продлить путем постоянного микродозирования в питательную воду парогенератора.

После проведения химической очистки парогенераторов с нанесением защитной гидрофобной пленки ПАВ были сделаны вырезки образцов котловой трубы в радиационной секции. В результате осмотра образцов отложения отсутствовали, а внутренняя поверхность была покрыта не смачиваемой гидрофобной защитной пленкой (рис. 4). В таблице приведены результаты снижения выбросов загрязняющих веществ для всех 29-ти парогенераторов при уменьшении расхода топливного газа на 30 %.

Накипь, мм

Рис. 2. Влияние накипи на перерасход топливного газа для горизонтальных прямоточных котлов высокого давления (из инструкции фирмы водоподготовки

А/О Хиско, Финляндия)

Рис. 3. Фотография вырезки конвективной секции парогенератора «Термотикс С050» №2 куста А-2, отработавшего 11 лет, до химической очистки.

„.'¿Г

Рис. 4. Фотография вырезки конвективной секции парогенератора «Термотикс С050» №2 куста А-2, отработавшего 11 лет, после химической очистки и обработки ПАВ (поверхность нагрева не смачивается).

_Таблица

Загрязняющее в в- во Масса выброса до очистки 22-х стацион. ПГ, т/год Масса выброса до очистки 7-ми мобильн. ПГ, т/год Масса выброса, после очистки всех 29-ти ПГ, т/год Снижение массы вредных выбросов за счёт химочист-ки ПГ т/год Сумма платы за загрязнен ие до очистки ПГ, руб Сумма платы за загрязнен ие после очистки ПГ, руб

N0 263,19 40,11 212,31 90,990 48576,53 34003,57

СН 3,93 0,63 3,192 1,368 16,85 11,80

СО 284,59 68,74 247,331 105,999 652,95 457,07

S02 31,28 4,97 25,375 10,875 4466,00 3126,20

Бенз(а) пирен 0,0000084 0,0000003 0,0000060 0,0000026 54,93 38,45

Толуол 1,31 0,245 1,0885 0,467 17,72 12,40

Бензол 1,234 0,217 1,0157 0,435 93,85 65,70

Итого 585,534 114,912 490,312 210.134 53878,83 37715,18

Уменьшение платы за загрязнение окружающей среды: 16163,65 руб/год

Благодаря внедрению безнакипной технологии эксплуатации парогенераторов получены следующие результаты:

□ помимо экономии топливного газа, предотвращена дальнейшая подшламовая коррозия внутренних поверхностей нагрева парогенераторов;

□ при внедрении постоянного дозирования ПАВ для защиты поверхностей нагрева от железоокисных и силикатных отложений, срок службы парогенераторов может быть увеличен вдвое.

Третья глава посвящена вопросам совершенствования термостойкого скважинного оборудования при термических методах добычи нефти. Проанализирован опыт производства и применения термостойкого оборудования для термических методов добычи нефти в России (на примере Усинского месторождения). Рассмотрены потенциалы термостойкого оборудования для добычи высоковязких нефтей в США и в Китае.

Представлены сравнительные технические характеристики и конструктивные особенности паровых термостойких фонтанных арматур, термостойких пакеров и термоизолированных труб. Проанализирован опыт эксплуатации данного термооборудования в России (на примере Усинского месторождения)

Рассмотрены недостатки существующих термостойких пакеров, не оснащенных встроенными термокомпенсаторами, с компенсацией температурных удлинений колонны теплоизолированных труб на устье скважины.

Обоснованы преимущества пакера ПТК 2-140-350 производства ООО СП «Аксельсон-Кубань» с компенсацией температурных удлинений колонны теплоизолированных труб непосредственно в пакере.

Представлены конструктивные особенности и технические характеристики теплоизолированных труб отечественных и зарубежных производителей.

Обобщён опыт эксплуатации теплоизолированных труб различной конструкции в условиях Усинского нефтепромысла. Проанализированы результаты геофизических исследований скважин, оборудованных теплоизолированными трубами различного производства, и сопоставлены теплофизические свойства теплоизоляции и теплопотери по стволу нагнетательных скважин.

Даны сравнительные ценовые характеристики теплоизолированных труб отечественного и иностранного производства.

Рассмотрены конструктивные особенности мобильных паропроводов для проведения пароциклических обработок скважин отечественных и зарубежных производителей и Усинской ЦБПО.

На основании опытно-промышленных и аналитических данных, определены основные направления совершенствования отечественного термостойкого оборудования с учетом геолого-промысловых условий рассматриваемого месторождения.

Четвертая глава посвящена проблеме утилизации дымовых газов парогенераторов и использованию их для реализации технологии парогазотермического воздействия на пласт.

Рассмотрены основные элементы механизма процесса, сочетающего закачку теплоносителя и газов с целью повышения нефтеотдачи пластов. Проанализирован мировой и отечественный опыт применения парогазового воздействия (ПГВ) на нефтяные пласты и представлены основные результаты опытно-промышленной закачки в пласт дымовых газов и азота в США. Описаны технология и техника получения и закачки дымовых газов и азота за рубежом.

