Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор ИПР
___________ А.К. Мазуров
«___» ____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
СБОР И ПОДГОТОВКА ПРОДУКЦИИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ
СКВАЖИН
НАПРАВЛЕНИЕ ООП: НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти.
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): бакалавр техники и технологии
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.
КУРС 4; СЕМЕСТР 7, 8;
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 6 (3/3)
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Математика», «Физика», «Химия», «Информатика», «Экология»,
«Химия нефти и газа», «Физическая и коллоидная химия», «Гидравлика и нефтегазовая
гидромеханика», «Термодинамика и теплопередача», «Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства», «Метрология, квалиметрия и стандартизация»
КОРЕКВИЗИТЫ: «Профессиональный иностранный язык», «Основы ресурсоэффективных технологий природопользования», «Разработка нефтяных и газовых месторождений»,
«Технологии эксплуатации нефтяных и газовых скважин»
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
40 часов (ауд.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
40 часов (ауд.)
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
13 часов (ауд.)
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
93 часа
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
75 часов
ИТОГО
168 часов
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЭКЗАМЕН В 7 СЕМЕСТРЕ,
ЗАЧЕТ, ДИФЗАЧЕТ В 8 СЕМЕСТРЕ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ КАФЕДРА: «Геологии и разработки нефтяных месторождений»
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ:
к.ф.-м.н., доцент Б.Б. Квеско
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП:
к.ф.-м.н., доцент Н.Г. Квеско
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
к.х.н., доцент Л.В. Шишмина
2011г.
1. Цели освоения дисциплины
В результате освоения данной дисциплины бакалавр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц1, Ц2, Ц3, Ц4,
Ц5 основной образовательной программы «Нефтегазовое дело» (таблица 1).
Таблица 1
Цели образовательной программы
Код
цели
Формулировка цели
Ц1
Готовность выпускников к производственно-технологической и проектной деятельности, обеспечивающей модернизацию, внедрение и
эксплуатацию оборудования для добычи, транспорта и хранения нефти
и газа
Ц2
Ц3
Ц4
Ц5
Готовность выпускников к междисциплинарной экспериментальноисследовательской деятельности для
решения задач, связанных с разработкой инновационных эффективных методов бурения нефтяных и
газовых скважин, разработкой и эксплуатацией месторождений углеводородов, их транспорта и хранения
Готовность выпускников к организационно-управленческой деятельности для принятия профессиональных
решений в междисциплинарных областях современных нефтегазовых
технологий с использованием принципов менеджмента и управления
Готовность выпускников к умению
обосновывать и отстаивать собственные заключения и выводы в
аудиториях разной степени междисциплинарной профессиональной
подготовленности
Готовность выпускников к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию в
условиях автономии и самоуправления
Требования ФГОС
и заинтересованных
работодателей
Требования ФГОС, критерии АИОР,
соответствие международным стандартам EUR–ACE и FEANI. Потребности научно-исследовательских
центров ОАО «ТомскНИПИнефть»
и предприятий нефтегазовой промышленности, предприятия ООО
«Газпром», АК «Транснефть»
Требования ФГОС, критерии АИОР,
соответствие международным стандартам EUR–ACE и FEANI. Потребности научно-исследовательских
центров Институт химии нефти СО
РАН и предприятий нефтегазовой
промышленности, предприятия ООО
«Газпром», АК «Транснефть»
Требования ФГОС, критерии АИОР,
соответствие международным стандартам EUR–ACE и FEANI, запросы
отечественных и зарубежных работодателей
Требования ФГОС, критерии АИОР,
соответствие международным стандартам EUR–ACE и FEANI, запросы
отечественных и зарубежных работодателей
Требования ФГОС, критерии АИОР,
соответствие международным стандартам EUR–ACE и FEANI, запросы
отечественных и зарубежных работодателей
2
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла
ООП (Б3.В.4.1). Она связана с дисциплинами естественнонаучного, математического цикла, базовой и вариативной части профессионального цикла
(химия нефти и газа, физическая и коллоидная химия, физика, математика,
информатика, экология и др.) и опирается на приобретенные при изучении
этих дисциплин знания, умения и навыки. Кореквизитами для дисциплины
«Сбор и подготовка продукции нефтяных и газовых скважин» являются дисциплины вариативной части профессионального цикла ООП: «Основы ресурсоэффективных технологий природопользования», «Разработка нефтяных
и газовых месторождений», «Технологии эксплуатации нефтяных и газовых
скважин», а также «Профессиональный иностранный язык».
3. Результаты освоения дисциплины
При изучении дисциплины бакалавры должны приобрести знания по
теоретическим основам процессов сбора и подготовки скважинной продукции; по принципиальным технологическим схемам установок подготовки
нефти, газа и воды; по принципиальному устройству оборудования установок
подготовки и понять обусловленность технологий сбора и подготовки составом и свойствами скважинной продукции, ее фазовым состоянием и термобарическими параметрами.
После изучения данной дисциплины бакалавры приобретают знания,
умения и опыт, соответствующие результатам Р3, Р4, Р5, Р10 основной образовательной программы направления 131000 «Нефтегазовое дело». Соответствие результатов освоения дисциплины «Сбор и подготовка продукции
нефтяных и газовых скважин» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице 2.
