Физико-математическое моделирование систем добычи, подготовки и транспорта углеводородов (стр. 2 )

Таблица 2

№	Темы	Виды СРС	Неделя семестра	Объем часов
обязательные	дополнительные
Семестр 2
Модуль 1
1	Введение.	Работа с нормативными документами	Работа с дополнительной литературой, интернет-ресурсами. Написание сообщения по теме. Выполнить электронный отчет.	1-2	2
2	Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения.	Работа с учебной литературой	Работа с дополнительной литературой. Написание сообщения по теме. Выполнить электронный отчет	3-4	4
	Итого за модуль 1				6
Модуль 2
3	Системы добычи нефти, газа и конденсата	Работа с учебной литературой	Написание сообщения по теме. Выполнить электронный отчет	5-7	2
4	Системы подготовки продукции скважин	Работа с учебной литературой. Выполнение домашнего задания	Написание сообщения по теме. Выполнить электронный отчет	8-10	2
5	Системы транспорта углеводородов	Работа с учебной литературой. Выполнение домашнего задания.	Работа с дополнительной литературой. Работа с интернет-ресурсами. Написание конспекта.	11-13	2
	Итого за модуль 2				6
Модуль 3
6	Физико-математическое моделирование систем «нефтяной пласт-скважина-штуцер-трубопровод»	Работа с учебной литературой. Выполнить расчет.	Работа с дополнительной литературой.	14-16	3
7	Физико-математическое моделирование систем «газовый пласт-скважина-штуцер-трубопровод»	Работа с учебной литературой. Выполнить расчет	Работа с дополнительной литературой.	17-18	3
	Итого за модуль 3	6
	Итого за 2 семестр:	18
Семестр 3
Модуль 1
8	Физико-математическое моделирование систем «газоконденсатный пласт-скважина-штуцер-трубопровод»	Работа с учебной литературой. Выполнение домашнего задания	Работа с дополнительной литературой.	1-3	20
9	Система сбора продукции скважин	Работа с учебной литературой. Выполнение домашнего задания	Работа с дополнительной литературой. Работа с интернет-ресурсами. Проработка конспекта, вопросов для дискуссии на занятии	4-6	20
	Итого за модуль 1				40
Модуль 2
10	Методы расчета систем сбора жидких углеводородов	Работа с учебной литературой. Выполнение домашнего задания	Работа с дополнительной литературой. Работа с интернет-ресурсами. Проработка конспекта, вопросов для дискуссии на занятии	7-10	20
11	Методы расчета систем сбора газообразных углеводородов	Работа с учебной литературой. Выполнение домашнего задания	Работа с дополнительной литературой. Работа с интернет-ресурсами. Проработка конспекта, вопросов для дискуссии на занятии	11-14	20
	Итого за модуль 2				40
Модуль 3
12	Оценка надежности трубопроводов	Работа с учебной литературой. Выполнение домашнего задания	Работа с дополнительной литературой. Работа с интернет-ресурсами. Проработка конспекта, вопросов для дискуссии на занятии	15-18	46
	Итого за модуль 3				46
	Итого за семестр 3:	126
	ИТОГО:	144

4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

Таблица 3

№ п/п

Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин

Темы дисциплины необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1.

Выпускная квалификационная работа

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

2.

Оборудование и процессы добычи, подготовки и транспорта углеводородов

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

3.

Теплофизические свойства углеводородов

+

+

4.

Устройство и физико-математическое моделирование скважин и трубопроводов

+

+

+

+

+

5.

Современные технологии добычи, подготовки и транспорта углеводородов

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

6.

Энергетика нефтегазового комплекса

+

+

+

+

5. Содержание дисциплины

Семестр 2

Модуль 1.

Тема 1. Введение.

Современные перспективы развития нефте - и газодобывающих компаний России и зарубежья. Цели и задачи системы «Подготовка – транспорт – хранение скважинной продукции».

Тема 2. Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения. Основные свойства углеводородов, влияющие на технологии подготовки, транспорта и хранения: фракционный состав нефти; плотность; динамическая и кинематическая вязкость; текучесть, летучесть, испаряемость, тепловые свойства и др. Свойства и типы пластовой воды. Свойства эмульсии. Способы определения и расчета некоторых физико-химических свойств углеводородов с учетом влияния температуры и давления. Ньютоновское и неньютоновское поведение углеводородных систем. Фазовые переходы в углеводородных системах.