Представлены технические средства для ПГВ воздействия на пласт, созданные в России, и результаты их опытно-промышленных испытаний, в частности:

□ скважинный термогазовый генератор конструкции творческих коллективов Казанского авиационного института (КАИ) и института «ТатНИПИнефть»;

□ скважинный парогазогенератор Уфимского авиационного института (УАИ);

□ скважинный парогазогенератор конструкции коллективов Ленинградского механического института и НПО «Союзтермнефть»;

□ поверхностный парогазогенератор "Дракон" НПО «Союзтермнефть».

Отмечается, что эксперименты с этими парогазогенераторами не дали

ожидаемых результатов, либо были экономически не выгодны.

В связи с несовершенством известных способов и устройств для парогазо-термического воздействия, в основном применяются способы воздействия на пласт паром, для производства которого используют парогенераторные установки.

Однако при использовании парогенераторных установок в атмосферу выбрасывается большое количество дымовых газов, с которыми теряется до 20 % тепла, вырабатываемого парогенераторами. Кроме того, происходит загрязнение окружающей среды токсичными газами - угарным газом СО и диоксидами серы и азота. Часовой выброс дымовых газов в атмосферу одним парогенератором "Термотикс 80-50" производительностью 20 тонн пара в час характеризуются следующими показателями: вода -800 кг, N2 -13400 кг, С02 -5600кг, СО -140 кг, >Ю2 -50 кг, в02 -10 кг. Причём угарный газ, двуокись азота и сернистый газ являются вредными выбросами.

Автором была решена задача уменьшения отрицательного воздействия на окружающую среду и повышения теплового КПД парогенератора с одновременной утилизацией дымовых газов для реализации технологии парогазотермического воздействия на пласт. Решение этой задачи было достигнуто тем, что дымовые газы, образующиеся в процессе выработки пара, смешивают в необходимой пропорции с получаемым в парогенераторной установке паром и закачивают их в пласт.

Причем для эффективного смешения и обеспечения требуемого соотношения агентов в смеси используют щелевой струйный компрессор (ЩСК), в котором рабочей средой является теплоноситель, а инжектируемой - дымовые газы, утилизация которых позволяет исключить выброс их в атмосферу.

Проведён обзор опытно - конструкторских работ в СССР по повышению КПД струйных аппаратов, и представлена опытно-конструкторская разработка нового технического средства - щелевого струйного компрессора для утилизации дымовых газов парогенераторов и нагнетания их в пласт с целью повышения эффективности добычи высоковязких нефтей.

Существующие струйные аппараты с ростом производительности значительно уменьшают КПД, поскольку струя прокачиваемой жидкости увлекает подсасываемую среду только своей поверхностью, а с увеличением поверхности струи в п раз сечение струи и расход жидкости увеличивается в п2 раз. В щелевом струйном компрессоре прокачиваемая активная среда проходит через сопло, выполненное в виде концентрических щелей, между которыми подводится пассивная среда.

Вытекающая из сопла активная среда образует в камере всасывания многослойную струю, каждый слой которой имеет наружную и внутреннюю поверхности. К каждой поверхности подведена пассивная среда. Благодаря многократному увеличению работающей поверхности, ЩСК намного эффективнее обычных струйных аппаратов.

д

Рис. 5. Принципиальная технологическая схема щелевого струйного компрессора (прямой стрелкой показан вход активной среды (теплоносителя) а волнистой - дымовых газов, которые всасываются, как внутренней, так и наружной

Автором предложена оригинальная конструкция щелевого струйного компрессора, КПД которого значительно выше, чем у обычных струйных аппаратов. Кроме того, следствием повышения теплового КПД парогенератора является снижение удельного расхода теплоносителя на тонну дополнительно добытой нефти.

В нашем варианте в качестве активной среды используется вырабатываемый парогенераторами теплоноситель, а в качестве пассивной среды - дымовые газы.

Благодаря новому техническому решению, увеличивается коэффициент инжекции и снижается металлоёмкость струйного аппарата.

Принципиальная схема ЩСК приведена на рис. 5. Прямой стрелкой показан вход активной среды (теплоносителя), волнистой - дымовых газов, которые всасываются, как внутренней, так и наружной поверхностью активной среды.

Основным параметром ЩСК, характеризующим эффективность его работы

л

л

поверхностью активной среды).

является коэффициент подсоса:11о = <3н/(2р,

где С>н - объёмный расход пассивного (всасываемого) агента;

С>р - объёмный расход рабочего агента. Коэффициент подсоса зависит от соотношения: ДРс/ДРр = [Рс-Рн]/ [Рр-Рн],

где Рс - абсолютное давление смеси на выходе ЩСК;

Рн - абсолютное давление в камере смешения;

Рр - абсолютное давление активной среды в напорной камере. При ДРс/ ДРр = 0,1-0,25, коэффициент подсоса изменяется ио от 10 до 0. Приведены результаты промыслового эксперимента по реализации технологии ТГВ на пласт при помощи щелевого струйного компрессора.

А также представлен расчёт снижения эксплуатационных затрат за счёт и закачки в пласт парогаза щелевым струйным компрессором.