Таблица 2
Результаты обучения
Код
результата
Р3
Требования ФГОС,
критериев и/или заинтересованных
сторон
В соответствии с общекультурными компетенциями
Требования ФГОС
ВПО (ОК-3, ОК-6,
ОК-9, ОК-10, ОК-11,
Уметь самостоятельно учиться и непрерывно ОК-12, ОК-14, ОКповышать квалификацию в течение всего пе18, ОК-20, ОК-22,
риода профессиональной деятельности
ПК-1, ПК-4, ПК-6,
ПК-10, ПК-17)
Результат обучения
(выпускник должен быть готов)
(ABET-3i).
3
Требования ФГОС,
критериев и/или заинтересованных
сторон
В соответствии с профессиональными компетенциями
в области общепрофессиональной деятельности
Требования ФГОС
Идентифицировать, формулировать, решать ВПО (ПК-2, ПК-3,
и оформлять профессиональные инженерные
Р4
ПК-4, ПК-5)
задачи с использованием современных обра(EAC-4.2d),
зовательных и информационных технологий
(ABET3e)
в области производственно-технологической деятельности
Требования ФГОС
ВПО (ОК-6, ОК-1,
Управлять технологическими процессами,
ОК-11, ПК-3, ПК-4,
Р5
эксплуатировать и обслуживать оборудоваПК-5, ПК-6, ПК-7,
ние нефтегазовых объектов
ПК-8, ПК-9, ПК-10,
ПК-11, ПК-18)
Код
результата
Результат обучения
(выпускник должен быть готов)
в области экспериментально-исследовательской деятельности
Р10
Планировать, проводить, анализировать, обрабатывать экспериментальные исследования с интерпретацией полученных результатов на основе современных методов моделирования и компьютерных технологий
Требования ФГОС
ВПО (ОК-1, ОК-2,
ОК-3, ОК-4, ОК-7,
ОК-21, ПК-2, ПК-4,
ПК-5, ПК-6, ПК-7,
ПК-8, ПК-9, ПК-17,
ПК-18, ПК-19, ПК20)
(ABET-3b),
В соответствии с ООП направления подготовки бакалавров 131000
«Нефтегазовое дело» взаимное соответствие целей ООП и результатов обучения следующее (таблица 3).
Таблица 3
Взаимное соответствие целей ООП и результатов обучения
Результаты
обучения
Р3
Р4
Р5
Р10
Ц1
+
Ц2
Цели ООП
Ц3
+
+
Ц4
Ц5
+
+
+
+
+
В соответствии с ООП направления подготовки бакалавров 131000
«Нефтегазовое дело» в результате освоения дисциплины студент должен
продемонстрировать следующие результаты обучения (таблица 4).
4
Таблица 4
Результаты освоения дисциплины
Формируемые
компетенции
Результаты освоения дисциплины
в соответствии с ООП*
Знания:
В результате освоения дисциплины бакалавр должен знать:
З3.9
условия образования, свойства и методы разрушения водонеЗ3.10
фтяных эмульсий (ПК-1);
З3.11
физико-химические основы процессов сбора и подготовки
З3.12
продукции скважин (ПК-1);
З3.13
принципы работы и устройства основного промыслового обоЗ3.14
рудования для подготовки нефти, газа и воды (ПК-1);
З3.15
принципы работы и устройства установок для измерения скважинной и товарной продукции (ПК-1);
технологии и технологические схемы процессов подготовки
нефти, газа и воды (ПК-1);
причины осложнений при сборе и подготовке скважинной
продукции и способы предупреждения и борьбы с ними (ПК1);
требования к качеству продукции нефтяного и газового промысла (ПК-1)
Умения:
В результате освоения дисциплины бакалавр должен уметь:
У5.23
применять знания о составе и свойствах скважинной продукУ5.24
ции, о физической сущности процессов сбора и подготовки
У5.25
продукции и о принципах работы и устройстве основного обоУ5.26
рудования при осуществлении и корректировке технологичеУ10.20
ских процессов при сборе и подготовке продукции скважин
(ПК-6, 7);
выбирать технологии подготовки продукции скважин (ПК-6,
10);
проводить расчеты процессов подготовки и оборудования (ПК6);
выбирать способы предупреждения и борьбы с осложнениями
при сборе и подготовке продукции скважин (ПК-6);
выбирать и применять моделирующие программы для расчета
и анализа процессов сбора и подготовки продукции скважин
(ПК-20)
Владение:
В результате освоения дисциплины бакалавр должен владеть:
В4.19
методами расчета физико-химических свойств и фазового равВ4.20
новесия нефтегазоводяных смесей (ПК-2, 4, 19);
В4.21
основами гидравлического расчета нефте- и газопроводов (ПКВ4.22
2, 4, 19);
В4.23
методикой определения типа пластовой воды и оценки ее коррозионной агрессивности (ПК-2, 4, 19);
методикой прогнозирования зоны выпадения солей, гидратов и
парафинов в системах сбора (ПК-2, 4, 19);
5
основными приемами работы на моделирующем программном
комплексе (ПК-18, 20)
*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки бакалавров по направлению 131000 «Нефтегазовое дело».
