автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Разработка методов определения физико-химических характеристик жидких флюидов при контроле за разработкой месторождений углеводородов

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ АНАЛИТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЖИДКИХ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ.

1.1. Задачи, требующие использования свойств жидких пластовых флюидов.

1.2. Особенности определения молекулярной массы криоскопией в бензоле.

1.3. Особенности определения давления насыщенных паров нефтепродуктов.

1.4. Особенности определения брома в природных водах.

1.5. Особенности определения содержания твердых парафинов.

Выводы.

ГЛАВА 2 МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО СОЗДАНИЮ СОВРЕМЕННОГО АНАЛИТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ИССЛЕДОВАНИЙ ЖИДКИХ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ.

2.1. Разработка методики определения молекулярной массы по трендам эталонов.

2.2. Прибор для автоматического определения давления насыщенных паров нефтепродуктов.

2.3 Разработка методики рентгеиофлуоресцентного определения брома и стронция в попутных водах месторождений.

2.4 Анализ стандартного метода определения содержания твердых парафинов.

ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК ДЛЯ АНАЛИЗА ЖИДКИХ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ВУКТЫЛЬСКОЙ ГРУППЬГ.

3.1. Исследование конденсатов и их компонентов на приборе Осмомат 010 с помощью разработанных методических приемов.

3.2 Использование в потоке прибора по определению давления насыщенных паров.

3.3. Апробация на попутных водах разработанной методики определения брома и стронция.

ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И ДАЛЬНЕЙШЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖИДКИХ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ.

4.1. Сокращение сроков аналитических исследований и повышение достоверности расчетных характеристик при новом определении молекулярной массы.

4.2. Стабилизация технологического процесса путем регулирования его по упругости пара.

4.3. Контроль за обводнением скважин по данным рентге-нофлуоресцентного определения брома и стронция.

4.4. Роль метода определения содержания парафинов в контроле парафиноотложения и технологической классификации нефтей.

ВЫВОДЫ.

Актуальность проблемы

Аналитические определения физико-химических свойств жидких пластовых флюидов являются важнейшей составной частью различных исследований, связанных с разработкой и контролем за месторождением, транспортом, хранением и переработкой продукции газоконденсатных и нефтяных скважин.

Многие методики определения параметров жидких флюидов разработаны давно и соответствуют тому уровню развития техники и технологий, который существовал на момент их разработки. К их характерным чертам относится большое количество ручных операций, наличие операций, приводящих к трудно учитываемым погрешностям, длительность анализа, непривлекательность труда.

В настоящее время к исследованию скважин предъявляются более жесткие требования, значительно усложнились задачи исследований. То же относится и к технологиям, связанным с транспортом и переработкой сырья. В практику вводится слежение за процессами дистанционно при помощи управляющего компьютера. Появилось и новейшее аналитическое оборудование, соответствующее требованиям времени: высокой производительностью, автоматизацией анализа, компьютерными управлением и обработкой результатов.

В изменившихся условиях старые аналитические методики начинают тормозить исследования, не позволяя проводить их в необходимом объеме и с требуемой достоверностью и точностью. Всеобщая компьютеризация процессов значительно повышает роль приборов, работающих в потоке.

Все это приводит к необходимости, во-первых, пересмотра существующих методик и разработке новых версий этих методик, адаптированных к новой аналитической технике, позволяющих производить измерения с большей достоверностью, экспрессно, с использованием компьютерной техники. Во-вторых, к созданию приборов нового поколения, автоматизирующих проведение анализа, позволяющих выполнять его прямо из потока.

Цель работы

Создать новые и усовершенствовать существующие аналитические методики и приборы для определения свойств жидких пластовых флюидов с целью автоматизации ручных операций, расширения области применения методик, повышения достоверности получаемой информации, увеличения экспрессности и объема измерений.

Основные задачи исследований

Основными задачами диссертационной работы являются:

1 .Разработать прибор для автоматического определения давления насыщенных паров в лаборатории и из технологического потока.

2.Расширить диапазон нефтепродуктов, давление насыщенных паров которых можно определять методом Рейда.

3.У совершенствовать методику определения молекулярной массы нефтепродуктов криоскопическим методом.

4.Разработать методику рентгенофлуоресцентного определения брома и стронция в попутных водах.

5.0пределить достоверность стандартного метода измерения содержания твердых парафинов.

