Введение к работе
Актуальность работы. Снижение экономических издержек предприятия и экологических последствий при d 1,1 со кой аварийности нефтепромысловых объектов на поздних стадиях разработки нефтяных месторождений является насущной проблемой нефтедобывающих предприятий Западной Сибири, характеризующихся коррозией, протекающей но механизму углекн-слотной коррозии. Протяженность ежегодно заменяемых трубопроводов из-за их преждевременного выхода из строя по причине внутренней коррозии, например по компании ОАО '«ТНК-ВР», доставляет более 500 км. В других нефтяных компаниях ситуация аналогичная. Ежегодно происходит замена от 2 до 10 % трубопроводного фонда предприятий.
По экспертным оценкам, общая стоимость заменяемых вследствие достижения предельного состояния промысловых трубопроводов (пт) в РФ составляет несколько миллиардов рублей.
Вопросам поиска закономерностей развития углскнелотной коррозии систем пефте газосбора и решению задач, направленных па ее снижение, посвящены работы ученых В.И. Бойко, Э.М. Гутмана, 13.В. Завьялова, Г.Г. Корнилова, А.Г, Хуршудова, Ф.М. Галина, Л.К. Галдя мола, Ю.Г. Рождест пенс кого, Л.П. Худяковой и др.
Разработанные ранее рекомендации по уменьшению скорости внутренней коррозии трубопроводов систем ііефтегазосбора за счет увеличения скорости потока нефтяной эмульсии зачастую в настоящее время приводят, как показывает практика, к обратному аффекту, что, в свою очередь, ведет к ошибкам проектирования трубопроводов при реализации программ капитального ремонта и реконструкции. Этот феномен объясняется тем, что данные методики разрабатывались в 70-80-ые годы для нефтяных 'шульспн при наблюдавшейся на месторождениях Западной Сибири обводненности вблизи точки инверсии фаз в районе 40...70 %. При такой обводненности увеличением турбулентности потока при повышении скорости движения рабочей среды можно было добиться полного эмульгирования водной фазы, при отсутствии которой коррозия становилась маловероятной.
В настоящее время основные месторождения находятся на поздней стадии разработки, характеризующейся высокой обводненностью добываемой продукции. Практически па всех нефтегазодобывающих предприятиях она находится гораздо выше точки инверсии фаз. В данной работе на основе комплексного рстросисктииного анализа данных по отказам н гидравлическим параметрам работы трубопроводов ОЛО «Самотлорпефтегаэ» решается задача определения основных факторов, способствующих ускоренному износу объектов системы нефтесбора при высокой обводненности нефти.
Целью работы являются установление закономерностей развития внутренней коррозии нефтегазопроводов Западно-Сибирских предприятий, создание программного обеспечения и разработка прогнозирующих моделей, построенных на основе полученных закономерностей, использование которых снижает риск возникновения аварий па существующих и проектируемых промысловых трубопроводах.
Основные задачи исследовании
-
Разработать программное обеспечение, позволяющее решать задачи поиска іавнсшшстсіі покаштелен надежности промысловых трубопроводов от технологических факторов.
-
Провести комплексный анализ данных по аварийности промысловых трубопроводов системы нефтегазосбора и гидродинамическим параметрам транспорта обводненной нефтегазовой смеси; определить основные факторы, влияющие на ускоренный износ трубопроводов, выявить закономерности развития внутренней коррозии на поздних стадиях разработки месторождений и разработать прогнозирующие модели коррозии.
-
Разработать математическую модель процесса переноса ингибитора в полости трубопровода для транспортирования нефтяного газа, позволяющую оптимизировать его защиту от внутренней коррозии.
Методы решения поставленных задач
Поставленные задачи решались путем теоретических исследований и с помощью математических методов анализа динамических процессов с использованием современных компьютерных технологий.
I hi у ні пи помігшії
1. Разработаны концепция и концептуальная модель базы данных
(ЬД) для создания программного обеспечения, позволяющего на бак; (инфор
мации, вводимой для учета работы трубопроводов, решать задачи комплекс
ного анализа и поиска корреляционных зависимостей в процессе эксплуата
ции трубопроводов, подверженных действию корроэнонно-актпвных рабочих
сред.
2. Разработана новая сетевая компьютерная программа "Экстра",
включающая функции аналитической системы, позволяющей проводить рас
четы по различным коррозиопно-гнлравлнческим моделям.
-
Найдена зависимость между содержанием сероводорода в добываемой продукции в процессе разработки месторождения, изначально не содержавшей его, и количеством воды, закачиваемой для поддержания пластового давления,
-
Получены зависимости для определения скорости коррозии и потока отказов трубопроводов системы нефтесбора, подверженных углекпелот-кой коррозии, при высокой обводненности продукции.
-
Разработана математическая модель процесса переноса ингибитора в полости газопровода, позволяющая оптимизировать его защиту от внутренней коррозии.
На защиту выносится: концепция создания ироіраммного обеспечения, позволяющего решать задачи комплексного анализа и поиска прогнозирующих корреляционных зависимостей ресурса промысловых трубопроводов с высокой коррозионной а фесе и вн остью рабочих сред; новая сетевая компьютерная профамма Экстра, созданная на базе данной концепции, н результаты научных исследовании по обеспечению надежности промысловых трубопроводов на поздней стадии разработки нефтяных месторождений.
Практическая ценность результатов работы Разработанное сетевое профаммнос обеспечение «Экстра» позволяет проводить аналитическую и научно-исследовательскую работу с большой выборкой исходных данных с использованием комплексного подхода к про-
блеме повышения ресурса промысловых трубопроводов. С использованием этой программы была получена эмпирическая зависимость для скорости коррозии трубопроводов систем нефтесбора, подверженных углекислотной коррозии, на поздней стадии разработки месторождений. Программный комплекс «Экстра», версия 5.0 внедрен в качестве основной программы для управления режимами эксплуатации промысловых трубопроводов на следующих предприятиях ТЭК Российской Федерации: ОАО «Варьеганнефть», ОАО «Варьсганнефтсгаз», ОАО "Белкам нефть", ОАО "Оренбургпефть", ОАО "Сургутнефтегаз", ОАО "Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз", ОАО "ТНК-Нягань", ОАО "Корпорация IOi pa нефть", АО "Самотлорнефтегаз", ОАО "Саратовпсф-тегаз", ОАО "ТИК-Нижневартовск" .
Разработанная математическая модель процесса переноса ингибитора легла в основу системы защиты от коррозии газопроводов нефтяного газа предприятия "Башпсіjm:Газпром", входящего в состав АНК "Бзшнефть".
Апробация работы Основные положения диссертационной работы докладывались; на конкурсе молодежных разработок по проблемам ТЭК в 1995 году, на IX ежегодном международном конгрессе "Новые высокие технологии для газовой, нефтяной промышленности, энергетики и связи" (Уфа, 1999 г,), на II, III и IV конгрессах нефтегаздиромышленников России (Уфа, 2000,2001, 2003 г.г.), а также на научно-технических совещаниях ОАО «ТПК-ВР», ОАО « ЮКОС-ЭП» it ОАО «Спбнсфть-1 Іоябрьскнефтегаз».
Публикации: по теме диссертации опубликовано 16 печатных работ.
Разработанная в рамках диссертационной работы сетевая программа "Экстра" стала одної! из базовых составляющих Системы мониторинга коррозии, за которую группа специалистов, в число которых входит и автор диссертации, получила Государственную премию в области науки и техники республики Башкортостан за 2005 год.
<>
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит нз введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций по работе, библиографического списка использованной литературы, включающего 100 наименований. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, включая 14 таблиц, 27 рисунков.