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Структура дисциплины по разделам, формам организации и контроля обучения
Таблица 5
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Название раздела/темы
Современное состояние и перспективы
нефтяной промышленности. Требования к качеству продукции. Водонефтяные эмульсии: условия
образования,
свойства,
методы
разрушения.
Промысловое обустройство нефтяных
месторождений.
Измерение продукции нефтяных скважин.
Предварительное
разделение продукции нефтяных скважин.
Моделирующие
программы
для
нефтяной и газовой
промышленности
Гидравлический
расчет
промысловых трубопроводов.
Осложнения в эксплуатации промысловых трубопроводов:
внутренняя
коррозия,
АСПО,
соли.
Технологии подго-
Аудиторная работа, (час)
Формы
Лаборат. Практич. СРС Итого контроля и
Лекции
аттестации
работы
занятия
3
2
–
3
8
Отчет
2
2
–
3
7
Отчет
4
4
–
3
11
Отчет
2
2
–
3
7
I рубежный контроль
2
5
–
4
11
Отчет
4
4
–
4
12
Отчет
4
2
–
4
10
Отчет
6
8.
товки нефти до товарных кондиций.
Технологии подготовки воды для системы ППД.
Технологии подго9. товки нефтяного газа к транспорту.
Измерение и учет
товарной продукции
10.
нефтяного промысла
Промежуточная аттестация
Всего
История
развития
газовой
промышленности,
современное состояние и
перспективы. Требования к качеству
11. продукции. Физикохимические основы
процессов сбора и
подготовки продукции газовых и газоконденсатных скважин.
Промысловое обустройство газовых и
газоконденсатных
месторождений.
12.
Измерение продукции газовых и газоконденсатных скважин.
Технологии подготовки
продукции
газовых и газокон13.
денсатных скважин
до товарных кондиций
Осложнения
при
эксплуатации про14. мысловых
трубопроводов: внешняя
коррозия, жидкост-
2
2
–
4
8
Отчет,
II рубежный контроль
2
2
–
4
8
Отчет
2
2
–
4
8
Защита отчетов
–
–
–
–
–
Экзамен
27
27
–
36
90
3
1
4
4
15
2
1
2
2
11
4
2
8
1
4
2
4
2
Отчет
Отчет
26
Отчет,
III рубежный контроль
15
Отчет,
IV рубежный контроль
7
ные пробки и гидраты.
Измерение и учет
15. товарной продукции
газового промысла
Курсовая работа
Промежуточная аттестация
Всего
Итого:
2
2
1
1
11
Защита отчетов
–
–
–
26
26
Диф. зачет
–
–
–
–
–
Зачет
13
40
13
40
13
13
39
75
78
168
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Современное состояние и перспективы нефтяной промышленности. Требования к качеству продукции. Водонефтяные эмульсии:
условия образования, свойства, методы разрушения – 8 час.
Основные тенденции и перспективы развития нефтедобывающей отрасли в России и за рубежом.
Общая характеристика деятельности нефтедобывающих компаний России.
Динамика состава и физико-химических свойств продукции добывающих скважин. Показатели и нормы качества товарной нефти. Учет динамики
показателей разработки месторождений, свойств пластовой нефти и специфических условий при обустройстве нефтяных месторождений. Технологическая схема разработки месторождения и проект его обустройства, их взаимосвязь.
Водонефтяные эмульсии: условия образования, типы эмульсий, концентрация фазы и ее дисперсность, устойчивость эмульсий, природные стабилизаторы водонефтяных эмульсий, состав и строение межфазовых поверхностей нефть-вода, структурно-механический барьер на границе раздела фаз,
«старение» эмульсий, методы разрушения эмульсий.
Лабораторная работа 1.
Расчет физико-химических свойств нефти, пластовых вод, и водонефтяных эмульсий.
Раздел 2. Промысловое обустройство нефтяных месторождений. Измерение продукции скважин – 7 час.
Принципиальная схема получения товарной нефти при разработке залежи на естественном режиме и при поддержании пластового давления.
Технологические схемы сбора нефти в России и за рубежом.
Сооружения технологического комплекса обустройства нефтедобывающего региона на месторождениях и центральных пунктах сбора (ЦПС).
Назначение сооружений. Общие требования к обустройству месторождений
нефтедобывающих районов, к технологии промыслового сбора, транспорта и
учета продукции скважин.
8
Измерение дебитов скважин на промыслах. Автоматизированные групповые замерные установки, схемы, принцип действия, достоинства и недостатки. Современные приборы для измерения продукции нефтяных скважин.
Лабораторная работа 2.
Способы выражения состава смесей. Перемешивание газонефтяных
смесей. Газосодержание нефти.
Раздел 3. Предварительное разделение скважинной продукции – 11 час.
Дожимные насосные станции (ДНС). Технологическая схема процессов
на ДНС, применяемое оборудование.
Первая ступень сепарации газа от нефти. Нефтегазовые сепараторы:
принцип работы, устройство, пропускная способность, показатели эффективности работы. Устройства предварительного отбора газа, газонефтяные сепараторы.
Предварительное обезвоживание скважинной продукции на ДНС и путевой сброс воды. Гравитационные напорные устройства, устройства ввода и
вывода сырья, типы отстойников, принцип их работы. Требования к качеству
сбрасываемой воды.
