Efficiency Evaluation Of Implementation Of Optimization Methods Of Operation Modes Of The "Plast - Gas Pipeline" System By The Methods Of Mathematical Modeling

To date, Ukraine's mature gas fields, which are being developed in the gas regime, are at the final stage of development, which is characterized by a significant depletion of reservoir energy. The final stage of development requires solving complex problems related to watering wells, destruction of the reservoir, removal of formation water and mechanical impurities, increasing back pressure in the system, as well as the moral and physical wear and tear of industrial equipment. In the conditions of falling gas production, a significant part of the operating well stock is unstable, in the mode of unauthorized stops due to the accumulation of liquid at the bottom and insufficient gas velocities for removal to the surface, and also the accumulation of the liquid phase in the lowered places of the gas gathering system.Within the framework of the conducted studies, the gas dynamic models of the operation of the gas collection system of 3 oil/gas-condensate fields (OGCF) are created. A single model of the gas production system "reservoir - well - gas gathering system - inter-field gas pipeline - main facilities" is built. The current efficiency of the gas production, collection and transportation system is assessed. On the basis of model calculations, the current production capabilities of the wells are defined, as well as the "narrow" places of the system.It is established that the introduction of modern technologies for the operation of watered wells without optimizing the operation of the entire gas production system is irrational, since the liquid that is carried out from the wellbore will accumulate in the plumes and increase the back pressure level in the ground part. In conditions of increasing gas sampling, liquid flowlines can be taken out of the loops and deactivated the separation equipment.The feasibility of introducing methods for optimizing the operation modes of the gas production - gathering and transportation system is estimated, which allows choosing the optimal method for increasing the efficiency and reliability of its operation.For the first time in the Ukrainian gas industry, an integrated model of the field is created as a single chain of extraction, collection, preparation and transportation of natural gas, which can be adapted for the development and arrangement of both new and mature deposits.The main advantage of the application for the hydrocarbon production sector is the simulation of the processes, which makes it possible to evaluate the operating mode of the well in the safe zone while reducing the working pressure and introducing various intensification methods, and also to estimate the increase in hydrocarbon production. For the equipment of the ground infrastructure – "midstream" – the main advantage is a reduction in the time required to perform design calculations for gas pipelines, trains and pipelines for transporting multiphase media using public models.The creation and use of integrated models of gas fields gives an understanding of the integral picture of available resources and ensures an increase in the efficiency of field development management.The results of the calculation are clearly correlated with the actual data, which makes it possible to use the models constructed to obtain numerical results

Обґрунтування оптимальних методів очищення газопроводів для різних структур газорідинних потоків

The object of research is gathering and transmission system of gas and gas condensate fields.One of the major problem areas is the lack of an integrated approach and justification for choosing the optimal for pipeline cleaning methods (removing deposit) from the inner cavity of pipelines that form these systems. This leads to inefficient use of pipeline pigging equipment and significant operating costs without visible economic benefits. Based on analysis of gas-condensate life cycles, it is established that different stages of the field development are characterized by a proper gas-liquid flows pattern.During the research, the relief characteristics of the flow and trunk lines, which transmit the gas-liquid flow with different gas contents, are investigated. Based on the analysis of the criteria characterizing the flow pattern, mathematical models of overall pressure drop on the rising and declining sections are presented. The determined pressure differences are formed according to different structures of motion of gas-liquid flows under the influence of hydraulic resistance of each of the studied sections.The estimation of the hydraulic state of the system