Сеть трубопроводов нефтесбора

Сбор нефти с кустов скважин на пункт сбора и сепарации производится по

классической древовидной сети трубопроводов. Эта сеть имеет несколько источников,

роль которых играют кустовые площадки добывающих скважин, и один сток. В качестве

стока используется дожимная насосная станция (ДНС). Удаление кустов от ДНС достига-

ет 10–18 км.

Трубопроводы, транспортирующие продукцию скважин на ДНС, работают с

двухфазной трехкомпонентной смесью. В состав продукции скважин входят нефть, вода

и нефтяной газ.

Надежность работы нефтесборных сетей зависит от активности внутренней

коррозии. Практически установлено, что при малой обводненности продукции скважин,

когда дисперсионной средой является нефть, а дисперсной фазой – вода, при низкой ско-

рости движения смеси на нижней образующей стальных трубопроводов образуется ка-

навка, разрезающая трубу вплоть до сквозного разрушения. Нормами технологического

проектирования предписывается устанавливать в проекте определенный режим движе-

ния смеси, исключающий образование канавки в трубопроводе. Практически определено,

что при скорости смеси выше 1, 0–1, 5 м/с канавочная коррозия трубопроводов отсутству-

ет. Из этого можно заключить, что чем выше скорость движения смеси, тем выше надеж-

ность нефтесборной сети. Однако существует и ограничение верхнего предела скорости.

Чем выше скорость движения смеси, тем больше перепад давления в сети. Перепад дав-

ления – это первый показатель расхода энергии на сбор и транспорт продукции скважин.

Он имеет свои ограничения. Практически установлено, что при максимальном удале-

нии кустов от ДНС 10 км нормальная работа сети обеспечивается при перепаде в ней не менее 0, 7–0, 8 МПа. Учитывая то, что давление сепарации

нефти на ДНС принимается на уровне 0, 7–0, 8 МПа, максимальное давление на кустовых

площадках составляет 1, 6 МПа. При максимальном удалении кустов от ДНС больше 10

км предельное давление на кустовых площадках принимается равным 2, 5 МПа. Объ-

единение сетей нефтесбора с разными предельными давления не допускается. При воз-

никновении такой необходимости все трубопроводы нефтесборной сети должны рассчи-

тываться на максимальное давление.

Рис. 2.6.

Принципиальная схема нефтесборной сети представлена на рис. 2.6.

Для прокладки сетей по территории промысла организуются коридоры комму-

никаций. В этих коридорах размещаются трубопроводы нефтесбора, водоводы системы

ППД, промысловые автодороги и линии электропередачи. В этих же коридорах могут

размещаться и газопроводы, если на месторождении используется технология повышения

нефтеотдачи пласта закачкой нефтяного газа в нагнетательные скважины, или механиза-

ция добычи нефти с помощью газлифта.

Конечной точкой сети сбора нефти является пункт сбора и сепарации – до-

жимная насосная станция (ДНС).

Все элементы сети нефтесбора имеют взаимозависимые параметры. В этом

заключается одна из проблем проектирования изменяющейся во времени сети нефтесбора.

Объекты нефтяного промысла обладают высокой динамикой. Объем добычи нефти суще-

ственно зависит от времени разработки месторождения. Начальный период эксплуатации

характеризуется значительным увеличением объема добычи нефти, после достижения

максимального значения этот показатель начинаем медленно снижаться к нулевому зна-

чению. Если период разработки принять за 100 %, то первые 10–15 % обеспечивают вы-

ход показателя добычи на максимальное значение, а остальные 85–90 % составят период

постепенного снижения добычи.

Рост добычи определяется интенсивным проведением буровых работ, когда

обеспечивается массовый ввод добывающих скважин в эксплуатацию. В это время фор-

мируются новые кустовые площадки, которые необходимо подключать к уже созданной

сети нефтесбора. Для решения этой проблемы перед проектной организацией ставится

задача подключить новый куст к существующей сети. В качестве исходных данных ука-

зывается дебит подключаемых скважин, их количество и указывается точка подключения

и давление смеси в этой точке. Некоторые специалисты полагают, что этих данных доста-

точно для решения поставленной задачи. Однако, это совсем не так.

Представим себе, что перед нами поставлена задача, подключить куст № 6

(схема нефтесбора на рис. 2.7) к сформировавшейся сети, в точке подключения давление

- 28 -

добываемой продукции составляет, например, 1 МПа. Если это давление принять в каче-

стве исходной посылки для расчета участка сети от куста № 6 до точки подключения, то

окажется, что результат расчета не будет соответствовать фактическим данным, когда

новый куст выдаст свою продукцию в сеть. Проблема заключается в том, что поток про-

дукции скважин от куста № 6 явится дополнительной нагрузкой на сеть на участке от

точки его подключения до входа на ДНС. Дополнительная нагрузка приводит к увеличе-

нию гидравлического сопротивления этого участка. Предположим, что давление в точке

подключения увеличится, например, на 0, 2 МПа. Неучет этого явления приведет к нерас-

четному подъему давления на всех кустах, подключенных к данной нефтесборной сети, в

том числе и на подключаемой кустовой площадке. Для того, чтобы выполнить подклю-

чение дополнительного куста к существующей сети нефтесбора, необходимо выполнить

новый расчет всей сети, так как все элементы сети взаимосвязаны, изменение нагрузки на

трубопровод на любом участке сети приводит к изменению давления во всех точках си-

стемы. В результате такого расчета будут определены новые значения давления на всех

кустовых площадках. Если окажется, что некоторые площадки не уложились в установ-

ленные ограничения по давлению, придется проводить реконструкцию всей сети с про-

кладкой дополнительных трубопроводов или заменой существующих труб малого диа-

метра.