Назначение и классификация нефтепромысловых резервуаров. Оборудование резервуаров. Оценка потерь нефти из резервуаров при малых и
больших «дыханиях».
Лабораторная работа 3.
Расчет сепараторов на пропускную способность.
Лабораторная работа 4.
Определение количества газа, выделившегося по ступеням сепарации.
Лабораторная работа 5.
Расчеты фазовых равновесий нефти и газа.
Раздел 4. Моделирующие программы для нефтяной и газовой промышленности – Х час.
Назначение, структура, операции.
Лабораторная работа 6.
Введение в HYSYS. Моделирование процесса сепарации газа от нефти.
Раздел 5. Гидравлический расчет промысловых трубопроводов – 11 час.
Виды и классификация промысловых трубопроводов.
Гидравлические расчеты простых и сложных трубопроводов при изотермическом и неизотермическом движении по ним однофазной жидкости.
Распределение температуры по длине неизотермического трубопровода.
Типичные структуры газонефтяных потоков в горизонтальных и
наклонных трубопроводах. «Расходные» и «истинные» параметры, используемые для характеристики многофазных потоков в трубах.
Практические рекомендации по гидравлическим расчетам трубопроводов, транспортирующих газонефтяные, водонефтяные и газоводонефтяные
смеси. «Рельефные» трубопроводы и перевальные точки.
Производительность и пропускная способность газопроводов. Гидравлические расчеты простых и сложных газопроводов. Изменение температуры
и давления газа по длине газопровода.
9
Лабораторная работа 7.
Гидравлические расчеты простых и сложных изотермических и неизотермических трубопроводов при движении по ним однофазных сред.
Лабораторная работа 8.
Моделирование трубопровода.
Раздел 6. Осложнения в эксплуатации промысловых трубопроводов – 12
час.
Состав, причины и механизм образования асфальтосмолопарафиновых
отложений. Методы предупреждения и борьбы с АСПО.
Отложения солей в трубопроводах. Состав, причины и механизм образования отложения солей. Методы предупреждения и борьба с отложением
солей.
Внутренняя коррозия промысловых трубопроводов и оборудования.
Классификация коррозионных процессов: по механизму, по типу агрессивной среды, по площади повреждения, по характеру распространения, по виду
коррозионного повреждения. Внутренняя коррозия промысловых трубопроводов на месторождениях Западной Сибири. Методы защиты трубопроводов
и оборудования от коррозионного разрушения: механические, технологические, химические.
Пульсации и давления в промысловых трубопроводах, последствия,
методы борьбы.
Лабораторная работа 9.
Определение типа пластовой воды. Оценка коррозионной активности
воды.
Лабораторная работа 10.
Оценка насыщенности пластовой воды сульфатом кальция. Прогноз
отложения соли.
Лабораторная работа 11.
Прогноз выпадения парафинов в выкидной линии. Определение парафинобезопасного дебита скважины.
Раздел 7. Технологии подготовки нефти до товарных кондиций – 10 час.
Схема последовательности технологических процессов подготовки
нефти. Требования к комплексу сооружений по подготовке нефти. Унифицированные технологические схемы подготовки нефти.
Разгазирование нефти. Расчет процессов разгазирования нефти с использованием констант фазового равновесия. Применяемое оборудование и
механизм сепарации нефти от газа. Практические рекомендации в технологии разгазирования и сепарации нефти от газа.
Обезвоживание нефти. Технология процесса обезвоживания. Дестабилизация водонефтяных эмульсий деэмульгатором. Предварительное
укрупнение капель воды в эмульсиях. Разделение эмульсий в дегидраторах с
вертикальным и горизонтальным потоками сырья.
Обессоливание нефти. Стадийность процесса обессоливания. Расчет
количества пресной воды для обессоливания нефти.
10
Применение электрических полей для интенсификации и углубления
процессов глубокого обезвоживания и обессоливания нефти. Электродегидраторы и их применение.
Стабилизация нефти. Технологические схемы процесса стабилизации нефти методами: «горячей» сепарации, ректификации, барботажа.
Лабораторная работа 12.
Моделирование и сравнение одно- и трехступенчатой двухфазной сепарации пластовой нефти по качеству и количеству продуктов сепарации.
Раздел 8. Технологии подготовки воды для системы ППД – 8 час.
Требования к комплексу сооружений по подготовке воды, отделяемой
от нефти. Унифицированные технологические схемы подготовки воды.
Очистка воды от нефтепродуктов и шлама. Технология глубокой
очистки воды, для использования в системе поддержания пластового давления (ППД), от остаточной нефти и механических примесей. Каскадная технология подготовки воды. Коалесцирующие фильтры, флотаторы, гидроциклоны.
Лабораторная работа 13.
Моделирование трехфазной сепарации нефтегазоводяной смеси.
Раздел 9. Технологии подготовки нефтяного газа к транспорту – 8 час.
Требования к комплексу сооружений по подготовке нефтяного газа к
транспорту. Унифицированные технологические схемы подготовки нефтяного газа.