transporting a multiphase flow, based on a comparison of the actual measured pressure drop and its calculated value, is presented. By experimental researches it is established that the most dangerous factor in the operation of such systems is the possibility of slug moving when changing the baric regime of operation.In order to increase the reliability and efficiency of pipelines operation, an algorithm for determining the structural form of motion and actual hydraulic state of the gathering and transmission system of different types of field is proposed. And a sequence of choosing the optimal method for pipeline cleaning is developed.The proposed algorithm for choosing the best ways to drain liquid from the pipeline cavity will provide an opportunity to discard deliberately inefficient methods, as a result will save time and money for the Company.Объектом исследований является система сбора и межпромысловой транспортировки газа газовых и газоконденсатных месторождений.Одним из самых проблемных мест является отсутствие комплексного подхода и обоснования выбора оптимальных методов очистки (освобождение от накопленных загрязнений) внутренней полости газопроводов, формирующие эти системы. Это приводит к неэффективному использованию оборудования для очистки трубопроводов и значительных эксплуатационных расходов без видимого экономического эффекта. На основе анализа жизненных циклов месторождения установлено, что для каждого из этапов разработки месторождений присущая разная структура газожидкостных потоков.В ходе выполнения работы исследована рельефная характеристика трубопроводов системы сбора и межпромысловой транспортировки газа, транспортирующих газожидкостный поток с различным газосодержанием. На основе анализа критериев, характеризующих структуру потока, представлены математические модели общих перепадов давления на восходящих и нисходящих участках. Определённые перепады давления формируются в соответствии с различными структурами движения газожидкостных потоков под влиянием гидравлического сопротивления каждого из исследуемых участков.Представлена оценка гидравлического состояния системы, транспортирующей многофазную среду, основанную на сравнении фактического измеренного перепада давления и его расчетной величины. На основе экспериментальных исследований установлено, что наиболее опасным фактором в эксплуатации таких систем является возможность прохождения залповых выбросов жидкости при изменении барического режима эксплуатации.С целью повышения надежности и эффективности эксплуатации газопроводов предложен алгоритм определения структурной формы движения и фактических исследований гидравлического состояния системы сбора и межпромысловой транспортировки различных типов месторождений. А также разработана последовательность выбора оптимального способа очистки полости трубопровода.Предложенный алгоритм выбора оптимальных способов отвода жидкости из полости трубопровода обеспечит возможность отбросить заведомо неэффективные методы, что в результате сэкономит время и средства для Компании.Об’єктом досліджень є система збору і міжпромислового транспортування газу газових і газоконденсатних родовищ. Одним із найбільших проблемних місць є відсутність комплексного підходу і обґрунтування вибору оптимальних методів очищення (звільнення від накопичених забруднень) внутрішньої порожнини газопроводів, що формують ці системи. Це призводить до неефективного використання обладнання для очистки трубопроводів і значних експлуатаційних витрат без видимого економічного ефекту. На основі аналізу життєвих циклів родовища встановлено, що для кожного із етапів розробки родовищ притаманна різна структура газорідинних потоків.В ході виконання роботи досліджено рельєфну характеристику трубопроводів системи збору і міжпромислового транспортування газу, що транспортують газорідинний потік із різним газовмістом. На основі аналізу критеріїв, що характеризують структуру потоку, представлено математичні моделі загальних перепадів тиску на висхідних і низхідних ділянках. Визначені перепади тиску формуються відповідно до різних структур руху газорідинних потоків під впливом гідравлічного опору кожної із досліджуваних ділянок.Представлено оцінку гідравлічного стану системи, що транспортує багатофазове середовище, яка базується на порівнянні фактичного виміряного перепаду тиску та його розрахункової величини. На основі експериментальних досліджень встановлено, що найбільш небезпечним чинником в експлуатації таких систем є можливість проходження залпових викидів рідини при зміні баричного режиму експлуатації.З метою підвищення надійності та ефективності експлуатації газопроводів запропоновано алгоритм визначення структурної форми руху і фактичних досліджень гідравлічного стану системи збору та міжпромислового транспортування різних типів родовищ. А також розроблено послідовність вибору оптимального способу очищення порожнини трубопроводу.Запропонований алгоритм вибору оптимальних способів відведення рідини з порожнини трубопроводу забезпечить можливість відкинути завідома неефективні методи, що в результаті зекономить час та кошти для Компанії

