ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЕКТАХ РАЗРАБОТКИ И ОБУСТРОЙСТВА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

АННОТАЦИЯ

Освоение нового месторождения нефти или доразработка существующих нефтедобывающих объектов предусматривает подбор инновационных технико-технологических решений с целью обеспечения эффективной работы систем добычи, сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти с минимизацией инвестиций в проект и оптимального энергопотребления. То есть, выбор той или иной конфигурации нефтепромысловой инфраструктуры обуславливается необходимостью комплексного подхода при решении задач разработки и обустройства месторождения. В статье из опыта эксплуатации установок подготовки нефти на месторождениях Узбекистана, предложена методология подбора наиболее доступной нефтепромысловой технологии, обеспечивающий построение эффективной конфигурации систем добычи, сбора, подготовки и транспорта на месторождениях нефти с трудноизвлекаемыми запасами.

ABSTRACT

The development of a new oil field or the further enhancement of existing oil production facilities involves the selection of innovative technical and technological solutions aimed at ensuring the efficient operation of oil production, gathering, processing, transportation, and storage systems, while minimizing project investment and optimizing energy consumption. In other words, the choice of a particular configuration of oilfield infrastructure is determined by the necessity of an integrated approach when solving the tasks of field development and surface facilities design. Based on the operational experience of oil treatment units at oil fields in Uzbekistan, the paper proposes a methodology for selecting the most feasible oilfield technology that ensures the establishment of an efficient configuration of production, gathering, processing, and transportation systems at oil fields with hard-to-recover reserves.

Ключевые слова: нефтепромысловая технология, обустройство месторождения, добыча, сбор, подготовка, транспорт и хранение нефти, технологическая схема.

Keywords: oilfield technology, field development, production, gathering, processing, transportation, oil storage, process flow scheme.

Введение. Нефтепромысловые технологии и их развитие есть следствие освоения запасов месторождений нефти и газа. Выработка новых идей при разработке технико-технологических решений по созданию, модификации, совершенствованию или «подгонки» под существующие условия оптимальной нефтепромысловой технологии добычи, сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти как правило выполняются по существующим аналогам. Для этого вводится понятие идеализированный объект, конфигурация которой помогает принимать решения при проектировании новой нефтепромысловой технологии. Такой подход позволяет проработать наиболее доступную технологию для внедрения на основе сопоставительного и системного анализов.

Целью исследований является обеспечение эффективной работы систем добычи, сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти на месторождениях с минимизацией инвестиций в проект разработки и обустройства с условием оптимального энергопотребления. С этой целью будет применен комплексный подход для решения задачи по подбору наиболее доступной нефтепромысловой технологии, обеспечивающей построение эффективной конфигурации систем добычи, сбора, подготовки и транспорта на месторождениях нефти с трудноизвлекаемыми запасами. Комплексный подход к обустройству нефтегазовых месторождений с обеспечением многовариантного рассмотрения экономии энергии и ресурсов на отдельно взятых нефтегазовых операциях при добыче трудноизвлекаемой нефти является основой при выработке и внедрении инновационных технологических процессов [1,2]. Основанное на сравнительном технико-экономическом анализе оптимальное распределение средств позволит повысить эффективность инвестиций, избежать омертвления капитала и преодолеть неминуемые бюджетные ограничения на развитие той или иной технологии [3].

Материалы и методы исследования. Конфигурация инфраструктуры системы добычи, сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти и утилизации побочных продуктов существующего нефтегазодобывающего региона является определяющим при проектировании обустройства для вновь вводимых в разработку месторождений нефти или объекта, где требуется модернизация. В качестве идеализированного объекта на практике полезно использовать аналоги схем добычи, сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти и отдельных процессов нефтепромысловой технологии.

Количество необходимых идеализированных моделей (схем аналогов), в первую очередь определяют из опыта эксплуатации нефтегазовых регионов рассматриваемой территории. Изучается укрупненно текущее состояние нефтегазовой отрасли, по результату определяются ее ключевые особенности:
1) развитость инфраструктуры нефтегазодобычи и комплексность подходов в решении задач подготовки нефти и газа; 2) тип объектов добычи нефти;
3) развитость нефтегазопереработки и нефтегазохимии; 4) длительность эксплуатации месторождений нефти и газа и выделение из них, где извлекаемые запасы выработаны на 60% и более; 5) существование и активная эксплуатация месторождений битуминозной и высоковязкой нефти и 6) продолжающийся активный поиск новых месторождений, что предопределяет практику пробной эксплуатации одиночными скважинами.

Результаты и обсуждения. Системный анализ особенностей систем добычи, сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти на месторождениях Узбекистана позволил составить принципиальные схемы аналоги (см. рисунки 1–5), которые разработаны с учетом ключевых особенностей и опыта эксплуатации.

Разработанные аналоги конфигураций идеализированных схем добычи, сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти (рис. 1-5) в принципе содержат те же технологические процессы и сооружения для их реализации, приводимые в литературе и обобщенные в работе [4].

