Технологии добычи нефти и газа
ОТЧЕТ
по____________________________________________________________практике
(вид практики)
на___________________________________________________________________
(название базы и места практики)
в период с «___»__________________20__г. по «___»___________________20__ г.
студента группы________________ ______________________________________
(фамилия, имя, отчество)
Руководитель от практики:
от производства______________ __________________ _____________________
(должность) (подпись, дата) (имя, отчество, фамилия,)
от кафедры______________ __________________ _____________________
(должность) (подпись, дата) (имя, отчество, фамилия)
М.П.
Оценка ______________ _______________ ______________________________
(дата) (подпись членов комиссии)
М.П.
Оценка ______________ _______________ ______________________________
(дата) (подпись членов комиссии)
Ростов-на-Дону
Содержание.
Введение.
1. Сведения о происхождение нефти и газа.
2. Технологии добычи нефти и газа.
3. Защита нефтегазового оборудования от коррозии.
4. Различные механизмы коррозии. Электрохимические.
5. Современные средства защиты оборудования нефтегазового комплекса от коррозии.
6. Индивидуальное задание руководителя практики. Принцип работы станции катодной защиты.
7. Заключение.
8. Список литературы.
Введение.
Одной из основных причин выхода из строя нефтегазового оборудования на объектах добычи, подготовки, транспорта, переработки и хранения нефти является коррозия. Коррозия не только снижает срок службы резервуарного оборудования, но и непосредственно оказывает влияние на промышленную безопасность при его эксплуатации.
Опыт эксплуатации стальных товарных и технологических резервуаров показывает, что внутренняя поверхность, как правило, подвергается равномерной, язвенной, щелевой и ножевой (коррозия по границам зерен в зоне перегрева около сварного шва) коррозии.
Скорость равномерной коррозии резервуаров составляет от 0,04 до 1,1 мм/год;
С точки зрения коррозии резервуаров днище — это наиболее опасный элемент конструкции, поскольку оно является наиболее тонкой ее частью, которая постоянно контактирует с подтоварной водой, насыщенной химически активными элементами, ускоряющими процесс коррозии. Результаты анализа аварий резервуаров говорят о том, что именно сквозные отверстия днищ и ножевая коррозия упорного узла (место соединения днища со стенкой), возникшие в результате повреждений защитных покрытий, были причиной наиболее крупных катастроф.
Важнейшее значение в решении задачи снижения скорости коррозии оборудования имеет повышение уровня противокоррозионной защиты, что, в свою очередь, обеспечивает промышленную безопасность производства и его экономическую эффективность. Рассмотрим наиболее распространенные методы защиты от коррозии. 1.Сведения о происхождении нефти и газа.
Начиналось все так. В холодное зимнее утро 3 февраля 1866 года в долине до этого малоизвестной речушки Кудако на Кубани из бурящейся неглубокой (70 м) скважины с шумом ударил фонтан нефти, дебит которого составил за первые сутки всего 36 м3, а за 57 дней около 1000 м3 (в среднем 17,8 м3/сут). В испуге разбежавшиеся рабочие, конечно, не могли думать о том, что они являются участниками исторического события - рождения новой отрасли промышленности - нефтедобывающей, развитие которой будет иметь столь огромное значение для народного хозяйства страны. В Соединенных Штатах Америки официальной датой "рождения" нефтяной промышленном считается 28 августа 1859 года, когда полковником Дрейком была пробурена скважина, глубиной всего 21,03 м, давшая, с помощью насоса от 1,4 до 4,8 т/сут нефти.
Однако, как всегда, каждое начало имеет свое начало. Указанные выше даты и у нас в стране и в Соединенных Штатах Америки являются в определенной степени условными, так как первые скважины на нефть бурились несколько раньше, а нефть добывалась за много десятков, а то и сотен лет до этого. Так, в России первая нефтяная скважина была пробурена еще в 1848 году вблизи Баку, а в 1855 году - в районе Ухты. В США первая нефть была получена из скважин, бурившихся для добычи рассола: в 1829 году скважина около Баркевилля (Кентукки).
В Китае за 200 лет до н.э. с помощью бамбуковых труб и бронзовой "бабы" проходили скважины глубиной до 1067 м. В Сычуане в 221-263 годах н.э. из соляных скважин глубиной около 240 м добывали газ, который использовали для выпаривания соли.
Археологические данные свидетельствуют о том, что если не сама нефть, то продукты ее окисления на поверхности использовались на Ближнем Востоке. И на Индостанском полуострове за 3000-3250 лет до н. э., в долине Евфрата у г. Хита (западнее Багдада) они были известны даже более чем за 4000 лет . Сведения о выходах нефти и твердых битумов и их добыч на Ближнем Востоке, в северо-восточной части Африки (на территории Египта и Эфиопии[1]), а также в Албании, на Балканском полуострове, в Италии, в том числе и в Сицилии, имеются в трудах древнегреческих историков, философов и медиков. Хотя авторы многих работ указывают на то, что источники нефти на Апшеронском полуострове были известны Плутарху, Аристотелю и Плинию, прямых данных об этом в трудах названных ученых нет. Еще до VII века н.э. апшеронская нефть составляла одно из основных богатств Азербайджана, и часть ее вывозилась в разные страны, включая Ирак и даже Индию.