Обґрунтування оптимальних методів очищення газопроводів для різних структур газорідинних потоків

The object of research is gathering and transmission system of gas and gas condensate fields.One of the major problem areas is the lack of an integrated approach and justification for choosing the optimal for pipeline cleaning methods (removing deposit) from the inner cavity of pipelines that form these systems. This leads to inefficient use of pipeline pigging equipment and significant operating costs without visible economic benefits. Based on analysis of gas-condensate life cycles, it is established that different stages of the field development are characterized by a proper gas-liquid flows pattern.During the research, the relief characteristics of the flow and trunk lines, which transmit the gas-liquid flow with different gas contents, are investigated. Based on the analysis of the criteria characterizing the flow pattern, mathematical models of overall pressure drop on the rising and declining sections are presented. The determined pressure differences are formed according to different structures of motion of gas-liquid flows under the influence of hydraulic resistance of each of the studied sections.The estimation of the hydraulic state of the system transporting a multiphase flow, based on a comparison of the actual measured pressure drop and its calculated value, is presented. By experimental researches it is established that the most dangerous factor in the operation of such systems is the possibility of slug moving when changing the baric regime of operation.In order to increase the reliability and efficiency of pipelines operation, an algorithm for determining the structural form of motion and actual hydraulic state of the gathering and transmission system of different types of field is proposed. And a sequence of choosing the optimal method for pipeline cleaning is developed.The proposed algorithm for choosing the best ways to drain liquid from the pipeline cavity will provide an opportunity to discard deliberately inefficient methods, as a result will save time and money for the Company.Объектом исследований является система сбора и межпромысловой транспортировки газа газовых и газоконденсатных месторождений.Одним из самых проблемных мест является отсутствие комплексного подхода и обоснования выбора оптимальных методов очистки (освобождение от накопленных загрязнений) внутренней полости газопроводов, формирующие эти системы. Это приводит к неэффективному использованию оборудования для очистки трубопроводов и значительных эксплуатационных расходов без видимого экономического эффекта. На основе анализа жизненных циклов месторождения установлено, что для каждого из этапов разработки месторождений присущая разная структура газожидкостных потоков.В ходе выполнения работы исследована рельефная характеристика трубопроводов системы сбора и межпромысловой транспортировки газа, транспортирующих газожидкостный поток с различным газосодержанием. На основе анализа критериев, характеризующих структуру потока, представлены математические модели общих перепадов давления на восходящих и нисходящих участках. Определённые перепады давления формируются в соответствии с различными структурами движения газожидкостных потоков под влиянием гидравлического сопротивления каждого из исследуемых участков.Представлена оценка гидравлического состояния системы, транспортирующей многофазную среду, основанную на сравнении фактического измеренного перепада давления и его расчетной величины. На основе экспериментальных исследований установлено, что наиболее опасным фактором в эксплуатации таких систем является возможность прохождения залповых выбросов жидкости при изменении барического режима эксплуатации.С целью повышения надежности и эффективности эксплуатации газопроводов предложен алгоритм определения структурной формы движения и фактических исследований гидравлического состояния системы сбора и межпромысловой транспортировки различных типов месторождений. А также разработана последовательность выбора оптимального способа очистки полости трубопровода.Предложенный алгоритм выбора оптимальных способов отвода жидкости из полости трубопровода обеспечит возможность отбросить заведомо неэффективные методы, что в результате сэкономит время и средства для Компании.