Благодаря переходу на закачку парогазовой смеси с одновременной утилизацией дымовых газов в течение 21 дня удалось:

□ увеличить добычу нефти на 7,3% (по фактическим замерам дебитов скважин до, после и в период эксперимента);

□ уменьшить удельный расход пара с 5 до 4,25 тонны пара на 1 тонну дополнительно добытой нефти;

□ улучшить экологическую обстановку в районе промысла;

□ снизить количество вредных выбросов в атмосферу на 70%;

□ уменьшить эксплуатационные затраты за счёт применения щелевого струйного компрессора.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. На основе экспериментальных исследований разработана технология комплексной химической очистки и защиты от накипи поверхностей нагрева парогенераторов, что позволило повысить надежность и долговечность их работы в условиях нефтепромысла и в конечном счете увеличить добычу нефти и снизить затраты на производство пара.

2. На основе анализа эксплуатационных характеристик скважинного термостойкого оборудования в промысловых условиях определены основные направления его совершенствования, позволяющие расширить масштабы применения термических методов добычи нефти из глубокозалегающих нефтяных залежей.

1. 2.

3.

4.

5.

6.

7. 8

«

3. Разработано, изготовлено и испытано новое техническое средство -щелевой струйный компрессор для утилизации и нагнетания в пласт вместе с паром дымовых газов парогенераторов.

4. На основе созданного технического средства испытана в промысловых условиях и показала обнадеживающие результаты технология парогазотермического воздействия на пласт.

5. Решение проблемы утилизации дымовых газов парогенераторов позволило уменьшить выбросы вредных газов в атмосферу и улучшить экологическую обстановку на нефтепромысле.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

Козлов В.Б. Безопасная эксплуатация горизонтальных прямоточных котлов, выработавших расчетный ресурс. // Безопасность труда в промышленности. -2000, №2. - С.44-45.

Козлов В.Б. Сэкономили миллионы долларов (внедрение безнакипной технологии на Усинском нефтяном месторождении дало ошеломляющий эффект). // Нефть России. - 2001, №5. - С.30.

Козлов В.Б. Экологически чистый способ добычи аномальных нефтей высокой вязкости. // Безопасность труда в промышленности. - 2000 , №3. - С.38-39. Патент Российской Федерации № 5035548/03 Способ добычи высоковязкой нефти. / Л.М. Рузин, В.Б.Козлов (РФ), кл. Е 21 В 43/24, заяв. 07.07.93. Козлов В.Б. Недра требуют заботы. // Безопасность труда в промышленности. -1999, №10. -С.10-11.

Козлов В.Б. Оптимизация водно-химического режима эксплуатации горизонтальных прямоточных котлов для нагнетания пара в нефтяные пласты на примере Усинского месторождения. // Интервал. - 2002, №9. - С.40- 43. Козлов В.Б. Термостойкие пакеры. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2003, № 12. - С. 17-18.

Козлов В.Б. Теплоизолированные трубы с экранно-вакуумной теплоизоляцией. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2003, № 12. -С.35-36.

Козлов В.Б. Паровые термостойкие фонтанные арматуры. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2003, № 12. - С.41- 42.

Соискатель ЖСу/ В.Б. Козлов

»18 7 4/

РНБ Русский фонд

2005-4 14010

Отпечатано в территориальном производственном предприятии ТПП «ЛУКОЙЛ-Усинскнефтегаз» 21.07.2004. Тираж 77 экз. 169710, Республика Коми, г. Усинск, ул. Нефтяников,34.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Козлов, Валерий Борисович

Введение

1. Глава 1. Современное состояние разработки залежей высоковязких нефтей с применением термических методов.

1.1. Литературный обзор промысловых испытаний технологий теплового воздействия на месторождениях тяжелых нефтей в России и за рубежом.

1.2. Состояние работ и актуальность применения технологий паротеплового воздействия на пласт с целью повышения нефтеотдачи.

1.2.1 Мировые запасы высоковязких нефтей.

1.2.2 Результаты внедрения термических методов повышения нефтеотдачи на месторождениях высоковязких нефтей в карбонатных коллекторах.

1.3. Постановка проблем по трём направлениям исследований.

1.4. Выводы.

2. Глава 2. Оптимизация водно-химического режима при эксплуатации горизонтальных прямоточных котлов при нагнетании пара в нефтяные пласты.

2.1. Сравнительные технические характеристики и конструктивные особенности парогенераторных установок для нагнетания пара в нефтяные пласты и энергетических котлов.

2.1.1 Нефтепромысловые парогенераторы.

2.1.2 Технологическая схема производства пара энергетических котлов. Барабанные котлы с естественной циркуляцией.

2.2. Описание технологического процесса водоподготовки.

2.2.1 Принцип работы установки водоподготовки.

2.2.2 Система управления работой фильтров.

3.2.3 Химизм процесса Ыа-катионирования.

3.2.4 Регенерация катеонита.

2.2.5 Деаэрация и обескислороживание (термическая деаэрация -дегазация) воды.

