Саламатова Татьяна Викторовна. Повышение эффективности разработки месторождений высоковязких и тяжелых нефтей с целью обеспечения промышленной и экологической безопасности На примере ОАО Удмуртнефть

Краткое описание

УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (УдГУ)
На правах рукописи
САЛАМАТОВА ТАТЬЯНА ВИКТОРОВНА
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ВЫСОКОВЯЗКИХ И ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»)
Специальность 25.00.17.«Разработка и эксплуатация
нефтяных и газовых месторождений»
03.00.16. «Экология»
Диссертация на соискание ученой степени кандидата
технических наук
Научные руководители-
кандидат технических наук, с.н.с.,
засл. изобретатель РФ
Шаймарданов В.Х.
доктор биологических наук, профессор
Ильминских Н.Г.

Ижевск-2002

2
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 10
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И РЕЗУЛЬТАТЫ ПАТЕНТНОГО ПОИСКА 14
2. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ ПОВЫШЕННОЙ ВЯЗКОСТИ И ОБВОДНЕННОСТИ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ» 18
2.1. Природно-климатические и физико-географические особенности расположения нефтяных месторождений 18
2.1.1. Учет климатического фактора 20
2.1.2. Рельеф 24
2.1.3. Поверхностные воды 24
2.1.4. Гидрогеологические условия.^ 25
2.1.5. Почвенный покров 29
2.1.6. Состояние биологического разнообразия 30
2.2. Краткое описание геолого-физических условий разработки нефтяных месторождений 34
2.3. Возможные изменения физико-химических свойств добы¬ваемых пластовых флюидов в процессе эксплуатации месторожде¬ний 38
2.3.1. Свойства нефтей в поверхностных условиях 39
2.3.2. Изменение свойств попутного нефтяного газа 45
2.3.3. Изменение свойств попутно добываемых пластовых вод... 47
2.4. Изучение влияния факторов, определяющих устойчивость
эмульсий тяжелых высоковязких нефтей Удмуртии 48
2.4.1. Влияние обводненности нефтей и дисперсности частиц водной фазы на устойчивость нефтяных эмульсий 52
2.4.2. Влияние стабилизаторов нефтяных эмульсий 53

з
2.4.3. Влияние механических примесей 59
2.5. Изучение условий деэмульсации устойчивых нефтяных эмульсий месторождений ОАО «Удмуртнефть» 61
2.5.1. Условия распределения деэмульгатора в потоке неф¬ти 62
2.5.2. Комплексное влияние факторов, определяющих качество
подготовки нефти 67
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СБОРА, ТРАНСПОРТА, ПОДГОТОВКИ НЕФТИ, РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТОРОВ РИСКА ПРИ НЕФТЕДОБЫЧЕ 73
3.1. Изучение особенностей функционирования промысловой системы нефтесбора на примере Боткинского НГДУ ОАО «Удмурт¬нефть 73
3.1.1. Анализ факторов, способствующих возникновению ава¬рийных ситуаций при эксплуатации промысловой системы нефтесбора 81
3.2. Разработка технологии подготовки высоковязких нефтей с применением метода многоступенчатого ввода реагентов- деэмульгаторов 83
3.3. Принципиальная технологическая схема подготовки нефти.. 88
3.4. Оптимизация технологических процессов подготовки высо¬ковязких и тяжелых нефтей на промыслах Удмуртии 92
3.4.1. Интенсификация процессов перемешивания деэмульгатора
с потоком нефти 92
3.4.2. Профилактика накопления промежуточных слоев в от¬стойных аппаратах 95
3.5. Схема проведения анализа рисков при организации нефте¬добычи 98
3.5.1. Определение потенциальных опасностей при эксплуатации месторождений 102

4
4. ИЗУЧЕНИЕ ТРАНСФОРМАЦИИ ПРИРОДНОГО КОМПЛЕКСА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ, УЧЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ ПРИ НЕФТЕДОБЫЧЕ 106
4.1. Изучение влияния нефтяного техногенеза на природный комплекс Удмуртии 107
4.2. Разработка методических подходов по биологической ре-культивации земель, подвергшихся воздействию нефтей и пластовых
вод 115
4.3. Организация комплексного мониторинга природных сред объектов нефтедобычи 117
4.3.1. Основные принципы формирования системы экологиче¬ского мониторинга природной среды 118
4.3.2. Обоснование частоты и объемов экоаналитических изме¬рений 119
4.3.3. Результаты проведения ведомственного комплексного экологического мониторинга объектов ОАО «Удмуртнефть» 122
4.4. Комплексный подход к разработке проектно-сметной доку-ментации, обосновывающей поиски, разведку и добычу нефти и их
экологическому сопровождению 128
5 .ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ 137
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 139
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 142
ПРИЛОЖЕНИЯ 156
Приложение 1. Справка ОАО «Удмуртнефть» о внедрении 157
Приложение 2. Акт внедрения технологического регламента норм до¬зирования реагентов-деэмульгаторов на объектах сбора и подготовки
нефти ОАО «Удмуртнефть» 158
Расчет экономического эффекта от внедрения мероприя¬тий по сокращению расхода реагентов-деэмульгаторов в ОАО «Уд¬муртнефть» в 2000 году 161