Методы исследования

Поставленные в работе задачи осуществлялись путем проведения лабораторных исследований на стандартной бомбе Рейда и опытном образце прибора, на криоскопическом осмометре Осмомат 010 и приборе Бекмана, на рентгеновском спектрометре "Спектроскан", на лабораторном хроматографе ЛХМ и методами "мокрой" химии.

Научная новизна

Созданы конструктивные элементы прибора Рейда, позволяющие установить его в технологический поток и расширить диапазон измеряемых веществ до нестабильных продуктов.

Создана методика определения молекулярной массы, позволяющая определять этот параметр по одному измерению и с большей достоверностью.

Впервые разработана и применена для анализа сопутствующих вод методика рентгенофлуоресцентного определения брома и стронция, позволившая использовать результат анализа как гидрохимический критерий для определения поступления пластовых вод в скважину.

Выявлена природа систематической погрешности стандартного метода определения парафина и определена область применения этой методики.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Предложенные методики используются для анализа жидких пластовых флюидов на месторождениях Тимано-Печорской провинции и из технологического потока Сосногорского ГПЗ.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы обсуждались:

- на научно-технической конференции "Проблемы разработки и эксплуатации газоконденсатных месторождений на завершающей стадии", г.Ухта, октябрь, 1990г, Коми филиал ВНИИГАЗа;

- на научно-технической конференции "Проблемы развития газодобывающей и газотранспортной систем отрасли и их роль в энергетике СевероЗападного региона России", г.Ухта, 18-20 апреля, 1995 г., Севернипигаз;

- на Международном научно-техническом семинаре "Комплексное изучение и моделирование сложных углеводородных систем", г. Ухта, 21-25 октября 1996 г., Севернипигаз.

Публикации

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1.Долбилина И.Е., Делова Ф.Р., Федянин Н.П. Физико-химические свойства парафиносодержащих конденсатов Западно - Соплесского ГКМ// Разработка и эксплуатация газоконденсатных месторождений на завершающей стадии: Тез. докл. науч.-техн. конф. Коми филиала ВНИИГАЗа, октябрь, 1990 г.

Ухта, 1990.-С. 17-18.

2.Долгушин Н.В., Долбилина И.Е., Рыжко В.П. Прогнозирование изменения компонетного состава конденсатов на весь период разработки месторождений// Проблемы развития газодобывающей и газотранспортной систем отрасли и их роль в энергетике Северо-Западного региона России: Тез. докл. науч.-техн. конф., посвящ. 35-летию Севернипигаза. - Ухта, 1995. - С. 139-140.

3.Медведев В.Н., Долбилина И.Е., Мельничук E.H. Разработка методик эмиссионного и рентгенофлуоресцентного анализов для определения микроэлементного состава пластовых и сточных вод// Комплексное изучение и моделирование сложных углеводородных систем: Тез. докл. науч.-техн. семин. - Ухта, 19.96. - С.44-46.

4.0пределение микроэлементного состава продукции добывающих скважин методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии/ Н.В.Долгушин, И.Е.Долбилина, В.Н.Медведев, E.H.Мельничук// Сб. науч. тр. Проблемы освоения природных ресурсов Европейского Севера. - Ухта, 1996. - С.22-28.

5.Долгушин Н.В., Долбилина И.Е. Оценка стандартного метода определения содержания твердых парафинов// Тр. Севернипигаза. Севергазпром: союз науки и производства в области геологии, разработки месторождений и транспорта газа в Тимано-Печорской провинции. - Ухта, 1999. - С.621-626.

6.Долгушин Н.В., Долбилина И.Е., Мельничук E.H. Методика рентгенофлуоресцентного определения брома и стронция из сухого остатка пластовых вод и апробация ее на водах месторождений Вуктыльской группы// Тр. Севернипигаза. Севергазпром: союз науки и производства в области геологии, разработки месторождений и транспорта газа в Тимано-Печорской провинции. - Ухта, 1999. -С.627-634.

7.A.C. 1364930 СССР, МКИ G01 L 11/00. Устройство для определения давления насыщенных паров нефтепродуктов/ Е.Н.Долбилин, И.Е.Долбилина, В.Е.Соллертинский. - №4093723/24-10; Заявл. 15.07.86; Опубл. 07.01.88, Бюл. №1. -с. 141.