Модуль 2.

Тема 3. Системы добычи нефти, газа и конденсата

Основные объекты системы добычи нефти, газа и конденсата. Общие вопросы трубопроводного транспорта. Классификация трубопроводов. Основные и вспомогательные сооружения магистральных трубопроводов.

Тема 4. Системы подготовки продукции скважин.

Тема 5. Системы транспорта углеводородов Назначение, функции, классификация, материалы изготовления промысловых трубопроводов, способы соединения, формы расположения. Способы прокладки трубопроводов. Межпромысловые, промысловые и технологические трубопроводы. Основные режимы эксплуатации. Простые и сложные трубопроводы. Категории трубопроводов. Гидравлические расчёты трубопроводов. Уравнение Бернулли. Линия гидравлического уклона. Определение коэффициента гидравлического сопротивления. Принцип гидравлического расчета простых нефтепроводов. Расчет сложных нефтепроводов I, II, III, IV категорий. Неизотермическое движение жидкости. Расчет простых и сложных газопроводов. Механизмы протекания процессов, осложняющих транспорт углеводородов. Отложение парафинов на внутренней полости трубопроводов и оборудования. Солееотложение. Процессы внутренней и внешней коррозии на промысловых нефте - и газопроводах и оборудовании. Образование гидратных пробок.

Анализ основных факторов, определяющих условия образования различных отложений внутри трубопроводов и развития коррозионных разрушений.

Модуль 3

Тема 6. Физико-математическое моделирование систем «нефтяной пласт-скважина-штуцер-трубопровод» Технологическое оборудование транспорта и подготовки нефти и газа до товарных качественных характеристик. Комплексные и центральные сборные пункты, дожимные насосные станции. Задачи, функции, назначение, комплектация оборудования.

Тема 7. Физико-математическое моделирование систем «газовый пласт-скважина-штуцер-трубопровод» Основы процессов подготовки скважинной продукции в условиях промысла: дегазация, обезвоживание, обессоливание, стабилизация. Промысловая подготовка газа: сепарация, отделение от механических примесей, сероводорода, углекислого газа, осушка газа, абсорбция, адсорбция, фракционирование.

3 семестр

Модуль 1

Тема 8. Физико-математическое моделирование систем «газоконденсатный пласт-скважина-штуцер-трубопровод» Основы процессов подготовки скважинной продукции в условиях промысла. Промысловая подготовка газоконденсата.

Тема 9. Система сбора продукции скважин

Модуль 2

Тема 10. Методы расчета систем сбора жидких углеводородов

Тема 11. Методы расчета систем сбора газообразных углеводородов

Модуль 3

Тема 12. Оценка надежности трубопроводов Устойчивость на прямолинейных и криволинейных участках трассы. Формы потери устойчивости. Проверка общей устойчивости подземных трубопроводов в продольном направлении. Расчеты продольных перемещений подземных трубопроводов. Устойчивость подземных трубопроводов. Особенности строительства трубопроводов в условиях болот. Закрепление нефтепроводов на болотах. Основные виды пригрузки трубопроводов. Расчет шага расстановки пригрузов. Расчет устойчивости подводных трубопроводов. Расчет допускаемого пролета, проверки на продольную устойчивость, прочность и пластические деформации.

6. Планы практических занятий

Семестр 2

Модуль 2

Тема 1. Физико-математическое моделирование систем «нефтяной пласт-скважина-штуцер-трубопровод»

Тема 2. Физико-математическое моделирование систем «газовый пласт-скважина-штуцер-трубопровод»

Тема 3. Физико-математическое моделирование систем «газоконденсатный пласт-скважина-штуцер-трубопровод»

Тема 4. Методы расчета систем сбора жидких углеводородов

Модуль 3.

Тема 5. Методы расчета систем сбора газообразных углеводородов

Семестр 3

Модуль 1

Тема 1. Расчет необходимого количества ингибиторов для предотвращения загидрачивания.