5
Акт приемки технологического процесса «Разработка и
внедрение технологии обезвоживания нефти на Лиственской ДНС 167
Расчет экономического эффекта за 1999 год от внедрения мероприятия «Технология предварительного обезвоживания нефти на
Лиственской ДНС» 170
Расчет экономического эффекта за 2000 год от внедрения мероприятия «Технология предварительного обезвоживания нефти на
Лиственской ДНС» 177
Расчет экономического эффекта за 2001 год от внедрения мероприятия «Технология предварительного обезвоживания нефти на
Лиственской ДНС» 184
Приложение 3. Эколого-экономическая эффективность применения технологии восстановления загрязненных земель (на одно месторож¬дение), Оценка экономической эффективности выполнения комплекса работ по мониторингу природной среды 191
Приложение 4. Титульный лист «Временных методических указа¬ний..» 193
Приложение 5. Согласование «Временных методических указаний..» Главным Управлением природных ресурсов и охраны окружающей
среды по Удмуртской Республике 195
Приложение 6. Копия приказа Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды УР от 12.09.2002 № 58 и Министерства топлива, энергетики и связи УР от 25.09.2002 № 37 об утверждении Временных методических указаний 196

Список литературы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

139

В результате комплекса проведенных работ можно заключить следую­щее:
1. Анализ длительной эксплуатации нефтяных месторождений показы­вает, что наблюдаются изменения физико-химических свойств добываемых пластовых флюидов, которые требуют постоянного контроля и корректировки применяемых технологических процессов промысловой подготовки нефти.
2. Основными вопросами, требующими постоянного учета являются:
- подбор оптимальных типов и расходов реагентов-деэмульгаторов с уче­том изменяющихся условий эксплуатации и физико-химических свойств про­дукции скважин;
- равномерное их распределение в объеме нефти с целью оптимизации в дальнейшем процессов разрушения нефтяных эмульсий.
3. Длительная эксплуатация установок подготовки нефти на месторожде­ниях ОАО «Удмуртнефть» свидетельствует, что стабильность их работы зави­сит от качественного предварительного обезвоживания, перегруженности уста­новок жидкостью и накопления межфазных слоев в отстойной аппаратуре.
4. Для решения обозначенных проблем разработаны и внедрены экологи­чески и экономически оправданные технологические решения:
а) для промысловой системы нефтесбора
- повышение эффективности транспортирования обводненных эмуль­сий, их дальнейшей деэмульсации, снижения аварийности трубопроводов за счет многоступенчатого ввода реагентов-деэмульгаторов в промысловую сис­тему нефтесбора. При этом на каждом рассматриваемом участке возможна эко­номия реагента до 3 -10 %.
б) для установок подготовки нефти
- интенсификация процесса обработки нефтяных эмульсий за счет до­полнительного перемешивания жидкостей в кавитационно-ультразвуковом

140

диспергаторе по а.с. № 1369782. Активизация процессов смешения приводит к экономии расхода реагентов до 3-5 %;
- повышение устойчивости работы отстойной аппаратуры за счет про­филактики накопления промежуточных слоев;
Экономический эффект от применения указанных технологических и технических решений повышения стабильности функционирования системы промысловой подготовки нефти составляет 1887634 руб.
5. Существенную особенность при эксплуатации месторождений имеет учет экологических требований и природно-климатических особенностей Уд­муртской Республики.
Проведенные исследования по трансформации природного комплекса при аварийных ситуациях показывают на существенные изменения в природ­ных матрицах при воздействии нефтей и пластовых вод. Восстановление при­родных объектов при малых дозах загрязнителей в естественном режиме про­исходит в течение двух вегетационных сезонов. При значительном загрязнении для ускорения регенерационных процессов необходимы агротехнические меро­приятия.
Разработан способ биологической рекультивации плодородных земель с использованием адаптированных к местным условиям растений-галофитов.
Предотвращенный экологический ущерб при использовании данной тех­нологии в первый год внедрения составляет 4469232 руб в расчете на одно ме­сторождение.
6. Для месторождений нефти, находящихся на различных стадиях экс­плуатации, разработана эффективная система комплексного экологического ло­кального объектного мониторинга природной среды ОАО «Удмуртнефть». По­лучаемая информация является базовой основой для принятия решений по не­обходимости разработки природоохранных мероприятий. Экономическая эф­фективность за счет выполнения всего комплекса работ собственными силами (рекогносцировочное обследование, формирование базы данных, экоаналити- ческие исследования всех объектов природной среды, проведение ремонта на­

блюдательной сети, разработка и оцифровка картографического материала) со­ставила 7946000 руб.
7. Постоянно обновляющаяся нормативно-правовая база требует учета новых требований при проектировании и дальнейшей эксплуатации нефтяных месторождений. Совокупность организационных мероприятий, предусмотрен­ных во «Временных методических указаниях о порядке разработки проектно­сметной документации, обосновывающей поиски, разведку и добычу нефти на территории Удмуртской Республики», разработанных впервые для условий Удмуртии, позволяет сократить сроки реализации инвестиционных замыслов по развитию нефтедобывающего комплекса в 2 раза за счет оптимизации про­ведения инженерно-экологических изысканий, получения условий на природо­пользование, согласования и экспертизы разработанной документации.
8. Разработка всех технологических, технических, организационных ре­шений позволила создать единую логическую цепочку повышения эффектив­ности функционирования нефтедобывающего комплекса, оптимизации контро­ля и сохранения объектов окружающей природной среды.