Сепарация газа от капельной жидкости. Очистка газа от сероводорода и
СО2. Осушка газа. Извлечение тяжелых углеводородов. Низкотемпературная
сепарация, низкотемпературная конденсация газа. Гликолевые абсорбенты и
их применение.
Лабораторная работа 14.
Метод расчетного исследования. Определение оптимальных условий
сепарации по нефти и по газу.
Раздел 10. Измерение и учет товарной продукции нефтяного промысла –
8 час.
Измерение и учет товарной нефти, применяемое оборудование, принцип действия.
Раздел 11. История развития газовой промышленности, современное состояние и перспективы. Требования к качеству продукции. Физикохимические основы процессов сбора и подготовки продукции газовых и
газоконденсатных скважин – 13 час.
История развития газовой промышленности, современное состояние.
Анализ динамики и прогноз объемов добычи нефти и газа в мире, России и
Томской области. Проблемы нефтегазовой отрасли ТЭК. Требования к качеству продукции: газ, поставляемый и транспортируемый по магистральным
газопроводам, горючий газ промышленного и коммунально-бытового назначения, сжатый природный газ, используемый как топливо для двигателей
внутреннего сгорания, стабильный газовый конденсат.
Уравнения состояния.
11
Фазовые превращения смесей углеводородов. Однокомпонентные
системы: диаграммы Р – Т, Р – V. Двухкомпонентные системы: диаграмма Р
– V, Р – Т, Р – С. Крикондентерм. Криконденбар. Трехкомпонентные системы. Многокомпонентные системы. Сущность ретроградной конденсации. Ретроградное испарение. Кривая потерь конденсата в пласте. Изотермы конденсации.
Процессы расширения газа. Процесс дросселирования природного
газа. Дифференциальный и интегральный эффект Джоуля-Томсона. Процесс
изоэнтропийного расширения газа.
Лабораторная работа 15.
Логические операции в программе ХАЙСИС. Фазовые диаграммы.
Практическое занятие 1.
Расчет плотности газовой смеси при рабочих условиях. Расчет простого газопровода. Расчет степени охлаждения газа при его расширении.
Раздел 12. Промысловое обустройство газовых и газоконденсатных месторождений. Измерение продукции скважин – 11 час.
Принципиальная схема получения осушенного газа и конденсата при
разработке залежи без поддержания пластового давления. Системы промыслового сбора природного газа. Факторы, определяющие систему обустройства газовых и газоконденсатных промыслов. Классификация систем сбора
газа.
Сооружения технологического комплекса обустройства газодобывающего региона на месторождениях и центральных пунктах сбора (ЦПС).
Назначение сооружений. Общие требования к обустройству месторождений
газодобывающих районов, к технологии промыслового сбора, транспорта и
учета продукции скважин.
Измерение дебитов скважин на промыслах. Современные приборы для
измерения продукции газовых и газоконденсатных скважин.
Лабораторная работа 16.
Моделирование трубопровода. Влияние условий окружающей среды на
параметры транспортируемого газа.
Практическое занятие 2.
Определение влагосодержания газа по уравнению Бюкачека и по номограмме.
Раздел 13. Технологии подготовки продукции газовых и газоконденсатных скважин до товарных кондиций – 26 час.
Назначение промысловой подготовки.
Низкотемпературная сепарация. Сущность процесса. Принципиальная схема установки НТС. Принципиальное устройство низкотемпературного
сепаратора. Факторы: давление и температура в низкотемпературном сепараторе, состав исходного газа, число ступеней сепарации, газоконденсатный
фактор. Достоинства и недостатки технологии НТС: влияние состава сырья и
падения пластового давления на степень извлечения тяжелых углеводородов.
Места ввода метанола по технологической схеме НТС. Стабилизация газовых
конденсатов: ступенчатая дегазация, ректификация.
12
Абсорбционная технология осушки газа. Требования к абсорбентам.
Принципиальная технологическая схема установки гликолевой осушки газа.
Сравнительная характеристика гликолей как осушителей: температуры замерзания и кипения, плотности, давление насыщенных паров, вязкость водных растворов гликолей, депрессия точки росы по влаге, потери гликолей,
условия регенерации насыщенных растворов. Влияние давления, температуры, концентрации абсорбента на работу установки осушки. Основные факторы, влияющие на эффективность работы основного оборудования: линейная
скорость газа в аппарате и др.
Адсорбционная технология осушки газа. Характеристика адсорбентов. Принципиальная технологическая схема установки адсорбционной
осушки газа. Принципиальное устройство адсорбера. Статическая и динамическая активность адсорбентов. Факторы, влияющие на адсорбционную способность адсорбента: влажность газа, скорость потока газа, температура и
давление в аппарате. Строение, состав, достоинства и недостатки цеолитов и
силикагелей как наиболее широко применяемых адсорбентов.
Лабораторная работа 17.
Технология низкотемпературной сепарации газоконденсатной смеси.
Моделирование. Анализ влияния факторов. Эффективность.
Лабораторная работа 18.
Технология абсорбционной осушки газоконденсатной смеси. Моделирование. Анализ влияния факторов. Эффективность.
Практическое занятие 3.
Расчет процесса осушки природного газа с помощью абсорбента до
заданной точки росы.
Практическое занятие 4.
Расчет абсорбера.