В процессе расширения добычи нефти произошло еще одно событие, важность которого была оценена лишь более чем через 150 лет: в конце XVIII века в районе Баку впервые в мире стали добывать нефть из-под дна моря. Круг нефтедобывающих стран значительно расширился, и к 1906 году добыча нефти производилась на всех континентах и на крупных островах, таких как Ява, Суматра, Новая Зеландия и других, особенно же широко - в пределах США.
В СССР были открыты месторождения газа и нефти в Днепровско-Донецком регионе, Ставрополье, на севере Краснодарского края, в Средней Азии, мелкие газовые и нефтяные месторождения в Западной Сибири; в зарубежных странах - в Сахаро-Ливийском регионе, на побережье Гвинейского залива, на берегах и в акватории залива Кука на Аляске, на западе Индии (Камбейский регион), во многих регионах Китая. В последний этап, начавшийся в 1964 году и продолжающийся в настоящее время, были открыты новые нефтегазоносные территории и акватории и установлены истинные масштабы нефтегазоносности областей, открытых в течение предыдущих этапов СССР: в Белоруссии, в Восточной Сибири и Прибалтике, стали выясняться истинные масштабы нефтегазоносности Западной Сибири, Днепровско-Донецкого региона, Восточного Предкавказья, Средней Азии и Казахстана. Были открыты месторождения газа в Черном и Азовском морях, нефти - в Охотском море и т. д.
В последний этап, начавшийся в 1964 году и продолжающийся в настоящее время, были открыты новые нефтегазоносные территории и акватории и установлены истинные масштабы нефтегазоносности областей, открытых в течение предыдущих этапов в СССР: в Белоруссии, в Восточной Сибири и Прибалтике, стали выясняться истинные масштабы нефтегазоносности Западной Сибири, Днепровско-Донецкого региона, Восточного Предкавказья, Средней Азии и Казахстана. Были открыты месторождения газа в Черном и Азовском морях, нефти - в Охотском море и т. д.
С нефтью и другими битумами связано много легенд возникавших в разное время. Так, Плутарх пишет, что обнаружение выхода нефти на берегу Амударьи во время подготовки места для царской палатки Александр Македонский расценил как одно из "величайших предзнаменований", полученных им от божества. Прорицатели же утверждали, что "оно предвещает поход славный, но тяжкий и суровый", и это предзнаменование положило конец колебаниям Александра и определило его решение о походе в Индию.
В начале VI века существовала легенда о том, что нефть, пропитывающая породы в районе озера Тегернзее (ФРГ), является кровью гиганта Тирзуса, который не пускал чужеземцев в долину Рейна. Статуя Тирзуса и в наше время имеется в церкви деревни Вильтен.
Технологии добычи нефти и газа.
Продукция нефтяных скважин представляет собой смесь нефти, газа и пластовой минерализованной воды. Очень часто нефть и вода при интенсивном перемешивании образуют эмульсию - смесь, в которой мелко раздробленные капли воды находятся в нефтяной среде во взвешенном состоянии и поэтому не отстаиваются и не сливаются друг с другом. В продукции газовых скважин, кроме газа, может содержаться жидкая фаза в виде капелек и паров воды, а в газоконденсатных скважинах также и жидкие углеводороды. Кроме газа и жидкости, в продукции скважин содержатся механические примеси: частицы песка и глины, выносимые из пласта.
Для сбора нефти и газа, их транспортирования, отделения друг от друга и освобождения от посторонних примесей, а также для замеров добываемой продукции на территории нефтяных промыслов строится система трубопроводов, аппаратов и сооружений, в которых выполняются следующие операции:
1. Сбор и замер продукции скважин.
2. Отделение (сепарация) нефти от газа.
3. Освобождение нефти и газа от воды и механических примесей.
4. Транспорт нефти от сборных и замерных установок до промысловых резервуарных парков и газа до компрессорных станций или газораспределительных узлов.
5. Обезвоживание (деэмульсация) нефти и в ряде случаев её обессоливание и стабилизация, т. е. удаление из неё лёгких углеводородов.
6. Удаление из газа ненужных примесей и отбензинивание его.
7. Учёт добычи нефти и газа и их сдача транспортным организациям.
Добыча природного газа происходит только способом фонтанной эксплуатации скважин. Эксплуатацию скважин, как правило, ведут через подъёмные трубы, но при значительных дебитах и отсутствии в газе твёрдых примесей или агрессивных компонентов скважины во многих случаях одновременно эксплуатируются через подъёмные трубы и затрубное пространство.
