Анализ эффективности подготовки нефти при увеличении объема добычи на нефтяном месторождении «М» (Томская область)
Объектом исследования является установка подготовки нефти на нефтяном месторождении М.
Цель работы – модернизация действующей технологии подготовки нефти на месторождении М в связи с увеличением объема добычи. В результате исследования было предложено снизить давление на первой ступени сепарации до 600 кПа изб. в 2021 году. В 2023 году установить один дополнительный сепаратор (НГС-3400, объемом 200 м3 компании ООО НПО “СпецНефтеМаш”) на второй ступени сепарации. В 2028 году отключить один из трех сепараторов на третьей ступени. Экономическая эффективность от модернизации действующей технологии составит 488,6 млн. руб. с учетом дисконта.
Введение ……………………………………………………………………………………………………… 12
1. Водонефтяные эмульсии ………………………………………………………………………….. 15
1.1 Типы эмульсий ……………………………………………………………………………………. 15
1.2 Способы разрушения водонефтяных эмульсий …………………………………….. 19
2. Инверсия водонефтяных эмульсий …………………………………………………………… 26
3. Постановка задачи исследования ……………………………………………………………… 31
4. Объект и методы исследования ………………………………………………………………… 33
4.1 Геолого-физическая характеристика продуктивных пластов ………………… 33
4.2 Характеристика нефтеносности и геологического строения продуктивных
пластов …………………………………………………………………………………………………….. 37
4.3. Геологические запасы нефти и растворенного в нефти газа …………………. 38
4.4 Действующая технология подготовки нефти ……………………………………….. 39
4.5 Характеристика объекта исследования ………………………………………………… 44
4.6 Методика моделирования процесса сепарации в динамическом режиме в
программе HYSYS ……………………………………………………………………………………. 46
5. Исследование влияния количества сырья на качество подготовки нефти ….. 53
5.1 Создание адекватной модели нефти …………………………………………………….. 53
5.2 Расчет компонентного состава продукции установки подготовки нефти на
разных этапах разработки месторождения …………………………………………………. 54
5.3 Поиск оптимального давления первой ступени сепарации ……………………. 57
5.4 Моделирование действующей технологии подготовки нефти в
динамическом режиме ………………………………………………………………………………. 61
5.5 Материальный баланс………………………………………………………………………….. 70
6. Обсуждение результатов ………………………………………………………………………….. 72
7 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 74
7.1 Капитальные вложения ……………………………………………………………………….. 74
7.2 Эксплуатационные затраты …………………………………………………………………. 78
7.3 Расчет экономического дохода при использовании 3-х фазного сепаратора
…………………………………………………………………………………………………………………. 84
7.4 Оценка экономической эффективности ……………………………………………….. 84
8. Социальная ответственность ……………………………………………………………………. 86
8.1 Анализ выявленных вредных факторов ……………………………………………….. 87
8.2 Анализ выявленных опасных факторов ……………………………………………….. 91
8.3. Экологическая безопасность……………………………………………………………….. 93
8.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………. 96
8.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………. 97
Заключение ……………………………………………………………………………………………….. 101
Список использованных источников ………………………………………………………….. 103
Приложение А ………………………………………………………………………………………… …108
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 110
Российская Федерация имеет на своей территории уникальную сырьевую базу. Нефть является главным сырьевым богатством России. Поэтому добыча и экспорт нефти существенно влияют на развитие экономики страны. Но, как и у любой другой индустрии, у нефтяной промышленности есть свои проблемы.
На сегодняшний день нефтяная промышленность играет важную роль в развитии топливно-энергетического комплекса России. Однако последние несколько лет были достаточно тяжелыми для нефтяного сектора России. Это было связанно с введением санкций, нестабильностью цен на нефть, борьбой за потребителя [0]. Но, несмотря на это, топливно-энергетическая промышленность продолжает развиваться. Объем добытой нефти и газового конденсата в России в 2017 г. составил 546,8 млрд. тонн, а это на 0,1 % меньше по сравнению с показателем 2016 г. Состояние нефтяной отрасли России можно назвать сложным, однако существуют способы улучшения этой ситуации.
В настоящее время со стороны государства уделяется много внимания развитию нефтяной отрасли. Одним из основных направлений развития является поддержание объема добычи крупных компаний на прежнем уровне. Так же уделяется повышенное внимание дипломатическим отношениям с другими странами, в частности со странами Азии. Это делается с целью развития новых направлений экспорта нефти, что в свою очередь увеличит прибыль нефтяных компаний и государства в целом [2]. Таким образом, существуют хорошие перспективы развития нефтяной промышленности России.
Несмотря на большие вложения капиталов, нефтяная промышленность имеет следующие проблемы:
использование устаревшего оборудования, что существенно влияет на объем добычи нефти;
недостаточная степень утилизации нефтяного газа
низкий коэффициент извлечения нефти;
увеличение стоимости добычи нефти за счет выработки старых месторождений.
На большинство этих проблем повлиял кризис 2009 года. В результате, которого существенно сократилась добыча нефти.