2.3. Состояние работ по проблеме и постановка задачи по защите поверхностей нагрева горизонтальных прямоточных парогенераторов в промысловых условиях.

2.3.1. Опыт теплоэнергетики по защите поверхностей нагрева котлов.

2.3.2. Современное состояние экспериментальных исследований по защите внутренних поверхностей нагрева парогенераторов от железооокисных отложений при помощи высокомолекулярного плёнкообразующего ПАВ.

2.3.3. Постановка задачи исследования.

2.4. Результаты промысловых экспериментов по испытанию и 44 промышленному внедрению безнакипной технологии эксплуатации парогенераторов для нагнетания пара в нефтяные пласты на участках ПТВ 1,2,3 пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения.

2.4.1. Суть проблемы.

2.4.2 Причины невыполнения проектных решений по обезжелезиванию исходной воды.

2.4.3 Идея решения проблемы.

3.4.4 Путь решения проблемы.

2.4.5 Этапы и результаты внедрения безнакипной технологии эксплуатации парогенераторов на участках ПТВ 1,2,3 пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения.

2.5. Снижение эксплуатационных затрат за счёт химической очистки парогенераторов и нанесения защитной плёнки алифатических аминов.

2.6. Снижение вредных выбросов в атмосферу за счёт химической очистки парогенераторов.

2.7. Выводы.

Глава 3. Основные направления совершенствования термостойкого оборудования для термического воздействия на глубокозалегающие пласты, содержащие высоковязкую нефть.

3.1. Опыт совершенствования скважинного термостойкого оборудования для термических методов добычи нефти в России на примере Усинского месторождения).

3.2. Технический потенциал производства термостойкого оборудования для добычи высоковязких нефтей в США.

3.3. Технический потенциал производства термостойкого оборудования для добычи высоковязких нефтей в Китае.

3.4. Сравнительные эксплуатационные и технические характеристики 77 и конструктивные особенности паровых термостойких фонтанных арматур и термостойких пакеров, применяемых на пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения.

3.4.1. Паровая термостойкая фонтанная арматура с верхней 78 компенсацией температурных удлиннений.

3.4.2. Арматура термостойкая паровая АТПК-65-16-350 с нижней 82 компенсацией температурных удлиннений в пакере.

3.4.3. Недостатки существующих термостойких пакеров, не 84 оснащенных встроенными термокомпенсаторами, с компенсацией на температурных удлиннений на устье скважины.

3.4.4. Преимущества пакера ПТК 2-140-350 производства ООО СП 86 «Аксельсон-Кубань».

3.5. Конструктивные особенности теплоизолированных труб с 87 экранно-вакуумной теплоизоляцией.

3.5.1. Сравнительные ценовые характеристики теплоизолированных 88 труб отечественного и иностранного производства.

3.5.2. Конструкция труб теплоизолированных внутрискважинных 89 (термокейс) для нагнетания пара в нефтяные пласты.

3.5.3. Технические характеристики труб ЦБПО в сравнении с трубами 91 отечественных и зарубежных производителей.

3.5.4. Опыт эксплуатации теплоизолированных труб в условиях 92 Усинского нефтепромысла.

3.6. Конструктивные особенности мобильных паропроводов для 98 проведения пароциклических обработок скважин.

3.7. Выводы. 105 4.

Глава 4. Утилизация дымовых газов парогенераторов при помощи нового технического средства - щелевого струйного компрессора.

4.1 Анализ опыта теплоэнергетики по утилизации тепла дымовых газов.

4.2. Основные элементы механизма процесса, сочетающего закачку 112 теплоносителя и газа с целью повышения нефтеотдачи пластов.

4.3. Мировой и отечественный опыт применения термогазотермического воздействия (ТГТВ) на нефтяные пласты.

3.3.1 Основные результаты опытно промышленной закачки в пласт дымовых газов и азота в США.

4.3.2 Технология и техника получения и закачки дымовых газов и азота за рубежом.

4.3.3 Технические средства для термогазохимического (ТГХВ) воздействия на пласт, созданные в России.

4.4. Физические объёмы вредных выбросов парогенераторных установок в атмосферу при разработке пермокарбоновой залежи Усинского месторождения тепловыми методами.

4.5. Опытно-конструкторская разработка нового технического средства - щелевого струйного компрессора для утилизации дымовых газов парогенераторов и нагнетания их в пласт с целью повышения нефтеотдачи пластов.

4.5.1 Опытно - конструкторские работы, проводимые в СССР по повышению к.п.д. струйных аппаратов.

4.5.2. Постановка задачи исследования.

4.5.3. Результаты промыслового эксперимента по реализации технологии термогазохимического воздействия на пласт при помощи щелевого струйного компрессора

4.6. Снижение эксплуатационных затрат, за счёт и закачки в пласт парогаза щелевым струйным компрессором.

