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!

    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
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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