В Томской области с 2013 года наблюдается отрицательная динамика в добыче нефти, включая газовый конденсат. Добыча нефти и газового конденсата в 2017 году по данным недропользователей составила 9,768 млн. тонн (на 4,4 % меньше показателя прошлого года). По добыче газа динамика положительная. Добыча газа в 2017 году составила 5,5 млрд. м3, что на 5 % больше, чем в 2016 году. В результате в структуре добычи происходит небольшое увеличение доли газа и снижение доли нефти [3].
По итогам 2017 года индекс производства в секторе добычи полезных ископаемых в Томской области прогнозируется на уровне 99,1%. Годом ранее он составлял 99%. Такие данные приведены в прогнозе социально- экономического развития региона на 2018 год и на плановый период 2019–2020 годов.
Снижение индекса обусловлено выработкой высокопродуктивных зон и естественным истощением нефтяных месторождений, так как наибольшую долю в добывающей промышленности занимает добыча углеводородного сырья.
В последний год появился новый вид деятельности – «предоставление услуг в области добычи полезных ископаемых», демонстрирующий высокие темпы роста в течение 2017 года (за 7 месяцев 2017 года – 118,5%) и занимающий до 16 % удельного веса в секторе добычи. Однако это не компенсирует общего снижения объемов производства в топливно- энергетической отрасли в Томской области.
Одной из основных проблем добывающего комплекса является ухудшение структуры остаточных запасов и быстрый рост доли
13
трудноизвлекаемых запасов. В Томской области большинство добывающих предприятий ведут свою деятельность на месторождениях с большой степенью выработанности.
В этой связи на территории региона в соответствии с соглашением между Министерством природных ресурсов и экологии Российской Федерации и Администрацией Томской области создан полигон отработки эффективного инновационного этапа развития недропользования в целях активизации разработки технологий добычи нетрадиционных источников углеводородного сырья (трудноизвлекаемой нефти) в рамках развития кластера трудноизвлекаемых природных ресурсов.
На нефтяном месторождении М Томской области темпы добычи нефти снижаются. С целью поддержания добычи на прежнем уровне в разработку планируется ввести новые кустовые площадки 2021 году. Ввод в разработку кустовых площадок приведет к увеличению добычи нефти на месторождении. В связи с этим на установку подготовки нефти, действующую на месторождении, увеличится нагрузка. Поэтому тема работы является актуальной, так увеличение количества сырья, поступающего на установку, может привести к необходимости ее модернизации.
Целью выпускной работы является исследование возможности обеспечить требуемое качество товарной продукции установки подготовки нефти при увеличении объема поступающего сырья.
Для поддержания добычи нефти и газа на прежнем уровне в разработку
вводятся все большее количество трудноизвлекаемых запасов. Одним из
примеров такого внедрения является нефтяное месторождение М, по мере
истощения которого планируется ввод новых кустовых площадок. Пластовая
нефть перспективных кустовых площадок будет обладать повышенной
вязкостью, является парафинистой и высокосмолистой. Обводненность нефти в
процессе эксплуатации увеличивается от 26,9 до 80,8 %.
Для установления условий обеспечения требуемого качества
подготовленной нефти:
проведен расчет состава поступающей на установку подготовки
продукции скважин;
определены оптимальные параметры первой ступени сепарации для
разных составов поступающего сырья в 2018 и в 2021 году. Для нефти,
поступающей на установку в период 2018–2020 г., не требуется изменения
давления первой ступени сепарации. Установлено, что после ввода в
разработку новых кустов скважин в 2021 году необходимо снизить давление на
первой ступени сепарации до 600 кПа изб, с целью максимизации выхода
товарной продукции;
исследована пропускная способность установки подготовки нефти в
зависимости от количества и состава поступающего сырья: для обеспечения
требуемого обезвоживания нефти (содержание воды в нефти не более 5 %
масс.) и обработки всего объема поступающей продукции скважин предложено
ввести в эксплуатацию один дополнительный нефтегазовый сепаратор на
второй ступени в 2023 году. Для снижения эксплуатационных затрат на
подготовку нефти предложено отключить один сепаратор на третьей ступени в
2028. Расчеты показывают, что именно с 2028 года отключение сепаратора не
повлияет на качество и количество подготавливаемой продукции;
тип предлагаемого сепаратора второй ступени – НГС-3400,
объемом 200 м3 компании ООО НПО «СпецНефтеМаш»;
рассчитан материальный баланс установки подготовки нефти на
протяжении всего периода эксплуатации месторождения. Материальный баланс
показывает, что предложенные изменения в действующей технологии
обеспечивают требуемое качество подготовленной нефти: массовая доля воды в
2032 году 3,3 %.
Вышеперечисленные изменения действующей технологии позволят
получать максимальный выход нефти требуемого качества на протяжении всего
периода эксплуатации месторождения.
Рассчитанная эффективность предложенной модернизации с учетом
ставки дисконта 15 % составит 488,6 млн. руб.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.2 (25 отзывов)
4.8 (40 отзывов)
4 (15 отзывов)
5 (154 отзыва)
4.4 (59 отзывов)
5 (1241 отзыв)
4.6 (30 отзывов)
4.8 (105 отзывов)
4.9 (35 отзывов)