4.7. Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Комплекс технико-технологических решений по оптимизации теплового воздействия на глубокозалегающие залежи высоковязкой нефти"

Проблема вовлечения в активную разработку огромных запасов тяжелых высоковязких нефтей (ВВН) и битумов из года в год становится все более актуальной. Наиболее эффективной и промышленно освоенной технологией разработки таких ресурсов считаются термические методы добычи нефти. Мировая добыча тяжелых нефтей термическими методами в 1996 г. составляла 75 млн.т, в т.ч. в США ежегодно добывается 26 млн.т термической нефти, в Венесуэле - 22 млн.т. В больших масштабах термические методы применяются в Индонезии, Китае, Канаде и других странах.

В течение почти полувека в России и за рубежом проводятся работы по научному обоснованию и промышленному освоению тепловых методов добычи нефти.

К особенностям Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции относится наличие больших запасов ВВН, доля которых в общих разведанных ресурсах нефти составляет около 50 % и из года в год растет, что обусловлено сложностью строения и низкими темпами освоения залежей ВВН.

Поэтому проблема более активного вовлечения в разработку запасов ВВН и исследования в этой области относятся к числу наиболее актуальных проблем, стоящих перед нефтяной отраслью.

Большая часть этих запасов приурочена к двум наиболее крупным месторождениям Европейского севера (Ярегскому и Усинскому), находящимся в разработке десятки лет. Остаточные извлекаемые запасы нефти только на этих двух месторождениях - около 300 млн.т, что составляет более 60 % от всех запасов нефтяной Компании «ЛУКОЙЛ» на территории Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.

Республика Коми по масштабам применения тепловых методов для извлечения высоковязкой нефти занимает первое место в России. В пласты Ярегского и Усинского месторождений ежегодно закачивается около 4 млн.т теплоносителя. Всего за весь период применения тепловых методов в РК закачано 58,0 млн.т пара (31 млн.т по Яреге и 27 млн.т по Усе) и добыто около 19 млн.т термической нефти (11,5 млн.т по Яреге и 7,5 млн.т по Усе). В процессе разработки этих двух месторождений, одно из которых представлено терригенным, а другое карбонатным коллектором, накоплен большой опыт теоретических, лабораторных и промысловых исследований по изучению, применению и совершенствованию различных технологий разработки и добычи высоковязкой нефти в разнообразных геолого-промысловых условиях, а также эксплуатации теплосилового и скважинного термостойкого оборудования. Годовой объём нагнетания теплоносителя на пермокарбоне Усы с 2000 года увеличился более, чем на 1 млн. тонн. Динамика роста нагнетания теплоносителя на пермокарбоновой залежи Усинского месторождения приведена на диаграмме 1.

К сожалению, термическим методам присущи определённые ограничения, препятствующие их широкому распространению. Некоторые из них имеют физическую природу и их решение связано с прогрессом развития техники, другие связаны с неблагоприятным воздействием на недра и окружающую среду.

На нефтепромыслах пермо-карбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения в настоящее время работают в основном парогенераторные установки американского производства. В условиях американских нефтепромыслов эти парогенераторы работают 6-8 лет, а затем американские нефтяные компании приобретают новые парогенераторы. Такой подход неприемлем для Российских условий, поскольку эти парогенераторы достаточно дороги.

Стоимость одного парогенератора производительностью 20 тонн пара в час 1,5 млн. $ США, причём их доставка и таможенные сборы составляют треть этой цены. Для разработки пермокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения тепловыми методами необходимы сотни таких парогенераторов. Поэтому повышение их надёжности и срока службы является критерием рентабельности разработки нефтяных залежей тепловыми методами и позволяет нарастить добычу термической нефти при оптимальных эксплуатационных затратах.

3000 2500 2000 1500 1000 500 0

Диаграмма 1

2000 2001 2002 2003 2004

Количество парогенераторов п паронагнетательных скважин

35 л.

2000 2001 2002 2003 2004

ЩШ Количество стаинонарных парогенераторов IllM Количество моб ильных парогенераторов

Количество паронагнетательных скважин

Из всего комплекса технико-технологических проблем связанных с производством теплоносителя и нагнетанием его в нефтяной пласт с целью повышения нефтеотдачи в диссертации предложены пути решения следующих наиболее актуальных проблем:

1. Оптимизация подготовки исходной воды для нефтепромысловых парогенераторов на основе новых ресурсосберегающих технологий.

2. Совершенствование отечественного скважинного термостойкого оборудования для термических методов добычи нефти и его адаптация для применения на глубокозалегающих месторождениях высоковязких нефтей.

3. Повышение нефтеотдачи путём нагнетания дымовых газов вместе с паром в нефтяной пласт при помощи щелевого струйного компрессора специальной конструкции.

Работа посвящена обобщению многолетнего опыта аналитических, лабораторных и промысловых исследований, выполненных под руководством и при непосредственном участии автора, по разработке и совершенствованию технологии водоподготовки на паротепловых комплексах пемокарбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения, созданию, испытанию и применению надёжного отечественного скважинного термостойкого оборудования и опробыванию технологии парогазотермического воздействия на пласт (ПГТВ) при помощи нового технического средства - щелевого струйного компрессора.

