Предотвращение образования отложений при подводном транспорте парафинистой нефти (Вьетнам)

Актуальность работы: разработка новых месторождений сателлиты Вьетнама, нефти которых имеет высокую температура начала кристаллизации парафина и температуру застывания – осложнение добычи, сбора и подготовки. Методы исследования: аналитические расчеты, технологическое моделирование. Цель работы: поиск путей предотвращения отложений парафинов при промысловом транспорте нефти с помощью моделирующей схемы промыслового транспорта и подготовки нефти, разработанной в среде моделирующей программы Aspen HYSYS. Результат исследования: увеличение толщины слоя Пенополиуретан (с 25,21 до 37 мм) предотвращает образования парафинового отложения, дает увеличение межочистного периода трубопровода (1 раз/год) и самый высокий экономический эффект (46,7 млн. рублей / 7 лет).

СОДЕРЖАНИЕ ………………………………………………………………………………………………………………….. 6
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………………………….. 8
1 ПРИЧИНЫ И УСЛОВИЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПАРАФИНОВ ПРИ ТРУБОПРОВОДНОМ
ТРАНСПОРТЕ ПАРАФИНИСТОЙ НЕФТИ ……………………………………………………………………………10
2 МЕТОДЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В ТРУБОПРОВОДАХ ……..15
3 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ……………………………………………………………………21
4 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Геологическая характеристика месторождения
4.2 Физико-химические свойства флюида (нефть, вода, газа)
4.3 Состояние разработки месторождения Золотой Тунец
4.4 Характеристика системы подводного трубопровода для сбора скважинной продукции и
условий транспорта сырой нефти
4.5 Характеристика установки первичной подготовки нефти на платформе
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ И РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ НЕФТЕПРОВОДА НА
ОБРАЗОВАНИЕ ПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПРИ ПРОМЫСЛОВОМ ТРАНСПОРТЕ НЕФТИ .
………………………………………………………………………………………………………………………………….22
5.1 Прогнозирование образования парафинового отложения ……………………………………………22
5.2 Исследование зависимости коэффициент телепередачи от толщины отложения ………….24
5.2 Моделирование технологической схемы …………………………………………………………………….37
5.2.1 Оценка адекватности модели нефти ………………………………………………………………………………….37
5.2.2 Моделирование технологической схемы транспорта нефти и установки подготовки
«Золотой Тунец – Белый Тигр»…………………………………………………………………………………………………..38
5.2.3 Образования отложений при транспорте сырой нефти месторождения Золотой Тунец ……39
5.3 Исследование рабочих параметров нефтепровода на образование отложений …………….40
5.4 Исследование изоляционных покрытий нефтепровода на образование парафинового
отложений ……………………………………………………………………………………………………………………..43
5.4.1 Определение главного изоляционного слоя в конструкции покрытий ……………………………….43
5.4.2 Исследование осаждения парафинов при изменении толщины изоляционных слоев ………44
5.4.3 Исследование осаждения парафинов при применении различных изоляционных слоев ….45
5.4.4 Определение оптимального значения Uсумма ………………………………………………………………….46
6. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ ……………………………………………………………………………..48
6.1 Выбор способа предотвращения образования отложений в подводном промысловом
нефтепроводе………………………………………………………………………………………………………………..48
6.2 Оценка технологической эффективности способов предотвращения осложнений …………53
7. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖЕМЕНТ …………………………………………………………………………………54
8. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ …………………………………………………………………………..68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………………………..80
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ …………………………………………………………………………………………………….81
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………………………………………………….82
Приложения А …………………………………………………………………………………………………………………..85
Методика HYSYS по моделированию парафинового отложения ………………………………………..85

Коэффициент телепередачи U зависит от факторов: тип и толщина отложения,
содержание нефти в отложении, местоположение и условия окружающей среды
трубопровода.
Разработанная моделирующая схема в программном комплексе Aspen HYSYS
позволила оценить эффективность применения теплоизоляции межпромыслового
трубопровода при промысловом транспорте исследуемой парафинистой нефти и
применении конденсата в роли растворителя. На межпромысловом трубопроводе
Золотой Тунец образуется парафиновое отложение в конце трубопроводе (22655 м),
толщина слоя парафина в трубопроводе достигает 2,56 мм за 42 дня.
Исследование рабочих параметров на данной модели показало, что, чем ниже
значение параметров температуры, расхода, давления, тем больше способность нефти
к образованию парафинового отложения.
Пенополиуретан играет главную роль в теплоизоляции в настоящей
конструкции трубопровода Золотой Тунец.
