Моделирование гидродинамики двухфазного потока в подъёмных трубах нефтяных скважин

Фай, Демба Отделение нефтегазового дела (ОНД)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Гидродинамика ламинарного двухфазного потока в процессе подъема нефти или газа на поверхность существенно влияет на весь технологический процесс эксплуатации скважин. В работе представления физико-математическая постановка задачи о ламинарном течении несущей среды с твёрдыми частицами и приведены результаты численных расчетов полей скоростей водонефтяного потока и концентрации частиц в эксплуатационных колоннах скважин. Сформулированы основные практически выводы и рекомендация.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 8

1 Геологическое строение Усть-Балыкское месторождения …………………………. 9

1.1 Общие сведения о месторождении ………………………………………………………… 9

2 Общая информация и обзор литературы по исследованию двухфазных
потоков…………………………………………………………………………………………………… 17

2.1 Характеристика различных фаз потоков в колоннах труб нефтяных скважин
2.2 Характеристики жидкости, содержащей твердые частицы ……………………. 22

2.3 Силы действующие на твердую частицу в сплошном потоке ………………… 25

2.4 Ограничение способов моделирования потока жидкости с твердыми
частицами ………………………………………………………………………………………………. 28

2.5 Механические примеси ………………………………………………………………………. 29

2.5.1 Технические методы борьбы с механическими примесями ………………… 29

2.5.2 Сложности добычи углеводородов, связанные с образованием
механических примесей …………………………………………………………………………… 33

2.6 Ограничения, связанные с повреждением эксплуатационной колонны ….. 34

2.7 Исследования частиц, которые могут оказывать негативное воздействие на
насосы ……………………………………………………………………………………………………. 35

3 Постановка задачи и основные уравнения………………………………………………. 37

4 Результаты численных расчетов…………………………………………………………….. 44

5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ….. 50

5.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………………….. 50

5.2 SWOT-анализ …………………………………………………………………………………….. 51

5.3 Обоснование выбора исследования……………………………………………………… 52

5.4 Определение перечня работ и оценка времени на их выполнение ………….. 53
5.5 Бюджет научного исследования ………………………………………………………….. 56

5.6 Экономическая эффективность …………………………………………………………… 61

6 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 62

6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……….. 63

6.2 Производственная безопасность …………………………………………………………. 64

6.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………………… 65

6.3 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных и
вредных факторов на исследователя …………………………………………………………. 68

6.3.1 Требования безопасности перед началом работы ………………………………. 68

6.3.2 Требования безопасности во время работы ……………………………………….. 69

6.3.3 Требования безопасности в аварийных ситуациях ……………………………… 70

6.3.4 Требования безопасности по окончании работы ………………………………… 70

6.4 Анализ условий труда на рабочем месте ……………………………………………… 71

6.4.1 Анализ показателей микроклимата …………………………………………………… 71

6.4.2 Анализ показателей шума и вибрации ………………………………………………. 72

6.5 Анализ освещенности рабочей зоны ……………………………………………………. 73

6.6 Анализ электробезопасности ………………………………………………………………. 73

6.7 Анализ пожарной безопасности ………………………………………………………….. 74

6.8 Экологическая безопасность ………………………………………………………………. 75

6.9 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 78

Заключение …………………………………………………………………………………………….. 81

6 Список использованной литературы ………………………………………………………. 82

Приложение А ………………………………………………………………………………………… 85

Подъем нефти, газа, воды и твердых частиц с помощью центробежных
насосов сегодня превратился в очень сложную систему. Воздействие твердых
частиц на оргонов центробежных насосов изучено недостаточно. Сложность
выбора технологических приемов процесса отделения твердых частиц перед
поступлением в насос для их отделения обусловлена недостаточными
динамическими исследованиями таких частиц в скважинах. Поэтому необходимо
изучить механизм вытеснения нефти, содержащей твердые частицы, в
промежутке перфорации скважины на входе в насос, чтобы лучше обеспечить
оптимальную работу насоса и надежную защиту органов насоса.
Моделирование двухфазных потоков для исследования движения
жидкости на основе уравнений Навье-Стокса с учетом процессов конвективного
переноса и диффузии является одним из перспективных направлений
исследований для понимания механизма движения жидкостей с твердыми
частицами. Такое исследование улучшит технологический выбор и оптимальные
конструкции для отделения твердых частиц от жидкости до того, как они попадут
в погружной насос.
1 Геологическое строение Усть-Балыкское месторождения