8.А.С. 1364931 СССР, МКИ G01 L 11/00. Устройство для определения давления насыщенных паров нефтепродуктов/Е.Н.Долбйлин, И.Е.Долбилина, В.Е.Соллертинский. - №4093772/24-10; Заявл. 25.07.86; Опубл. 07.01.88, Бюл. №1. -с. 142.

Результаты исследования калибровочных смесей на основе кристаллических солей (вг)

Содержание Интенсивность Интенсивность фона ^г ■ ^фср стронция, линии стронция, 1фср мг/г Ь 1ф1720 1ф1780 1фср

10 856 71 41 56 14.33

5 536 50 34 42 11.67

5 914 88 43 65 9.98

2.5 311 48 36 42 6.4

2.5 489 68 39 53 6.26

2.5 510 64 46 55 6.37

1.25 182 42 36 39 3.67

1.25 253 50 39 45 3.56

1.25 271 58 41 49 3.44

0.625 112 40 35 38 1.98

0.625 138 46 41 44 1.66

0.625 137 45 36 41 1.82

0.312 68 32 34 33 1.03

0.312 88 46 41 43 0.79

0.312 95 44 40 42 0.99

0.156 56 35 35 35 0.59

0.156 67 45 37 41 0.49

0.156 70 47 45 46 0.41

0.078 45 36 31 33 0.35

0.078 56 45 37 41 0.29

0.078 55 44 41 42 0.23

0.039 38 37 34 35 0.06

0.039 46 43 40 41 0.08

0.039 45 42 35 38 0.10

0 35 31 32 31 0.11

0 26 28 23 25 0.02

0 25 25 25 25 0

1. Автоматические приборы для испытания нефти. Каталог фирмы Танака, Япония, 1998.

2. Автоматическое оборудование для контроля нефтепродуктов. Каталог фирмы ISL, Франция, 1998.

3. Бедрак С.Н. Разработка методов контроля и прогнозирования добычи углеводородного сырья месторождений Тимано-Печорской провинции: Авто-реф. дис.канд.техн.наук. М.: ВНИИГАЗ, 1999. - 17с.

4. Бедрак С.Н., Долгушин Н.В., Исаков A.A. Система контроля газоконден-сатной характеристики на завершающей стадии разработки Вуктыльского НГКМ / Сб. тр. Севернипигаза Проблемы повышения углеводородоотдачи ГКМ. -М., 1991. с.29-33.

5. Бобровский С.А., Соколовский С.М. Гидравлика, насосы и компрессоры. -М.: Недра, 1972.-296 с.

6. Васильев В.П. Аналитическая химия. М.: Высшая школа, 1989. - 383 с.

7. Гидравлический расчет конденсатопровода Вукгыл СГПЗ: Отчет о НИР (промежут.)/ Севернипигаз; Авторы В.С.Пригорнева, В.Ю. Настюк. - Ухта, 1995.- Юс.

8. Глинка H.JI. Общая химия. М.: Химия, 1965. - 727с.

9. ГОСТ 1012-72. Бензины авиационные. Технические условия. Взамен ГОСТ 1012-54; Введен 06.01.1972. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 13с.

10. ГОСТ 10227-86 (CT СЭВ 5024-85). Топлива для реактивных двигателей. Технические условия. Взамен ГОСТ 16564-71 ГОСТ 10227-62; Введен 11.11.1986.-М.: Изд-во стандартов, 1987.- Юс.

11. ГОСТ 1756-52 (CT СЭВ 3654-82). Нефтепродукты. Методы определения давления насыщенных паров. Взамен ГОСТ 1756-42; Введен 29.12.1952. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 20с.

12. ГОСТ 2084-77. Бензины автомобильные. Технические условия. Введен 29.09.1977. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 18с.

13. ГОСТ 23683-89. Парафины нефтяные твердые. Технические условия. Взамен ГОСТ 23686-79; Введен 25.12.1989. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 17с.

14. ГОСТ 2517-85 (CT СЭВ 1248-78). Нефть и нефтепродукты. Методы отборапроб. Взамен ГОСТ 2517-80; Введен 20.12.1985. - М.: Изд-во стандартов, 1986.- 32с.

15. ГОСТ 9965-76. Нефть. Степень подготовки для нефтеперерабатывающих предприятий. Технические условия. Взамен ГОСТ 9965-62; Введен0411.1976. М.: Изд-во стандартов, 1976. - Зс.