В работе представлены:

I. Современное состояние разработки залежей высоковязких нефтей с применением термических методов.

II. Исследования, обосновывающие комплекс мероприятий по повышению эффективности подготовки питательной воды для парогенераторов: о анализ результатов лабораторных исследований качества исходной воды, состояния поверхностей нагрева парогенераторов по данным спектрального анализа и экспериментальных опытно промышленных работ по использованию пленкообразующих аминов для защиты внутренних поверхностей нагрева от отложений, кислородной и углекислотной коррозии при эксплуатации парогенераторов на пермо-карбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения; рекомендации по оптимизации водно-химического режима на установках водоподготовки парогенераторов «Термотикс»; расчёт снижения эксплуатационных затрат, за счёт решения проблем оптимизации водно - химического режима на ВПУ парогенераторов «Термотикс».

III. Обобщение опыта применения и обоснование путей совершенствования термооборудования для закачки пара в глубокозалегающие нефтяные пласты: о сравнительные технические характеристики и конструктивные особенности паровых термостойких фонтанных арматур и термостойких пакеров. Опыт эксплуатации на Усинском нефтяном месторождении; о недостатки существующих термостойких пакеров, не оснащенных встроенными термокомпенсаторами, с компенсацией температурных удлиннений колонны теплоизолированных труб на устье скважины; о преимущества пакера ПТК 2-140-350 УХЛ1-2 производства ООО СП

Аксельсон-Кубань»; о конструктивные особенности теплоизолированных труб с экранновакуумной теплоизоляцией; о опыт эксплуатации теплоизолированных труб в условиях Усинского нефтепромысла; о пути решения проблем создания и применения надёжного скважинного термостойкого оборудования для термических методов добычи нефти. и

IV. Анализ результатов экспериментальных опытно промышленных работ по испытанию щелевого струйного компрессора для утилизации и нагнетания в пласт дымовых газов парогенераторов с целью повышения нефтеотдачи.

V. Рекомендации по снижению вредных выбросов парогенераторных установок в атмосферу путём утилизации дымовых газов парогенераторных установок при разработке пермокарбоновой залежи Усинского месторождения тепловыми методами.

В работе защищаются следующие основные положения:

1. Новая технология химической очистки и защиты внутритрубных поверхностей нагрева парогенераторов;

2. Механизм и закономерности защиты поверхностей нагрева промысловых парогенераторов;

3. Основные направления решения проблем совершенствования термостойкого оборудования при термическом воздействии на пласты, содержащие высоковязкую нефть;

4. Опытно-конструкторская разработка нового технического средства - щелевого струйного компрессора;

5. Способ добычи высоковязкой нефти.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Козлов, Валерий Борисович

5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. По результатам изучения и анализа мирового и отечественного опыта применения теплового воздействия на продуктивные пласты разработано, изготовлено и опробовано в условиях нефтепромысла новое техническое средство с более высоким КПД - щелевой струйный компрессор для утилизации и нагнетания в пласт вместе с паром дымовых газов парогенераторов.

2. Разработана и реализована технология парогазового воздействия на нефтяной пласт, содержащий высоковязкую нефть.

3. В существенной степени решена проблема охраны окружающей среды при применении пара в качестве теплоносителя при термическом воздействии на глубокозалегающий пласт, содержащий высоковязкую нефть.

4. Сделан анализ, дана оценка и определены пути совершенствования термостойкого оборудования при термических методах добычи нефти для оптимизации разработки глубокозалегающей пермо-карбоновой залежи Усинского нефтяного месторождения.

5. Исследована работа американских и отечественных парогенераторов на Усинском месторождении.

6. Разработана технология, позволяющая повысить надежность, долговечность и ремонтопригодность горизонтальных прямоточных парогенераторов в условиях нефтепромысла, увеличить добычу нефти, повысить нефтеотдачу и снизить эксплуатационные затраты на топливный газ, повысить эффективность разработки глубокозалегающей залежи высоковязкой нефти.

6. Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Козлов В.Б. Безопасная эксплуатация горизонтальных прямоточных котлов, выработавших расчетный ресурс. // Безопасность труда в промышленности. - 2000, №2. - С.44-45.

2. Козлов В.Б. Сэкономили миллионы долларов (внедрение безнакипной технологии на Усинском нефтяном месторождении дало ошеломляющий эффект). // Нефть России. - 2001, №5. - С.30.

3. Козлов В.Б. Экологически чистый способ добычи аномальных нефтей высокой вязкости. // Безопасность труда в промышленности. - 2000 , №3. - С.38-39.

4. Патент Российской Федерации № 5035548/03 Способ добычи высоковязкой нефти. / Л.М. Рузин, В.Б.Козлов (РФ), кл. Е 21 В 43/24, заяв. 07.07.93.

5. Козлов В.Б. Недра требуют заботы. // Безопасность труда в промышленности. - 1999 , №10. - С. 10-11.

6. Козлов В.Б. Оптимизация водно-химического режима эксплуатации горизонтальных прямоточных котлов для нагнетания пара в нефтяные пласты на примере Усинского месторождения. // Интервал. - 2002, №9. -С.40- 43.

7. Козлов В.Б. Термостойкие пакеры. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2003, № 12. - С. 17-18.