Раздел 14. Осложнения при эксплуатации промысловых трубопроводов:
внешняя коррозия, жидкостные пробки и гидраты – 15 час.
Внешняя коррозия газопроводов. Противокоррозионная защита.
Электрические процессы на поверхности трубопровода, находящегося в почве. Схемы возникновения гальванических пар (коррозионных элементов) на
трубопроводе. Защитные покрытия для нефтепроводов. Электрохимическая
защита: протекторная и катодная.
Влагосодержание природных газов. Способы выражения. Абсолютная влажность. Относительная влажность. Факторы, определяющие влажность природных газов. Расчет влагосодержания газа.
Физико–химическая характеристика гидратов природного газа.
Гидраты газов – клатратные соединения. Структура гидратов. Типы гидратов: простые, двойные, смешанные. Состав гидратов: влияние состава газа,
давления и температуры. Свойства гидратов: проницаемость, теплопроводность, плотность, давление разложения, теплота образования.
Условия образования и условия существования простых гидратов:
фазовая диаграмма системы газ–гидрат. Основные факторы, определяющие
условия образования и стабильного существования гидратов: состав газов,
13
фазовое состояние воды, температура, давление. Равновесные условия образования гидратов природных газов.
Способы предупреждения образования гидратов: технологические и
химические. Способы борьбы с гидратами.
Лабораторная работа 19.
Предотвращения образования гидратов в технологии НТС с помощью
ингибиторов.
Практическое занятие 5.
Расчет условий и зоны возможного образования гидратов в газопроводе. Расчет количества ингибитора гидратообразования.
Раздел 15. Измерение и учет товарной продукции газового промысла – 11
час.
Измерение и учет продукции газовых и газоконденсатных скважин,
применяемое оборудование, принцип действия.
4.3. Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках дисциплины «Сбор и подготовка продукции нефтяных и газовых скважин» и указанных в пункте 3, по
разделам дисциплины следующее (таблица 6).
Таблица 6
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Формируемые
компетенции
З3.9
З3.10
З3.11
З3.12
З3.13
З3.14
З3.15
У5.23
У5.24
У5.25
У5.26
У10.20
В4.19
В4.20
В4.21
В4.22
В4.23
1
х
х
2
3
4
х
х
5
х
х
Разделы дисциплины
6
7
8
9 10 11
х
13
х
х
15
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
14
х
х
х
12
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
5. Образовательные технологии
14
При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов
учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности бакалавров для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций (таблица 7).
Таблица 7
Методы и формы организации обучения
Методы и формы
активизации деятельности
Дискуссия
IT-методы
Командная работа
Разбор кейсов
Опережающая СРС
Индивидуальное
обучение
Проблемное обучение
Обучение на основе
опыта
ЛК
х
х
Виды учебной деятельности
ПЗ
х
х
СРС
х
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;
самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;
закрепление теоретического материала при проведении лабораторных и
практических работ с использованием учебного и научного оборудования
и приборов, выполнения проблемно-ориентированных заданий и моделирующих программ.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов (CРC)
6.1. Текущая СРС в объеме 75 часов, направленная на углубление и
закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:
работе бакалавров с лекционным материалом, поиске и анализе материалов из литературных и электронных источников информации по заданной
теме,
выполнении домашних заданий,
оформлении отчетов практическим работам,
выполнении курсовой работы,
переводе материалов из тематических информационных ресурсов с иностранных языков,
15
изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку,
изучении теоретического материала к практическим занятиям,
изучении методических указаний и подготовке к выполнению практических работ,
подготовке к экзамену, зачету, защите курсовой работы.
6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
1. Газонефтяные эмульсии (пены): кратность пены, дисперсность, правило
Плато, устойчивость – 4 час.
2. Типы и технические характеристики счетчиков, расходомеров, замерных
установок – 4 час.
3. Методы контроля качества товарного газа на промысле:
периодичность, правила отбора проб газа по ГОСТ 18917-82 – 2 час.
определение точки росы по влаге по ГОСТ 20060-83 (конденсационный, электролитический, абсорбционный методы), определение температуры начала конденсации углеводородов по ГОСТ 20061-84 (конденсационный метод), компонентный состав газа по ГОСТ 23781-87,
определение содержания метанола в сжатом природном газа по стандарту СЭВ 2104-80 – 2 час.
приборы для определения точки росы по влаге: конденсационного типа ТТР (ТТР-3, ТТР-8, Роса-1, Харьков-1М), кулонометрические гигрометры (влагомеры) серии «Байкал», КОНГ-4 – 2 час.
4. Требования к качеству продукции: газ, поставляемый и транспортируемый по магистральным газопроводам (ОСТ 51.40-93), горючий газ промышленного и коммунально-бытового назначения (ГОСТ 5542-87), сжатый природный газ, используемый как топливо для двигателей внутреннего сгорания (ГОСТ 27577-87), стабильный газовый конденсат (ОСТ
51.65-80) – 2 час.
6.3. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР) направлена на развитие интеллектуальных умений, комплекса
универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций,
повышение творческого потенциала студентов и заключается в:
поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе
научных публикаций по теме курсовой работы,
выполнении курсовой работы или междисциплинарного проекта;
дополнительном изучении возможностей моделирующих программ,
выполнении расчетно-графических работ,
исследовательской работе и участии в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах.