Об’єктом досліджень є система збору і міжпромислового транспортування газу газових і газоконденсатних родовищ. Одним із найбільших проблемних місць є відсутність комплексного підходу і обґрунтування вибору оптимальних методів очищення (звільнення від накопичених забруднень) внутрішньої порожнини газопроводів, що формують ці системи. Це призводить до неефективного використання обладнання для очистки трубопроводів і значних експлуатаційних витрат без видимого економічного ефекту. На основі аналізу життєвих циклів родовища встановлено, що для кожного із етапів розробки родовищ притаманна різна структура газорідинних потоків.В ході виконання роботи досліджено рельєфну характеристику трубопроводів системи збору і міжпромислового транспортування газу, що транспортують газорідинний потік із різним газовмістом. На основі аналізу критеріїв, що характеризують структуру потоку, представлено математичні моделі загальних перепадів тиску на висхідних і низхідних ділянках. Визначені перепади тиску формуються відповідно до різних структур руху газорідинних потоків під впливом гідравлічного опору кожної із досліджуваних ділянок.Представлено оцінку гідравлічного стану системи, що транспортує багатофазове середовище, яка базується на порівнянні фактичного виміряного перепаду тиску та його розрахункової величини. На основі експериментальних досліджень встановлено, що найбільш небезпечним чинником в експлуатації таких систем є можливість проходження залпових викидів рідини при зміні баричного режиму експлуатації.З метою підвищення надійності та ефективності експлуатації газопроводів запропоновано алгоритм визначення структурної форми руху і фактичних досліджень гідравлічного стану системи збору та міжпромислового транспортування різних типів родовищ. А також розроблено послідовність вибору оптимального способу очищення порожнини трубопроводу.Запропонований алгоритм вибору оптимальних способів відведення рідини з порожнини трубопроводу забезпечить можливість відкинути завідома неефективні методи, що в результаті зекономить час та кошти для Компанії

Дослідження ефективності системи збору, підготовки та транспортування газу газовидобувного підприємства

Results of the analysis of gathering and processing and transmission systems efficiency are presented in work for Opishnia, Kotelva and Zakhidna-Berezivska gas-condensate fields of the UkrGasVydobuvannya, Joint-Stock Company (Kyiv, Ukraine). The main complications of gas-gathering system at the final stage of fields’ development are revealed and some meanings for estimation of their negative impact on volume of production are proposed.At the first stage of the research, field measurements were made of the operating modes of the system in summer and winter. It has been experimentally established that during the winter period of operation the process of gas separation on separation equipment is performed more qualitatively than in summer operation. This is due to the effect of low temperatures on the process of precipitation of the liquid phase from natural gas.The main idea of work lays in introduction of continuous monitoring of gas-gathering system operating with identification of changes of the thermobaric modes. Such changes can signal high probability of liquid accumulations that creates additional hydraulic resistance.Results of monitoring of P–T profile, changes in dew points and natural gas composition allow to carry out complex analysis with acceptable accuracy to estimate a possibility of liquid accumulation in certain points of the piping system. This excludes need of confirmation of their existence by means of the instrument metering and additional human resources and reduces time needed for problem identification. Such approach will be rather interesting also to the large international companies as reserves of natural gas are constantly decline, and recovery of residual reserves from the depleted fields in gas drive mechanism is the attractive purpose for the gas productions companies. Furthermore, application of easy ways of cleaning based on the analysis of hydraulic efficiency of pipelines allows to reduce significantly both timing, and material resources.В работе приведены результаты анализа состояния действующей системы сбора, подготовки и транспортировки скважинной продукции Опошнянского, Котелевского и западного свода Березовского газоконденсатных месторождений АО «Укргаздобыча» (г. Киев, Украина). Выявлены основные осложнения при эксплуатации газосборных сетей на завершающей стадии разработки месторождений и предложены меры по нивелированию их негативного влияния на объемы добычи.