8. Козлов В.Б. Теплоизолированные трубы с экранно-вакуумной теплоизоляцией. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2003, № 12. - С.35-36.

9. Козлов В.Б. Паровые термостойкие фонтанные арматуры. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2003, № 12. - С.41- 42.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Козлов, Валерий Борисович, Ухта

1. Анализ промышленной разработки месторождения Оха тепловыми методами / Боксерман A.A., Подкин A.A., Раковский Н.Л., Тарасов А.Г. // М.: ВНИИОЭНГ. -1979. - 46 с.

2. Анализ разработки залежи высоковязкой нефти месторождения Оха с применением теплового воздействия на пласт / Боксерман A.A., Кувшинов Н.С., Раковский Н.Л., Тарасов А.Г. // Нефтяное хозяйство. -1972.-№7.-С.16-24

3. Антониади Д.Г. Научные основы разработки нефтяных месторождений термическими методами. М.: Недра, 1995. - 264 с.

4. Аржанов Ф.Г., Антониади Д.Г., Гарушев А.Р. Термические методы воздействия на нефтяные пласты. Справочное пособие. - М.: Недра, 1995.- 192 с.

5. Аржанов Ф.Г., Ишханов В.Г. Роль и место термических методов в проблеме увеличения нефтеотдачи пластов // М.: ВНИИОЭНГ. -1990. -36 с.

6. Байбаков Н.К., Гарушев А.Р., Антониади Д.Г. Термические методы добычи нефти в России и за рубежом. М.: ВНИИОЭНГ, 1995. - 168 с.

7. Байбаков Н.К., Брагин В.А., Гарушев А.Р. Термоинтенсификация добычи нефти. М.,: Недра, 1971. - 89 с.

8. Боксерман A.A. Динамика зон прогрева пласта при закачке в него пара // НТС ВНИИ по добыче нефти, вып. 42. М., 1971. - С. 159-169

9. Боксерман A.A., Додонова И.А., Раковский Н.Л. Геологофизические критерии выбора объектов для применения тепловых методов разработки // Геология нефти и газа. -1976. № 10. - С.21-27

10. Брагин В.А., Гарушев А.Р., Лысов В.А. Опыт применения методов термического воздействия на нефтяной пласт в объединении "Краснодар-нефтегаз". М.: ВНИИОЭНГ. - 1967. - С.3-39

11. Гарушев А.Р. Термическое воздействие на пласт при разработке месторождений высоковязких нефтей. М.: ВНИИОЭНГ, 1972. 88 с.

12. Жданов С.А., Малютина Г.С. Промышленное внедренеие методов повышения нефтеотдачи пластов за рубежом. -М.: ВНИИОЭНГ, 1982. -52 с.

13. Намиот А.Ю. Растворимость газов в воде. Справочное пособие. М.: Недра, 1991.-170 с.15.0ганов К.А. Паротепловое воздействие с помощью оторочки на участке МЭП Бориславского месторождения // Нефтяное хозяйство. -1975. -№ 12. С.29-33

14. Кочешков А.А., Дубов В.И., Хомутов В.И и др.Определение величины пароводонасыщенности пласта при вытеснении нефти паром // Нефтепромысловое дело. -1972. № 12. - С. 14-16

15. Раковский H.JL, Шарбатов В.И. Опыт применения тепловых методов разработки нефтяных месторождений // Обзор зарубежной литературы, ВНИИОЭНГ. -1974. 123 с.

16. Раковский Н.Л. Методика расчета радиального вытеснения нефти оторочкой пара из слоисто-неоднородного пласта // Сб.научных трудов ВНИИ. 1984. - вып.88. - С.34-44

17. Рузин Л.М. Опыт по закачке пара в трещиновато-пористый пласт Ярегского месторождения // НТС ВНИИ, М.: Недра. -1971. № 41. -С.41-43

18. Bur sell G.G. Steam displacement-Kern River field. JPT, Oct., v.22, № 10, 1970, p. 1225-1231

19. Faroud Ali S.M., Meldau R.F. Current Steamflood technology. JPT, v.31, № 10, 19797

20. Jones J., Cawthon G. Seguential steam: an engineered cyclic steaming method. // SPE 17421. 1988. - March. - p.227-237

21. Pollock C.D., Bausin A.D., Buxton T.S. Performance of a Forward steam drive project Nagget resorvoir, Winkleman Dome field, Wyoming. JPT, v.21,№ 1, 1969, p.35-40

22. Stokes D.D. et al. Steam drive as a supplemental recovery process in a Intemtdiate-viscosity reservoir, Mount Poso field. JPT, № 1, 1968, p. 125131

23. Vittoratos E., Scott G.R., Beattle C.J. Cold Lake cyctic steam stimulation: a multiwebb process // SPE Reservoir Engineering, 1990. v.5. - № 1. - p.19-24

24. Бурже Ж., Сурио П., Комбарну М. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов. М.: Недра, 1988. - 421 с.

25. Н.К. Байбаков, А.Р. Гарушев. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений. М. Недра, 1988, - 343 с.