В результате проделанной исследовательской работы были выявлены:
Твердых частиц размером 20 мкм при дебите 100 м3/сут, угле наклона ствола
10 градусов и вязкости скважинного флюида 1 мПА*сек не поднимаются
выше 180 метров;
Частицы размером dj >40 мкм при средних дебитах Qж =250-300 м3/сут при
небольших углах наклона ствола скважины (< 15 градусов) оседают на стенке эксплуатационной колонны на высотах 200-250 метров над забоем; Фракции частиц 100 и 200 микрон не могут проходить через сетку фильтра и собираться снаружи из-за не происходит равномерного обтекания поверхности двигателя и гидрозащиты. Для анализа и прогнозирования характеристика течения жидкости с твердыми частицами в вертикальной скважине была разработана простая математическая модель, которая учитывает теплоперенос и взаимодействие между жидкостью и твердыми частицами:  Вычислительный алгоритм обеспечивает систематический подход для прогнозирования областей с высокой концентрацией частиц и оптимальных полей скорости и температурой переноса для предотвращения осаждения и накопления частиц в вертикальных нефтяных скважинах;  Методология может быть использована для снижения затрат путем определения оптимальных условий эксплуатации, которые сводят к преуменьшению проблемы обеспечения потока, время простоя и тяжелые требования к восстановлению для течения жидких частиц в вертикальных скважинах под различные ограничения; При наличии тонкодисперсных частиц в потоке для увеличения СНО насосного оборудования необходимо в скважине устанавливать фильтры ближе к приему УЭЦН. При этом фильтры должны обеспечивать надежное улавливание частиц размером менее 10-15 мкм. 5.

1. ДополнениектехнологическойсхемеразработкиУсть-Балыкское
месторождения. – ООО «РН-Юганскнефтегаз», 2007 г.
2. Бабуха Г.Л, Шрайбер А.А Взаимодействие частиц полидисперсного
матерала в двухфазныых потоках.– Киев: Наукова думка. 1972.175с.
3. Oil & Gas Science and Technology – Rev. IFP Energies nouvelles, Vol. 66
(2011), No. 6, pp. 979-989
4. Хайбуллин , Р. М. Предотвращени е пескопроявлени й из скважи н
осложненного фонд а [Текст ] / Р . М . Хайбуллин , А . Р . Эпштейн , В. Г.
Карамышев, А. А. Бекбаулиева, Л. Р . Хасаншин / / НТЖ «Проблемы сбора,
подготовк и и транспорт а нефт и и нефтепродуктов » / ИПТЭР . 2009. Вып.
4 (78). С. 3741.
5. Нигматуллин Р. И. Динамика многофазных сред: в 2 ч. М.: Наука, 1987. Ч.
1. 464 с. Ч. 2. 360 с.
6. 2. Кутепов А. М., Латкин А. С. Вихревые процессы для модификации
дисперсных систем. М.: Наука, 1992. 250 с.
7. Маркелов Д.В. Центробежная сепарация газа и твёрдых частиц в приёмных
устройствах поrружных насосных установок для добычи нефти. – Дис ….
канд. техн. наук.- М., 2007. – 118 с.
8. Влияние механических примесей и методы борьбы с ними при
эксплуатации скважин погружными центробежными насосами в ОАО
•Юганскнефтегаз• j Дроздов А.Н., Кудряшов С.И., Маркелов Д.В. и др. –
Доклады XII Всероссийской технической конференции по УЭЦН,
Альметьевск, 27-30 сентября 2004 г.
9. Маркелов Д.В. Опыт эксплуатации УЭЦН в условиях интенсификации
добычи нефти и роль сервиса в работе поrружного комплекса. -Доклады XI
Всероссийской технической конференции ОАО ~АЛНАС•. – М.: АЛНАС. –
2002 г.
10. Влияние модифицирования, микролегирования и термической обработки на
коррозионную стойкость и механические свойства стали 15Х5М / Т. В.
Тетюева [и др.] // Металловедение и термическая обработка металлов. —
2012. — № 10. — С. 15–22.
11. Трение и износ насосного оборудования в скважинах с повышенным
содержанием механических примесей / А. Г. Газаров, В.П. Жулаев, А. Р.
Буранчин и др. // нефтегазовое дело. 2011. Т. 9, № 1. С. 25-30
12. Башкатов А.Д. Прогрессивные технологии сооружения скважин. М.: Недра-
Бизнесцентр, 2003. 554 с.
13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Гидродинамика. М.:
Физматлит, 2001. Т. VI. 736 с.
14. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
15. Седов Л.И. Механика сплошной среды. СПб.: Лань, 2004. T. 1. 560 с.
16. Valle A. Multiphase pipeline flows in hydrocarbon recovery // Mult. Sci. Tech.
V.10. 1998. P.1–139.
17. Brinkmann H.C. On the viscosity of emulsions // J. Chem. Phys. V.20. 1952. №
3. P. 571–584.
18. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: учеб. пособие для вузов. М: Изд-
во РГУ, 2003.
19. Численноемоделированиеобтеканияпогружнойчастиустановок
электроцентробежных насосов с фильтром а.с. [Текст] / Топольников, Т.К.
Уразаков, Д.П. Казаков // 2009, Tом 7, № 2. – C. 89–95.
20. F.H. Harlow and J.E. Welch. Numerical calculation of time-dependent viscous
incompressible flow with fluid with free surface. Physics of Fluids, 8 :2182–2189,
1965.
SIMULATION OF THE HYDRODYNAMICS OF TWO-PHASE FLOW IN
RISER PIPES OF OIL WELLS

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)