2.9. 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.