Содержание к диссертации
Введение
2. Проблемы эксплуатации нефтесборных трубопроводов в период интенсивного обводнения месторождения 9
2.1. Современные представления о процессах, влияющих на долговечность работы нефтесборных трубопроводов при сборе трехфазной смеси нефть-газ-вода 9
2.2. Существующие методы ликвидации факторов, отрицательно влияющих на прочностные характеристики трубопроводов
2.3. Выводы 26
3. Исследование особенностей эксплуатации и влияние факторов на разрушение трубопроводов системы нефте газосбора в период интенсивного обводнения Самотлорского месторождения 27
3.1. К вопросу о методологии в оценках механизма разрушения трубопроводов нефтегазосбора 27
3.2. Краткая характеристика текущего состояния разработки и системы сбора нефти и газа 28
3.3. Особенности разрушения нефтегазопроводов системы сбора 37
3.4. Исследование степени влияния физико-химических свойств попутно добываемых вод на процесс разрушения нефтепроводав 51
3.5. Оценка степени влияния циклических знакопеременных нагрузок от пульсаций давления 60
3.6. Влияние скоростного режима газожидкостной смеси на процессы разрушения нефтегазопроводов
3.7. К вопросу о возможном вкладе кавитационного и абразивного разрушения трубопроводов нефтегазосбора 69
3.8. Исследование механизма разрушения 75
3.9. Выводы 83
Разработка и внедрение метода комплексной защиты нефтесборных трубопроводов на Самотлорском месторождении 85
4.1. Методика-выявления участков нефтесбора подвер-.. венных локальному снижению прочности 85
4.2. Метод и сущность технологии предотвращения влияния гидродинамических факторов на прочноетные характеристики трубопроводов 100
4.3. Ингибиторные методы защиты нефтесборных коллекторов на Самотлорском месторождении 108
4.4. Метод оценки уровня ингибиторной защиты нефтесборных трубопроводов 114
4.5. Применение метода комплексной защиты нефтесбора в условиях Самотлорского месторождения 119
Заключение 122
Литература 124
Приложения 136
Приложение I. Акт промысловых испытаний установки для отделения газа от жидкости (авторское свидетельство СССР № 662ІІ5) смонтированной на КСП-І6 Самотлорского месторождения 137
Приложение-2. Акт.об.использовании предложения от 12. июня 1981 г. 139
Приложение-3. Акт.об использовании предложения от 25 июня І98ІГ. 140
- Современные представления о процессах, влияющих на долговечность работы нефтесборных трубопроводов при сборе трехфазной смеси нефть-газ-вода
- К вопросу о методологии в оценках механизма разрушения трубопроводов нефтегазосбора
- Методика-выявления участков нефтесбора подвер-.. венных локальному снижению прочности
Современные представления о процессах, влияющих на долговечность работы нефтесборных трубопроводов при сборе трехфазной смеси нефть-газ-вода
Увеличение объемов добычи нефти на обустроенных месторождениях сдергивается рядом проблем, устранение которых позволит существенно форсировать производство.
Например, применение систем поддержания пластового давления методом заводнения, наряду с интенсификацией добычи, стало причиной не только опреснения пластовых вод и связанных с ним физико-химическими изменениями сред, разрушения коллекторских структур продуктивных горизонтов за счет поддержания высоких скоростей фильтрации флюидов, но и главной причиной увеличения аварийности трубопроводов системы нефтегазосбора. При выпадении взвесей и их накоплении в застойных водных зонах изменяется и интенсифицируется механизм разрушения труб.
Своеобразную роль на разрушение трубопроводов оказывают и пульсации давления газа в условиях высокого газосодержания.
За период с 1977 по 83 гг. на Самотлорском месторождении произошло 98 крупных аварий - порывов трубопроводов нефгегазо-сбора, из них 68 - по причине локального повреждения металла на внутренней поверхности нижней образующей труб. Аварии стали серьезным тормозом в добыче нефти и ощутимым источником загрязнения окружающей среды (рис.2.1).
Поскольку сокращение потерь нефти за счет предупреждения аварийности - единственно рациональный путь для увеличения добычи на месторождениях,выведенных на проектные параметры,исследования были построены по принципу оценки параметра существующей системы нефтегазосбора,снижения влияния технологических параметров на аварийность.
К вопросу о методологии в оценках механизма разрушения трубопроводов нефтегазосбора
Приведенный в предыдущей главе далеко неполный перечень литературы показывает большой интерес наших и зарубежных исследователей к решению проблемы механизма разрушения нефтегазопроводов. В настоящей работе с самого начала используется термин "разрушение" трубопроводов, а не "коррозия" ввиду того, что ряд авторов [б0,6б] и др., пытаясь использовать последний термин как собирательный, распространяют его не только на химический и электрохимический вид разрушения, но и на эрозионное, кавитационное, усталостное и другие виды. В реальных промысловых условиях только коррозией (первые два вида разрушения) металла невозможно однозначно объяснить причины разрушения нефтегазопроводов, а следовательно, неправильно было бы ограничиться только методами борьбы с коррозией [46].
Анализ отечественной и зарубежной литературы показывает, что в трубопроводах, транспортирующих многокомпонентные смеси типа "газ-нефть-попутно добываемая вода - механические примеси", могут с той или иной степенью интенсивности развиваться процессы электрохимической коррозии, гидроабразивной эрозии, кавитации, усталостного разрушения металла и др. Эти процессы действуя в комплексе могут многократно усиливать скорость и локализацию разрушения. Отметим, однако, что в литературе отсутствуют обобщающие экспериментальные и теоретические исследования комплексного влияния хотя бы перечисленных разрушающих процессов в реальных условиях, за исключением отдельных работ [46]. Как мы уже указывали, целью настоящей работы является снижение аварийности от локальных разрушений металла по нижней образующей труб нефтегазопроводов системы сбора.
Для этого необходимо провести комплекс исследований, в методическом арсенале которого:
- анализ порывов нефтегазопроводов месторождения;
- гидродинамические исследования транспорта многофазных смесей;
- исследования агрессивности продукции скважин на различных этапах разработки месторождения;
- исследования условий абразивного износа металла нефтегазопроводов ;
- исследования прочностных характеристик применяемых в системе сбора труб;
- описание механизма разрушения.
Кроме того, для снижения аварийности от локального разрушения труб по нижней образующей необходимо было разработать методику прогнозирования аварий, изучить возможность применения известных и разработать новые технологические методы их предотвращения.
Методика-выявления участков нефтесбора подвер-.. венных локальному снижению прочности
Связь между интенсивностью коррозионного процесса и прочностными характеристиками трубопровода отрицать невозможно, однако доказательств этой гипотезы мало. Если применить метод гидравлических испытаний с давлениями выше рабочего значения, то при сохранении целостности трубопровода, можно сделать вывод об определенной степени надежности.
Являясь достоверным свидетельством надежности трубопровода, гидравлические испытания на более высокие давления позволяют резко снизить аварийность трубопроводов и получить значительный народнохозяйственный эффект.
На основании анализа большого числа гидравлических испытаний трубопроводов различных диаметров, проведенных институтом имени Баттеля Колумбия, Огайо [88] , нами предлагается следующая методика, позволяющая определить:
- прочность трубопроводов, имеющих коррозионно-эрозионные поражения;
- расчетное разрушающее давление, т.е. давление, вызывающее разрушение трубопровода с локальными поражениями металла;
- глубину локального поражения трубопровода при давлении достаточном для того, чтобы вызвать порыв;
- давления о прессовки, которым должны подвергаться сдаваемые в эксплуатацию новые и уже действующие трубопроводы, для предотвращения разрушения по сварным швам и в других напряженных местах; - время выхода из строя данного трубопровода в условиях его эксплуатации по причине локального коррозионно-эрозионного разрушения, т.е. межремонтного периода работы трубопровода;
- время безопасной эксплуатации трубопровода после его о прессовки;
- периодичность проведения опрессовок.