Газ из отдельных скважин после замера и сепарации его от влаги и твёрдых примесей направляется в промышленный газосборный коллектор и далее в газосборный пункт, откуда после соответствующей подготовки его для дальнейшего транспортирования поступает в магистральный газопровод. Процесс подготовки нефти для её переработки условно разделяется на две операции:обезвоживание (деэмульсация) и обессоливание.
Процессы разрушения нефтяных эмульсий можно разделить на два этапа: первый - слияние капель диспергированной воды и второй - осаждение укрупнившихся капель воды. Эти процессы можно осуществлять тепловым, химическим или электрическим способом.
Тепловой способ деэмульсации нефти основан на том принципе, что при нагреве эмульсии её вязкость снижается, капли воды соединяются друг с другом и осаждаются. Нагревают эмульсию в резервуарах, теплообменниках или трубчатых печах.
Химический способ основан на воздействии химическими реагентами-деэмульгаторами на составные части эмульсии - нефть и воду.
В качестве деэмульгаторов используют различные неионогенные ПАВ, изготовляемые на основе окиси этилена. Расход этих деэмульгаторов небольшой - от 30 до 100 г на 1т обработанной нефти.
При введении в эмульсионную нефть, деэмульгатор, вследствие растворимости в обеих фазах эмульсии, свободно проникает во внутреннюю фазу, разрушает плёнки эмульгаторов, снижает поверхностное натяжение на границе вода - нефть, что способствует разложению эмульсии.
Электрический способ разрушения эмульсии основан на появлении разноимённых электрических зарядов на противоположных концах каждой капельки воды, на взаимном притяжении этих капелек и разрушении плёнок нефти между этими капельками в результате действия переменного или постоянного тока высокого напряжения на электроды, опущенные в поток эмульсии. При электрической деэмульсации нефти в железный сосуд вводят изолированный от стенок сосуда электрод, по которому протекает электроток напряжением в несколько тысяч вольт. Вторым электродом являются стенки сосуда, заземлённые и соединённые с трансформатором напряжения. Эмульсия, при прокачивании между электродами, разрушается, освобождённые капельки воды соединяются в более крупные частички, и вода постепенно оседает на дно сосуда.
Самостоятельно каждый из описанных способов деэмульсации нефти почти не применяют. Обычно, деэмульсацию осуществляют комбинированным способом. Обессоливание нефти достигается пропусканием её через слой пресной воды, в результате чего соли растворяются и удаляются вместе с водой. Процесс стабилизации нефти, под которым понимается отделение от неё лёгких (пропан-бутанов и частично бензиновых) фракций, осуществляется в специальных стабилизационных колоннах под давлением и при повышенных температурах. После отделения лёгких углеводородов из нефти, последняя становится стабильной и может транспортироваться до нефтеперерабатывающих заводов без потерь.
3. Защита нефтегазового оборудования от коррозии.
Коррозия (corrodere) - означает процесс разрушения. Нежелательных ее процессов большое множество.
Нарушение надежности конструкции.
Подземный трубопровод с одним единственным сквозным проржав-лением уже непригоден для нормальной эксплуатации, хотя он еще на 99,99% цел и невредим.
Экологические последствия.
Но если трубопровод с отверстием в стенке - это газопровод высокого давления, то упомянутое разрушение (всего лишь 0,01% от целого) может дорого стоить обществу, случись авария с взрывом и огнем. Про целые озера нефти вблизи нефтепроводов, керосина вблизи керосинопроводов достаточно много мы слышали и читали.
Потери природных ресурсов.
В конечном счете на отданную в металлолом металлическую кон -струкцию в свое время много потрачено энергии и средств. Но ведь нельзя собрать весь металлолом с тем, чтобы снова переплавить его в металл.
Прямые затраты на коррозию.
Убытки от коррозии в мире настолько огромны, что общество вынуждено тратить ежегодно десятки, а может быть и сотни миллиардов долларов на борьбу с ней. Общая сумма прямых коррозионных потерь в США составляет около 70 млрд.долларов в год, т.е. более 4% валового национального продукта. Подсчитано, что около 15% этих потерь можно было бы избежать, своевременно используя современные средства защиты. Кстати, оставшееся 85% - это неизбежное зло?
Косвенные потери от коррозии.
Они определяются далеко не всегда легко и просто, но, несомненно, очень велики. Достаточно только перечислить часть из них:
- простои производственных мощностей с недовыработкой продукции;
- потери готовой продукции;
- снижение мощности и производительности;
- излишние допуски на толщину стенки;
- загрязнение основной продукции продуктами коррозии.
Итак, коррозия - это не просто элементарное растворение металла, как можно сначала предположить, а, скорее, порча металлического сооружения как результат коррозионного растворения. А ржавление - это коррозия железа и его сплавов. Цветные металлы не ржавеют, а корродируют.