На первом этапе исследований были осуществлены полевые замеры режимов работы системы в летний и зимний период. Экспериментально установлено, что в зимний период эксплуатации процесс сепарации газа на сепарационном оборудовании осуществляется качественнее, чем в летний период эксплуатации. Это связано с влиянием пониженных температур на процесс выпадения жидкой фазы из природного газа.Основная идея работы заключается во внедрении постоянного мониторинга работы газосборной системы на предмет выявления изменений термобарического режима эксплуатации. Такие изменения могут сигнализировать о высокой вероятности образования жидкостных скоплений, которые будут оказывать дополнительное гидравлическое сопротивление.Результаты мониторинга изменения давления, температуры, точек росы и композиционного состава природного газа позволяют провести их комплексный анализ и с приемлемой точностью оценить возможность формирования масс жидкости на определенных участках газопроводной системы. Это исключает необходимость подтверждения их наличия с помощью приборного оборудования и дополнительных человеческих ресурсов, а также сокращает время на реагирование на возникновение проблемы.Такой подход будет достаточно интересен и для крупных международных компаний, поскольку запасы природного газа постоянно исчерпываются, а изъятие остаточных запасов газа из истощенных месторождений является привлекательной целью для компаний-добытчиков. Кроме того, применение простых способов очистки на основе анализа гидравлической эффективности трубопроводов позволяет существенно сократить как временные, так и материальные ресурсы.В роботі приведено результати аналізу стану діючої системи збору, підготовки та транспортування свердловинної продукції Опішнянського, Котелевського та західного склепіння Березівського газоконденсатних родовищ АТ «Укргазвидобування» (м. Київ, Україна). Виявлено основні ускладнення при експлуатації газозбірних мереж на завершальній стадії розробки родовищ і запропоновано заходи щодо нівелювання їх негативного впливу на обсяги видобутку.На першому етапі досліджень було здійснено польові заміри режимів роботи системи в літній та зимовий період. Експериментально встановлено, що в зимовий період експлуатації процес сепарації газу на сепараційному обладнанні здійснюється якісніше, ніж в літній період експлуатації. Це пов’язано з впливом понижених температур на процес випадання рідкої фази із природного газу.Основна ідея роботи полягає у впровадженні постійного моніторингу роботи газозбірної системи на предмет виявлення змін термобаричного режиму експлуатації. Такі зміни можуть сигналізувати на високу вірогідність утворення рідинних скупчень, які чинитимуть додатковий гідравлічний опір.Результати моніторингу зміни тиску, температури, точок роси і композиційного складу природного газу дозволяють провести їх комплексний аналіз та з прийнятною точністю оцінити можливість формування мас рідини на певних ділянках газопровідної системи. Це виключає необхідність підтвердження їх наявності за допомогою приладового обладнання і додаткових людських ресурсів, а також скорочує час не реагування на виникнення проблеми. Такий підхід буде досить цікавий і для великих міжнародних компаній, оскільки запаси природного газу постійно вичерпуються, а вилучення залишкових запасів газу із виснажених родовищ є привабливою метою для компаній-видобувників. Крім того, застосування простих способів очистки на основі аналізу гідравлічної ефективності трубопроводів дозволяє суттєво скоротити як часові, так і матеріальні ресурси

Дослідження ефективності системи збору, підготовки та транспортування газу газовидобувного підприємства

Results of the analysis of gathering and processing and transmission systems efficiency are presented in work for Opishnia, Kotelva and Zakhidna-Berezivska gas-condensate fields of the UkrGasVydobuvannya, Joint-Stock Company (Kyiv, Ukraine). The main complications of gas-gathering system at the final stage of fields’ development are revealed and some meanings for estimation of their negative impact on volume of production are proposed.At the first stage of the research, field measurements were made of the operating modes of the system in summer and winter. It has been experimentally established that during the winter period of operation the process of gas separation on separation equipment is performed more qualitatively than in summer operation. This is due to the effect of low temperatures on the process of precipitation of the liquid phase from natural gas.The main idea of work lays in introduction of continuous monitoring of gas-gathering system operating with identification of changes of the thermobaric modes. Such changes can signal high probability of liquid accumulations that creates additional hydraulic resistance.Results of monitoring of P–T profile, changes in dew points and natural gas composition allow to carry out