6.4. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство
двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей в форме
16
ответов на вопросы текущей аттестации и проверки решения задач и
выполнения лабораторных работ.
6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Образовательные ресурсы, рекомендуемые для использования при самостоятельной работе студентов, том числе программное обеспечение,
Internet- и Intranet-ресурсы (электронные учебники, компьютерные модели и
др.), учебные и методические пособия:
рабочая программа дисциплины;
кафедральная электронная библиотека книг;
материал лекций в электронном варианте;
компьютеризированные методические указания к выполнению практических, лабораторных и домашних заданий;
компьютерный класс для выполнения расчетных практических работ и
работы с моделирующим программным комплексом.
Периодические издания:
Известия Томского политехнического университета, http://www.tpu.ru/
Химия и технология топлив и масел,
Нефтепромысловое дело,
Нефтегазовые технологии,
Нефтегазовое дело, http://www.ngdelo.ru/
Нефтяное хозяйство, http://www.oil-industry.ru/
Бурение и нефть, http://www.burneft.ru
Нефть России,
Газовая промышленность,
http://vniioeng.mcn.ru/inform/ – содержит ссылки на научно-технические
журналы по нефтяному делу,
J. of Petroleum Science & Enginnering.
7. Средства текущей и промежуточной оценки качества освоения дисциплины
Контроль успеваемости студентов осуществляется в виде:
входного контроля (тестирование);
текущего контроля (четыре контрольные работы и собеседование при
сдаче отчетов по лабораторным и практическим занятиям);
промежуточного контроля (экзамена в седьмом семестре, дифференцированного зачета в восьмом семестре, защите курсовой работы).
Контроль служит эффективным стимулирующим фактором для организации самостоятельной и систематической работы студентов, усиливает глубину и долговременность полученных знаний. Контроль осуществляется на
аудиторных занятиях, на консультациях, чем создаются условия, при которых студент вынужден ритмично работать над изучением данного курса.
17
Организация контроля строится на рейтинговой системе оценивания
результатов обучения студентов, принятой в Национальном исследовательском Томском политехническом университете. Максимальное количество
баллов по дисциплине, которое может набрать студент, составляет 100 баллов (табл. 8).
Таблица 8
Оценка видов занятий по дисциплине «Сбор и подготовка продукции
нефтяных и газовых скважин» по рейтинговой системе
№ п./п.
1
2
3
4
Вид занятий
Посещение лекций
Входной контроль (тестирование)
Текущий контроль (четыре контрольные работы)
Посещение практических занятий
Выполнение и защита лабораторных, практических
5
и курсовой работ
6
Промежуточный контроль
Максимальное количество баллов, всего
Баллы
10
5
15
10
40
20
100
Примеры текущего (тестового) контроля по дисциплине
«Сбор и подготовка продукции нефтяных и газовых скважин»
1. Укажите соединения, которые являются эмульгаторами эмульсии типа
В/Н:
асфальтены
смолы
кристаллы парафина
нафтеновые кислоты
порфирины
глина
2. В каком случае следует применять для разрушения эмульсии электрическое поле:
если эмульсия нестойкая
если эмульсия образована нефтью низкой вязкости
если эмульсия образована нефтью высокой плотности
3. Какого типа эмульсии могут быть разрушены с помощью электрического
поля:
любого
вода в нефти
нефть в воде
18
4. Если внутренняя коррозия нефтепровода вызвана гидроэрозионным воздействием в условиях расслоенного водонефтяного потока, каким способом можно защитить трубопровод:
ингибированием
сбросом воды
изменением гидродинамического режима движения жидкости
5. Какая технология подготовки газа на газовых месторождениях в настоящее
время является основной (типовой):
низкотемпературная сепарация
абсорбционная осушка
адсорбционная осушка
6. Исходя из какого требования выбираются значения температуры и давления в низкотемпературном сепараторе:
обеспечение максимальной конденсации компонентов С3+В
обеспечение максимальной конденсации компонентов С3 – С4
обеспечение максимальной конденсации компонентов С5+В
обеспечение максимальной конденсации водяных паров
7. В процессе дросселирования газа энтальпия i – :
постоянна
возрастает
убывает
8. Как изменяется массовый расход газа при установившемся изотермическом течении в газопроводе:
возрастает
уменьшается
постоянен
Примеры промежуточного контроля по дисциплине
«Сбор и подготовка продукции нефтяных и газовых скважин»
Билет №1
1. Дисперсность водонефтяных эмульсий. Ее значение.
2. Электродегидратор: назначение, устройство, принцип работы.
3. Установите с помощью диаграммы возможность образования гидратов
в газе заданной относительной плотности при заданных температуре и
давлении.
Билет №2
19
1. Вязкость водонефтяной эмульсии: зависимость от свойств воды, нефти
и других факторов.
2. Технология глубокого обезвоживания нефти.
3. Требования к качеству воды для системы ППД.
8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
8.1. Перечень рекомендуемой литературы
Основная
1. Дунюшкин И.И. Сбор и подготовка скважинной продукции нефтяных
месторождений: Учебное пособие. – М: ФГУП Изд-во «Нефть и газ»
РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006. – 320 с.
2. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. – М.: Недра,
2005.– 318 с.
3. Лутошкин Г.С., Дунюшкин И.И. Сборник задач по сбору и подготовке
нефти, газа и воды на промыслах: Учебное пособие. – М.: Недра, 2004. –
135 с.
4. Гужов А.И. Совместный сбор и транспорт нефти и газа. – М.: Недра,
1973. – 280 с.
5. Бараз В.И. Добыча нефтяного газа. – М.: Недра, 1983. – 252 с.
6. Сборник задач по гидравлике и газодинамике для нефтяных вузов / Под
ред. Г.Д. Розенберга – М.: Недра, 1990. – 238 с.
7. Требин Ф.А., Макогон Ю.Ф., Басниев К.С. Добыча природного газа. –
М.: Недра, 1976. – 368 с.
8. Подготовка газа к транспорту/Ю.П. Коротаев, Б.П. Гвоздев, А.И. Гриценко, Л.М. Саркисян. – М.: Недра, 1973. – 240 с.
9. Жданова Н.В., Халиф А.Л. Осушка углеводородных газов. - М.: Химия,
1984. – 192 с.
10. Ланчаков Г.А., Кульков А.Н., Зиберт Г.К. Технологические процессы
подготовки природного газа и методы расчета оборудования - М : ООО
«Недра-Бизнесцентр», 2000 – 279 с.
11. Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. –
М.: Недра, 1999. – 596 с.
12. Бекиров Т.М., Шаталов. Сбор и подготовка к транспорту природного газа. 1986.
13. Дегтярев Б.В., Бухгалтер Э.Б. Борьба с гидратами при эксплуатации газовых скважин в северных районах. - М.: Недра, 1976. – 198 с.
14. Степанова Г.С. Фазовые превращения углеводородных смесей газоконденсатных месторождений. – М.: Недра, 1974.
Дополнительная
15. Байков Н.М., Позднышев Г.Н., Мансуров Р.И.. Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды. – М.: Недра, 1981. – 261с.
16. Каспарьянц К.С., Кузин В.И., Григорьян Л.Г. Процессы и аппараты для
объектов промысловой подготовки нефти и газа. – М.: Недра, 1977. –
252 с.
20
17. Медведев В.Ф. Сбор и подготовка нефти и воды: Справочник рабочего.
– М.: Недра,1986. – 221с.
18. Позднышев Г.Н. Стабилизация и разрушение нефтяных эмульсий. – М.:
Недра, 1982. – 220 с.
19. Логинов В.И. Обезвоживание и обессоливание нефти. – М.: Химия,
1979. – 214 с.
20. Дунюшкин И.И., Мищенко И.Т., Елисеева Е.И. Расчеты физикохимических свойств пластовой и промысловой нефти и воды: Учебное
пособие для вузов.- М: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа
им. И.М. Губкина, 2004. – 448 с.
21. Мищенко И.Т. расчеты при добыче нефти и газа – М.: Изд-во «НЕФТЬ и
ГАЗ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2008. – 296 с.
22. Тугунов П.И., Новоселов В.Ф. Типовые расчеты при проектировании и
эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. – М.: Недра, 1981. – 184 с.
23. Едигаров С.Г., Бобровский С.А. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ. – М.: Недра, 1973. – 180 с.
24. Макогон Ю.Ф. Гидраты природных газов. – М.: Недра, 1974. – 208 с.
25. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного
газа: Учебное пособие для вузов. – М.: Химия, 2001. – 568 с.
8.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
рабочая программа дисциплины «Сбор и подготовка продукции
нефтяных и газовых скважин»;
компьютеризированное учебное пособие по лекционному материалу;
компьютеризированные методические указания к выполнению практических, лабораторных и домашних заданий;
демонстрационные материалы на слайдах;
моделирующая программа.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
В проведении лекционных и практических занятий используются следующие аудитории:
314 ауд. 20 кор. (94 посад. места, мультимедийный проектор, используется персональный компьютер с программным обеспечением: Microsoft Office PowerPoint
2003);
316 ауд. 20 кор. (12 посад. мест, персональные компьютеры);
322 ауд. 20 корп.(12 посад. мест, персональные компьютеры, телевизор).
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС-2011
по направлению 131000 «Нефтегазовое дело» профиль: Эксплуатация и обслуживание объектов добычи
нефти.
Программа одобрена на заседании кафедры ТХНГ (протокол № 5 от
«26» июня 2011 г.).
Автор – к.х.н., доцент каф. ГРНМ Л.В. Шишмина
Рецензент – к.т.н., зав. каф. ГРНМ Б.Б. Квеско
21
Учебное издание
СБОР И ПОДГОТОВКА ПРОДУКЦИИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
Рабочая программа для подготовки бакалавров по направлению
131000 «Нефтегазовое дело»,
Профиль подготовки:
«Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти»
Разработчик ШИШМИНА Людмила Всеволодовна
Подписано к печати ХХХ. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка».
Печать RISO. Усл. печ. л. ХХ. Уч.-изд. л. ХХ.
Заказ . Тираж 40 экз.
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Система менеджмента качества
Издательства Томского политехнического университета сертифицирована
NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008
. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru
