АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ВОЛНОВОЙ МЕХАНИКИ НА ФЁДОРОВСКОМ НЕФТЯНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Фёдоровское нефтяное месторождение - крупнейшее нефтегазовое месторождение в Западно-Сибирской провинции. Расположено в Ханты-Мансийском автономном округе, недалеко от Сургута. Площадь составляет около 1887 км². Залежи нефти находятся на глубине от 1860 до 2900 м. Дебит нефти достигает примерно 350 тонн в сутки. Плотность нефти составляет от 0,86 до 0,9 г/см³. Основным отличием Федоровского месторождения является то, что залежи нефти находятся на 23 слоях, которые неоднородные по глубине, нефтенасыщенности и строению. Основной объём нефти извлекается насосным способом.

Проблемы, возникающие при добыче, транспортировке, сборе и подготовке некондиционной нефти, частично решаются на Фёдоровском нефтяном месторождение. Одной из таких проблем является возможность повысить результативность сепарации в нефтегазосепараторах и расслоение многофазных смесей, которые в свою очередь будут сменяться между собой по плотности.

В 70-80е годы 20 века заложили научные основы волновой механики и технологии академик Ганиев Ривнер Фазылович и доктор Украинский Леонид Ефимович, а так же открыли ранее не известные группы колебательных и волновых явлений и эффектов.

Колебательные и волновые эффекты широко используются: в нефтяной промышленности, нефтехимии, химических технологиях, строительстве и машиностроении.

Движителем, т.е. «сердцем» волновых машин и аппаратов являются гидродинамические генераторы колебаний (вихревые, кавитационные и др.) и различные специально разработанные электромеханические резонансные возбудители колебаний.[1]

Благодаря генераторам волн и колебаний осуществляются работы: по смешению, диспергированию, разделению различных смесей и газов.

Рисунок 1.Типы гидродинамических генераторов колебаний и волн

В нефтяном деле волновая механика зарекомендовала себя с положительной стороны и пользуется большим спросом: в волновой обработке скважины и воздействие на пласт, очистке горизонтальных скважин, приготовление тампонажных и буровых смесей, увеличение высоконадёжности трубопроводных систем, бурение и добыча нефти газлифтным способом.

      Эффективное улучшение всех частей месторождений, которые находятся на территории нескольких квадратных метров, демонстрирует волновая обработка.

Рисунок 2. Волновая схема обработки: 1 - нагнетательная скважина; 2 - добывающая скважина; 3 - скважина, оборудованная волновым генератором; 4 - интервалы перфорации скважин; 5 – переток флюидов между пропластками образованный волновым влиянием

    В этой ситуации для осуществления влияния на соседние скважины монтируется генератор на выбранном участке месторождения только в одной из скважин. Итогом выполненных обработок, таким способом, было отмечено, что в добывающих скважинах понизилась обводнённость.

Главные параметры расчётов после волнового воздействия должны быть резонансными. К таким расчётам относятся: амплитуда, определение излучающей скважины, глубина и частота установки генератора.

Внедрения резонанса на месторождениях даёт возможность определить оптимизированные величины данных параметров. Данную разработку исследуют, вносят коррективы и активно внедряют в нефтяных компаниях.

Для воздействия на призабойную часть скважины выполняются некоторые действия. Генератор волн спускают до уровня перфорирования продуктивного слоя, для создания волны давления нужных величин. При испытаниях генераторы проявили себя как вполне прочные, неуязвимые агрегаты.

Волны давления, источником которых является генератор, проникают в призабойную зону скважины и способствуют ее очистке от загрязняющих коллектор твердых частиц, а также обеспечивают интенсификацию течения флюида по порам в необходимом направлении.[2, с.7]

Рисунок 3. Воздействие волн на призабойную зону скважины:1 - продуктивный пласт, 2 - добывающая скважина, 3 - интервал перфорации, 4 - призабойная зона пласта, 5 -скин-эффект, 6 - волновой генератор, 7 - волны излучения, 8 - вынос загрязнений из пласта.

Очистка призабойной части происходит вследствие применения генератора. Насосный агрегат служит для совершения работы генератора. За счёт  насосно-компрессорных труб происходит присоединение к скважине волнового генератора.

Процесс обработки проявляется при использовании прокачивания дизельного горючего через волновой генератор. Для обработки применяют устройство, с помощью которого цементируют скважину.

С целью улучшения качества сепарации, предлагаю внедрение волнового генератора в сепаратор  для создания расслоенного движения жидкости, опираясь на основы нелинейной волновой механики.

Рисунок  4.  Усовершенствованный сепаратор с генератором волн

Рисунок 5. Схема  генератора волн

Данное нововведение спровоцирует повышение коэффициента сепарации, понижение расходов и прибавит период службы насосов. А также, смесь проходящая через генератор создаст волны, способствующие её разделению по плотности на слои: вода, нефть, газ.

 Схема усовершенствованного сепаратора, представленная на рис. 4, где волновой генератор, монтируемый в сепаратор на входе, позволит увеличить продуктивность работы.

На основе проведенной работы пришел к следующим выводам:

1. За счет слоистого течения повысится коэффициент сепарации, тем самым увеличивая эффективность работы нефтегазового сепаратора.

2. Неимение подвижных  деталей позволит сохранить надежность и не сократит срок службы сепараторов.

3. Модернизация позволит сократить  количество сепараторов на ДНС и ЦППН, и снизить затраты на подготовку некондиционной нефти до товарной.

Список литературы:

1. Гидродинамические проточные волновые установки: сайт. – URL: http://www.imash.ru/wave-mechanics/scientific-achievements-nvm/hydrodynamic-wave-setup/ (дата обращения 15.08.2015)

2. Сафиуллин Д.Р.Моделирование волнового поля в призабойной зоне скважины: выпускная квалификационная работа. – Казань, 2015. – 45с.