complex analysis with acceptable accuracy to estimate a possibility of liquid accumulation in certain points of the piping system. This excludes need of confirmation of their existence by means of the instrument metering and additional human resources and reduces time needed for problem identification. Such approach will be rather interesting also to the large international companies as reserves of natural gas are constantly decline, and recovery of residual reserves from the depleted fields in gas drive mechanism is the attractive purpose for the gas productions companies. Furthermore, application of easy ways of cleaning based on the analysis of hydraulic efficiency of pipelines allows to reduce significantly both timing, and material resources.В работе приведены результаты анализа состояния действующей системы сбора, подготовки и транспортировки скважинной продукции Опошнянского, Котелевского и западного свода Березовского газоконденсатных месторождений АО «Укргаздобыча» (г. Киев, Украина). Выявлены основные осложнения при эксплуатации газосборных сетей на завершающей стадии разработки месторождений и предложены меры по нивелированию их негативного влияния на объемы добычи.На первом этапе исследований были осуществлены полевые замеры режимов работы системы в летний и зимний период. Экспериментально установлено, что в зимний период эксплуатации процесс сепарации газа на сепарационном оборудовании осуществляется качественнее, чем в летний период эксплуатации. Это связано с влиянием пониженных температур на процесс выпадения жидкой фазы из природного газа.Основная идея работы заключается во внедрении постоянного мониторинга работы газосборной системы на предмет выявления изменений термобарического режима эксплуатации. Такие изменения могут сигнализировать о высокой вероятности образования жидкостных скоплений, которые будут оказывать дополнительное гидравлическое сопротивление.Результаты мониторинга изменения давления, температуры, точек росы и композиционного состава природного газа позволяют провести их комплексный анализ и с приемлемой точностью оценить возможность формирования масс жидкости на определенных участках газопроводной системы. Это исключает необходимость подтверждения их наличия с помощью приборного оборудования и дополнительных человеческих ресурсов, а также сокращает время на реагирование на возникновение проблемы.Такой подход будет достаточно интересен и для крупных международных компаний, поскольку запасы природного газа постоянно исчерпываются, а изъятие остаточных запасов газа из истощенных месторождений является привлекательной целью для компаний-добытчиков. Кроме того, применение простых способов очистки на основе анализа гидравлической эффективности трубопроводов позволяет существенно сократить как временные, так и материальные ресурсы.В роботі приведено результати аналізу стану діючої системи збору, підготовки та транспортування свердловинної продукції Опішнянського, Котелевського та західного склепіння Березівського газоконденсатних родовищ АТ «Укргазвидобування» (м. Київ, Україна). Виявлено основні ускладнення при експлуатації газозбірних мереж на завершальній стадії розробки родовищ і запропоновано заходи щодо нівелювання їх негативного впливу на обсяги видобутку.На першому етапі досліджень було здійснено польові заміри режимів роботи системи в літній та зимовий період. Експериментально встановлено, що в зимовий період експлуатації процес сепарації газу на сепараційному обладнанні здійснюється якісніше, ніж в літній період експлуатації. Це пов’язано з впливом понижених температур на процес випадання рідкої фази із природного газу.Основна ідея роботи полягає у впровадженні постійного моніторингу роботи газозбірної системи на предмет виявлення змін термобаричного режиму експлуатації. Такі зміни можуть сигналізувати на високу вірогідність утворення рідинних скупчень, які чинитимуть додатковий гідравлічний опір.Результати моніторингу зміни тиску, температури, точок роси і композиційного складу природного газу дозволяють провести їх комплексний аналіз та з прийнятною точністю оцінити можливість формування мас рідини на певних ділянках газопровідної системи. Це виключає необхідність підтвердження їх наявності за допомогою приладового обладнання і додаткових людських ресурсів, а також скорочує час не реагування на виникнення проблеми. Такий підхід буде досить цікавий і для великих міжнародних компаній, оскільки запаси природного газу постійно вичерпуються, а вилучення залишкових запасів газу із виснажених родовищ є привабливою метою для компаній-видобувників. Крім того, застосування простих способів очистки на основі аналізу гідравлічної ефективності трубопроводів дозволяє суттєво скоротити як часові, так і матеріальні ресурси