Исследование сравнительной эффективности теплоизолирующих слоев
позволило установить следующую последовательность для изученных материалов:
Polystyren Foam > Plastic block > Polyurethan Foam > PVC Foam. Это значит, что
Polystyren Foam является самый лучшим вариантом по технологическим аспектам:
U=1,292Вт/(м2.К)
Применение конденсата в роли растворителя от другого месторождения также
дает положительный эффект. При его использовании в промысловом трубопроводе
наблюдается равномерное уменьшение толщины отложений, по сравнению динамикой
толщины отложений по длине технологического трубопровода без применения
разбавителя. В случае Qkon=10000кг/ч, межочистной период трубопровода составляет
9,66 месяцев.
Увеличение толщины слоя Polyurethan Foam, применяющегося в настоящее
время, с 25,21 до 37 мм предотвращает образования парафинового отложения, дает
увеличение межочистного периода трубопровода (1 раз/год) и самый высокий
экономический эффект (46,7 млн. рублей / 7 лет).
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Нгуен Бао Тоан. Корреляционный анализ зависимости между составом и физико-
химическими свойствами нефти месторождения «Белый Тигр»// Сборник трудов XX
Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых
учёных. Том II; ТПУ. – Томск, 2016. – С. 388-389.
2. Фам Динь Ан. Математическое описание процесса пленочной конденсации пара
[Электронный ресурс] / Фам Динь Ан, Нгуен Бао Тоан; науч. рук. С.Н. Харламов //
Сборник трудов XXI Международного симпозиума имени академика М.А. Усова
студентов и молодых учёных. Том II; ТПУ. – Томск, 2017. – С. 758-760.
3. Нгуен Бао Тоан. Влияние деятельности нефтегазовой компании “PetroVietnam” на
развитие экономики Вьетнама / Нгуен Бао Тоан, Т.С. Глызина; науч. рук. И.В. Шарф //
Сборник трудов XXI Международного симпозиума имени академика М.А. Усова
студентов и молодых учёных. Том II; ТПУ. – Томск, 2017. – С. 853-854.
4. Нгуен Бао Тоан. Исследование влияния типа изоляции на образование АСПО в
подводном трубопроводе на нефтяном месторождении «Золотой Тунец»// Сборник
трудов XXII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и
молодых учёных. Том II; ТПУ. – Томск, 2018. – В печати.

1.ИвановаЛ.В.Асфальтосмолопарафиновыеотложениявпроцессах
добычи, транспорта и хранения / Иванова Л.В. , Буров Е.А., Кошелев В.Н. //
Электронный научный журнал нефтегазовое дело. – 2011. – №1. – С. 268 – 284.
2.Brown, T.S. Measurement and Prediction of the Kinetics of Paraffin Deposition /
Brown, T.S., Niesen, V.G., and Erickson, D.D // SPE Annual Technical Conference and
Exhibition. – 1993.
3.Burger, E.D. Studies of Wax Deposition in the Trans Alaska Pipeline / Burger,
E.D., Perkins, T.K., and Striegler, J.H. // Journal of Petroleum Technology. – 1981. Vol. 33.
4.Elphingstone, G.M. Modeling of Multiphase Wax Deposition / Hsu, J.C.,
Elphingstone, G.M., and Greenhill, K.L. //Journal of Energy Resources Technology. – 1999.
Vol. 121. – C. 81 – 85.
5.Singh, P. Prediction of the Wax Content of the Incipient Wax-Oil Gel in a
Flowloop: An Application of the Controlled-Stress Rheometer / Singh, P., Gogler, H.S.,
Nagarajan, N. // Journal of Rheology. – 1999. Vol. 43.
6.Weingarten., J.S. Methods for predicting Wax Precipitation and Deposition /
Weingarten., J.S. and Euchner, J.A. // SPE Annual Technical Conference and Exhibition. –
1986.
7.Offshore Pipelines / Boyun Guo, Shanhong Song, Jacob Chacko, Ali Ghalambor
// – Elsevier. – 2005. – C. 107 – 119.
8.Yong Bai. Subsea pipelines and risers / Yong Bai, Qiang Bai // Elsevier, – 2005.
– C. 326 – 332.
9.Carmichael,R.Pipe-in-pipeSystemsforDeepwaterDevelopments/
Carmichael, R., Fang, J., and Tam, C. // Deepwater Pipeline Technology Conference –1999.
10.Сейткасымов Б. С. Повышение эффективности методов борьбы с
асфальтосмоло-парафиновыми отложениями на месторождениях Южно-Тургайского
прогиба Республики Казахста. – Москва, – 2006. – 153 с.
11.Anticipating Asphaltene Problems Offshore – A Practical Approach / Wang, J.X.,
Buckley, J.S., Burke, N.A., and Creek, J.L. // Offshore Technology Conference. – 2003.
12.A Wax Inhibition Solution to Problematic Fields: A Chemical Remediation
Process / Groffe, D., Groffe, P., Takhar, S., Andersen, S.I., Stenby, E.H., Lindeloff, N., and
Lundgren, M. // Petroleum Science and Technology. – 2001. – №.1&2. Vol. 19.
13.Оптимальныйвариантускоренноговводавэксплуатациюновых
месторождений на шельфе Южного Вьетнама/ Нгуен Тхук Кханг, Нгуен Ву Чыонг Шон,
Ле Данг Там, Велиев М.М. // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и
нефтепродуктов» / ИПТЭР. – Уфа, 2007. – Вып. 4 (70). – С. 24 – 28.
14.Connection between Ca Ngu Vang Oilfield and Bach Ho Oilfield / Phung Dinh
Thuc, Tong Canh Son, Le Dinh Hoe, Ngo Huu Hai // Vietnam Petroleum Journal. – 2016. –
№2. – C. 26 – 32.
15.Гаврилов В.П. Геология и нефтегазоносность фундамента шельфа
Южного Вьетнама / В.П. Гаврилов, А.Д. Дзюбло, В.В. Поспелов, О.А. Шнип // Геология
нефти и газа. – 1995. – № 4. – С. 25 – 29.
16.Nghiên cứu, phát triển công nghệ thu gom, xử lý và vận chuyển dầu nhiều
paraffin ở các mỏ dầu của LD “Vietsovpetro” và các mỏ kết nối bằng đường ống ngầm ngoài
khơi nhằm đảm bảo khai thác dầu lien tục và hiệu quả // Báo cáo thuyết minh công trình –
2016.
17.Đỗ Xuân Hòa. Tối ưu hóa quá trình vận chuyển hỗn hợp dầu khí bằng đường
ống ngầm dưới biển từ mỏ cá ngừ vàng đến giàn xử lý trung tâm số 3 của mỏ BH. –2015.
18.Employing Flow Assurance in an Offshore FEED study / Gary Grove and Geir
Saether. Knowledge Réservoir. LLC. and Giovanni P. Estrada. // Annual Technical
Conference and Exhibition. – 2008.
19.Macquarie Oil & Gas Explorer Conference // London SOCO PLC International. –
2010.
20.Son Tung Pham. Flow Assurance in Subsea Pipeline Design for Transportation
of Petroleum Products / Son Tung Pham, Minh Huy Truong, Ba Tuan Pham // Open Journal
of Civil Engineering. – 2017. – №7. – C. 311 – 323.
21.Khai thác khí thiên nhiên và thu gom khí đồng hành từ các mỏ nhỏ/cận biên /
Tăng Văn Đồng, Nguyễn Thúc Kháng, Nguyễn Văn Minh, Nguyễn Hoài Vũ, Lê Việt Dũng //
Vietnam Petroleum Journal. – 2017. – №7 – C. 29 – 36.
22.РуководствопользователяPVTSim.–Calsep.2010.URL:
https://www.pvtsimnova.com/.
23.Jon Steinar Gudmundsson. Paraffin wax deposition and fouling / Thesis –
1975.
24.Numerical Study of the Influence of Material Structure on Effective Thermal
Conductivity of Concrete / Shibin Tang, Chun’an Tang, Zhengzhao Liang, Yongbin Zhang &
Lianchong Li // Heat Transfer Engineering. – 2011, – C. 732–747.
25.P. R. Dhamangaonkar. Study of Fouling in Heat Exchanger / Ref: Fundamentals
of Heat Exchanger Design.
26.РуководствопользователяHYSYS.–AspenTech.2016.URL:
https://www.aspentech.com/.
27.Fractured Basement Reservoirs and Oil Displacement Mechanism in White
Tiger Field Offshore Vietnam / Huy X. N., Bae Wisup., San T. N., Xuan V.T., SungMin J., Kim
D.Y.// AAPG International Conference & Exhibition. – 2012.
28.ГОСТ 12.0.003-2015 – Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.
29.СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 – Гигиенические требования к персональным
электронно-вычислительным машинам и организации работы.
30.Рекомендациипо устранениюипредупреждениюнеблагоприятного
влияния монотонии на работоспособность человека в условиях современного
производства: методические рекомендации / Минздравом СССР. – 1980.
31.ППБ 01-03. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации. –
М.:МинистерствоРоссийскойФедерацииподеламгражданскойобороны,
чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, – 2003.
32.Р 2.2.2006-05. Руководство погигиенической оценки факторов рабочей
среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда. – М.: Минздрав
России, – 1999.
33.СанПиН 2.2.2.542-96 Гигиенические требования к видеодисплейным
терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации
работ.
34.ГОСТ12.1.030-81Системастандартовбезопасноститруда.
Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.
35.СП 2.2.1.1312-03 Гигиенические требования к проектированию вновь
строящихся и реконструируемых промышленных предприятий.