16. Гриценко А.И., Островская Т.Д., Юшкин В.В. Углеводородные конденсаты месторождений природного газа. М.: Недра, 1983. - 263 с.

17. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. М: Химия, 1972. -360

18. Зенин A.A., Белоусова Н.В. Гидрохимический словарь. Л.: Гидрометеоиз-дат, 1988. - 290 с.

19. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных скважин / Под ред. Г.А.Зотова, З.С.Алиева. М.: Недра, 1980. - 301с.

20. Исследование природных газоконденсатных систем / Н.В.Долгушин, Ю.М.Корчажкин, В.Г.Подюк, Д.З.Сагитова. Ухта, 1997. - 179 с.

21. Казакова Л.П. Твердые углеводороды нефти. М.: Химия, 1986. - 176 с.

22. Карцев A.A. Гидрогеология нефтяных и газовых месторождений. М.: Недра, 1972.-243с.

23. Крайнов С.Р., Швец В.М. Основы геохимии подземных вод. М.: Недра, 1980.-310с.

24. Лабораторное оборудование для контроля качества нефтепродуктов. Выпуск 10. Каталог фирмы Петротест, Германия, 1998.

25. Лосев Н.Ф. Количественный рентгенофлуоресцентный анализ. М.: Наука, 1969.- 335 с.

26. Лосев Н.Ф. Рентгенофлуоресцентный анализ. М.: Наука, 1991. - 275 с.

27. Осмомат 010 (Криоскопический осмометр): Инструкция по эксплуатации. -Общество с ограниченной ответственностью по измерительной технике и технике автоматического регулирования "Гонотек". Германия, 1996. - 30 с.

28. ОСТ 51.58-79. Конденсаты газовые. Технологическая классификация. Введен 01.01.1980. - М.: Изд-во стандартов, 1979. - 8с.

29. ОСТ 51.65-80. Конденсат газовый стабильный. Технические условия. Введен 21.08.1980. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 7с.

30. Перельман В.И. Краткий справочник химика. М.: Химия, 1964. - 620с.

31. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. М.: Химия, 1990. -840 с.

32. Питьева К.Н. Гидрогеохимия. М.: МГУ, 1988. - 316 с.

33. Резников A.A., Мулиновская Е.П., Соколов И.Ю. Методы анализа природных вод. М.: Недра, 1970. - 487с.

34. Руководство по исследованию скважин / А.И.Гриценко, З.С.Алиев, О.М.Ермилова и др. М.: Наука, 1995. - 523 с.

35. Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М.: Гостоптехиздат, 1962. -887с.

36. Современные методы исследования нефтей: Справ, -методич. пособие/ Под ред. А.И.Богомолова, М.Б.Темянко, Л.И.Хотынцевой. JI.: Недра, 1984. -431 с.

37. Спектрометр рентгеновский сканирующий кристалл-дифракционный портативный "Спектроскан": Паспорт. СПб.: НПО Спектрон, 1992. - 37с.

38. СТП 8828-71-97. Конденсат, нефть, нефтепродукты. Метод определения парафиновых углеводородов (С10-С40). Газохроматографический метод. Введен 01.02.1996. - Севернипигаз, 1996. - 14с.

39. Технология газопромысловых гидрогеологических исследований/ В.П.Ильченко, Б.П.Акулинчев, Ю.Г.Гирин и др. М.: Недра, 1997. - 299с.

40. Требования к комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов. М.: Гос. комиссия по запасам полезных ископаемых при Совете Министров СССР, 1982. - 44с.

41. Учет поступления сопутствующих вод: пластовых, конденсационных, метанола: Отчет о НИР (промежуточ.)/Севернипигаз; Авторы В.П.Рыжко, М.Р.Миненко. Дог.8.2.11. - Ухта, 1999. - 20 с.

42. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1960.-Т. 1.-450 с.

43. Хант Дж. Геохимия и геология нефти и газа/ Пер с анг. А.И Котохова, Г.В.Семерниковой, В.В.Чернышева. М.: Мир, 1982. - 704с.

44. Химия нефти. Руководство к лабораторным занятиям: Учеб. пособие для вузов/И.Н.Дияров, И.Ю.Батуева, А.Н.Садыков, Н.Л.Солодова. Л.: Химия, 1990. - 240 с.

45. Щигалев Б.М. Математическая обработка наблюдений. М.: - Гос. изд-во физ.-мат. литер., 1962. -344 с.