ЗОГ-закачка осущенного газа, ДСГ-добыча сырого газа, СП-сборный пункт, БВН-блок входных ниток, АГЗУ-автоматизированная групповая установка, БР-блок дозироки реагентов, ГЖП-газожидкостной поток, УПН-установка подготовки нефти, ОСВ-очистные сооружения воды, ННЭ-нефтеналивная эстакада, НПЗ-нефтеперерабатывающий завод, ЖД/АТ-железнодорожные и автомобильные перевозки нефти, УКПГ-установка комплексной подготовки газа, ДКС-дожимная компрессорная станция11, ГПЗ-газоперерабатывающий завод, МГ-магистральный газопровод

Рисунок 1. Схема системы добычи, сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти (аналог №1)

Рисунок 2. Схема системы добычи, сбора, подготовки, транспрта и хранения нефти с классическим обустройством УПН (аналог №2)

Рисунок 3. Схема установки подготовки нефти на длительно разрабатываемых месторождениях (аналог №3)

Рисунок 4. Схема сбора и подготовки высоковязкой нефти (аналог №4)

НГС – нефтегазосепаратор, ВНЭ – водонефтяная эмульсия, РВС – резервуар, С – свеча, Н- насос

Рисунок 5. Схема обустройства одиночных скважин (аналог №5)

В таблице 1 дана характеристика на каждый идеализированный аналог обустройства систем добычи, сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти, а также особенность по применению схем-аналогов в проектном деле - их преимущества, недостатки и основные проблемы, которые требуют своего разрешения. Приводимая таблица позволяет применять аналоги в качестве основы для выбора наиболее доступной нефтепромысловой технологии и вносить инновационные процессы улучшающие технико-экономические показатели проектируемого объекта.

Таблица 1

Характеристика идеализированных моделей обустройства систем добычи, сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти

Продолжение таблицы 1

Продолжение таблицы 1.

Заключение. Таким образом, проектируемая нефтепромысловая технология разрабатывается с использованием базы исходных данных. Важно чтобы исходные данные имели полноту и были актуальными на момент проектирования. При отсутствии полной базы дынных выдается задание на выполнение специальных научных исследований и экспериментов по их пополнению.

Выбранная по предложенной методике наиболее доступная нефтепромысловая технология в установленном прядке обсуждается и вносится в проекты разработки и обустройства с учетом документа [5].

Проект разработки месторождения должен включать следующие вопросы:

1) режим работы месторождения; 2) темп отбора нефти по годам; 3) коэффициент нефтеотдачи и методы воздействия на пласт с целью его увеличения; 4) система размещения скважин на месторождении; 5) изменение дебитов скважин, пластового давления, газового фактора и степени обводнения продукции скважин по годам; 6) технико-экономическое сравнение различных вариантов разработки месторождения.

В соответствии с проектом разработки составляется проект обустройства месторождения, предусматривающий: 1) систему сбора нефти, газа и пластовой воды; 2) рациональное размещение установки подготовки нефти; 3) нефтепровод товарной нефти с узлами учета и пунктами налива; 4) а там, где предусмотрено поддержание пластового давления систему заводнения или сайклинга.

Укрупненно можно принять за основу следующий перечень задач, предъявляемых к проекту обустройства нефтяного месторождения (без учета инженерных коммуникаций и сооружений):

• способ подъема жидкости на дневную поверхность, включая систему поддержания пластового давления (ППД) и методы увеличения нефтеотдачи (МУН);
• сбор продукции нефтедобывающих скважин;
• разделение нефте-водо-газовой смеси и обеспечение качества товарной нефти требованиям нефтепереработки;
• поставка товарной продукции - нефти, нефтяного и попутного газа, и конденсата потребителю;
• утилизация низконапорного газа и пластовой воды;
• защита труб и оборудования от коррозии, отложений солей, отложений парафина, чрезмерного роста гидравлических сопротивлений в трубах при течении водонефтегазовых эмульсионных смесей;
• обеспечение современного уровня энерго и ресурсосбережения на каждом участке производства;
• подбор или проектирование аппаратов, емкостного оборудования, средств измерения и контроля, рабочих и специальных компонентов к технологиям, после выполнения комплекса расчетов.  

К проекту обустройства в соответствии с современными требованиями необходимо также разрабатывать документы: заявление на воздействие на окружающую среду (ВЗВОС) и декларацию по промышленной безопасности на опасный производственный объект (ОПО).

Предлагаемая методология предполагает комплексное параллельное проектирование разработки и обустройства месторождения нефти, что позволяет выработать гибкую нефтепромысловую технологию приемлемой на протяжении полного цикла эксплуатации рассматриваемого объекта.

Список литературы:

1. Корпорация «УРАЛТЕХНОСТРОЙ». Комплексный подход к обустройству нефтегазовых месторождений. // Нефтегазовые технологии. - №2, 2005. С.3-5 
2. Патель С. Экономия энергии на каждом производственном участке предприятия // Нефтегазовые технологии, №4, 2007, с. 75-79
3.  Бурд В.Е. (Energy Investment Projects Co. Torrance, California, USA) Новое строительство или модернизация: критерии выбора. Газовая промышленность №6, с.22-25. 2011.
4. Бормотова Т.Н., Сокольчик П.Ю. Анализ и представление данных о модульных технологических системах сбора, подготовки и транспорта нефти. Вестник ПНИПУ.  Химическая технология и биотехнология, Пермь. 2015, №3, с.7-20
5. Правила комплексного проектирования при разработке (доразработке) месторождений углеводородного сырья. АО «Узбекнефтегаз», NGH 39.0-110:2022. Ташкент 2022