26. В.С. Каширин, Б.Д. Панов. Применение тепловых методов добычи нефти за рубежом, М. ВНННОЭНГ, 1982,. 40с.

27. М.Ю. Резников, Ю.М. Липов. Паровые котлы тепловых электростанций. М. Энергоиздат, 1981, - 239 с.

28. Г.П. Гладышев, А.А. Дорожков, В.В. Лебедев, А.А. Тихомиров. Безопасная эксплуатация паровых и водогрейных котлов. М. Энергоатомиздат, 1995, - 240 с.

29. Ф.И. Белан. Водоподготовка. М. Энергия, 1979, - 208 с.

30. В.П. Глебов, Н.Б. Эскин, В.М. Трубачёв и др. Внутритрубные отложения в паровых котлах. М. Энергоатомиздат ,1983, 240с.

31. Краткая химическая энциклопедия. М. «Советская энциклопедия», 1964,-1112 с.

32. П.А. Акользин. Коррозия и защита металла теплоэнергетического оборудования. М. Энергоиздат, 1982, - 304 с.

33. Ю.М. Кострикин, Н.М. Калинина. Методика контроля состояния оборудования; Определение качества и химического состава отложений. М. Служба передового опыта эксплуатации энергосистем ОРГРЭС, 1976, - 36 с.

34. А.П. Боровинских, Е.Б. Грунис, Н.Д. Цхадая. Актуальные проблемы геологии нефти и газа (Кремсовские чтения). Материалы 2-ой региональной научно-практической конференции 21-23 апреля 1999 г., -Ухта 1999, 477 с.

35. Сборник руководящих материалов по охране недр. М., «Недра», 1973, 328 с. (Госгортехнадзор СССР).40."Справочная книга по добыче нефти", М., Недра, с 126-127.

36. Журнал "Изобретатель и рационализатор" № 11, 1988, с.8-9.

37. В.В. Баширов, Н.Ш., В.А. Хайретдинов, В.А. Алексеев, С.С. Бадретдинов, Э.С. Петров. Системы питания и распыливающие устройства технологических теплогазогенераторов. М ВННОЭНГ, 1986,-68с.

38. M.JI. Сургучев, Ю.В. Желтов, A.A. Фатхуллин, Ю.Г. Мамедов, И.Л. Галина, К.С. Извеков. Использование азота и дымовых газов в процессе повышения нефте и конденсатоотдачи. - М ВННОЭНГ, 1990, - 53с.

39. Козлов В.Б. Экологически чистый способ добычи аномальных нефтей высокой вязкости. М: "Безопасность труда в промышленности» №3 за 2000 год,-38 с.

40. J1.M. Рузин, В.Б. Козлов. Способ добычи высоковязкой нефти. Патент Российской Федерации, № №5035548/03, кл. Е 21 В 43/24, 1993 г.

41. Козлов В.Б. Недра требуют заботы. М: "Безопасность труда в промышленности» №10 за 1999 год, 10 с.

42. Козлов В.Б. Безопасная эксплуатация горизонтальных прямоточных котлов, выработавших расчетный ресурс. М: "Безопасность труда в промышленности» в №2 за 2000 год.

43. Козлов В.Б. Сэкономили миллионы долларов (внедрение безнакипной технологии на Усинском нефтяном месторождении дало ошеломляющий эффект). М: «Нефть России» №5 за 2001 год, 30 с.

44. Козлов В.Б. Оптимизация водно-химического режима эксплуатации горизонтальных прямоточных котлов для нагнетания пара в нефтяные пласты на примере Усинского месторождения. Самара: «Интервал» №9 за 2002 год, 40 с.

45. Т.А. Бурдынь, Ю.Б.Закс "Химия нефти, газа и пластовых вод", М., Недра, 1975 г.

46. Р.Ю. Егоров. Технологический регламент подготовки исходной воды реки Колва на ВПУ парогенераторов «Термотикс». г. Москва, ООО «Химсервискомплект» , 10 июля 2002 года.

47. Р.Ю. Егоров. Отчёт «Оптимизация водно-химического режима парогенераторов для снижения удельных затрат газа и электроэнергии» г. Москва, ООО «Химсервискомплект», 10 июля 2002 года.

48. Анализ мирового опыта разработки залежей высоковязких нефтей. /В.О. Урсегов // Ухта, институт «ПечорНИПИнефть» 2002 г., - 57с.

49. В.Б. Козлов. Термостойкие пакеры. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», Журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море» № 12 за 2003 год , 17с.

50. В.Б. Козлов. Теплоизолированные трубы с экранно-вакуумной теплоизоляцией. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», Журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море» № 12 за 2003 год, -35с.

51. В.Б. Козлов. Паровые термостойкие фонтанные арматуры. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», Журнал «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море» № 12 за 2003 год , 41 с.

52. М.В. Светухин. Авторское свидетельство СССР № 1201556, кл. F 04 F 5/02 , Щелевой струйный насос, 1984.

53. М.В. Светухин. Авторское свидетельство СССР №1388587, кл. F 04 F 5/02, Щелевой струйный насос, 1984.