Тема 2. Расчет изменения гидравлических параметров транспорта нефти в результате отложения парафинов на внутренней стенке трубопроводов.

Модуль 2

Тема 3. Расчет технологических потерь при хранении нефти

Тема 4. Расчет простых и сложных промысловых трубопроводов

Модуль 3.

Тема 5. Расчет простых и сложных газопроводов

7. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

7.1 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

Рабочей программой дисциплины «Физико-математическое моделирование систем добычи, подготовки и транспорта углеводородов» предусмотрена самостоятельная работа студентов в объеме 144 часов. В соответствии с «Положением о самостоятельной работе студентов в ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет»», под самостоятельной работой студентов (далее СРС) понимается «учебная, научно-исследовательская и общественно-значимая деятельность студентов, направленная на развитие общих и профессиональных компетенций, которая осуществляется без непосредственного участия преподавателя, хотя и направляется им» (П. 1.3).

Студентам предлагаются следующие формы самостоятельной работы:

1.  самостоятельная домашняя работа;

2.  чтение текстов профессиональной направленности;

3.  самостоятельная работа (индивидуальная) с использованием Интернет-технологий;

4.  индивидуальная и групповая творческая работа;

5.  подготовка к сдаче зачета.

Текущая самостоятельная работа студента направлена на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений:

1.  поиск, анализ, структурирование и презентация информации,

2.  выполнение расчетных работ;

3.  исследовательская работа и участие в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах;

4.  анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем теме.

Результаты самостоятельной творческой работы могут быть представлены в форме доклада по теме или иного проекта.

Примеры вопросов для самостоятельной работы

1.  Дайте определение, что называется промысловым трубопроводом?

2.  Назовите и охарактеризуйте схемы прокладки промысловых трубопроводов.

3.  По каким принципам классифицируют промысловые трубопроводы?

4.  Какие формы расположения промысловых трубопроводов в пространстве вы знаете?

5.  Охарактеризуйте состав промысловых трубопроводов для транспорта нефти.

6.  Назовите, из каких материалов изготавливают промысловые трубопроводы?

7.  Укажите достоинства и недостатки строительства трубопроводов по наземному способу прокладки.

8.  Дайте определение коллектора I и II порядков.

9.  При каком способе строительства промыслового трубопровода через естественные и искусственные препятствия используют расширитель? Охарактеризуйте его.

10.  Обоснуйте, почему после строительства промыслового

11.  Какие технологии применяются при переработке попутного нефтяного газа. Аргументируйте свой ответ.

12.  Охарактеризуйте принцип работы сепараторов.

13.  Назовите основные факторы, определяющие коррозионную активность.

14.  Какие типы коррозионных повреждений вы знаете?

15.  Какие структуры газожидкостных смесей вы знаете?

16.  Назовите химическую классификацию пластовых сред?

17.  Почему необходимо знать механизм протекания коррозии?

18.  Какие основные виды механизмов коррозии вы знаете?

19.  Назовите стадии формирования канавочной коррозии, нарисуйте принципиальную схему для каждой стадии?

20.  Как происходит процесс коррозии с кислородной деполяризацией?

21.  Перечислите физико-химические свойства парафинистых нефтей?

22.  Как вы понимаете механизм парафинизации поверхности трубопровода?

7.2 Требования к зачету

Заключительный контроль (зачет) проводится в устно-письменной форме. Зачет включает письменную подготовку к ответу на вопрос. Устная часть зачета оценивает полученные знания по дисциплине путем собеседования с преподавателем.

8. Примерные вопросы для зачета

2 семестр

1.  Дайте характеристику свойствам нефти, влияющих на условия ее транспортировки.

2.  Классификация промысловых трубопроводов для транспорта нефти и газа.

3.  Уравнение Бернулли для расчета гидравлических потерь в трубопроводе.

4.  Дайте характеристику свойствам газа, влияющих на условия транспорта и хранения.

5.  Состав промысловых трубопроводов на газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождениях.

6.  Линия гидравлического уклона.

7.  Способы определения и расчета некоторых физико-химических свойств углеводородов с учетом влияния температуры и давления. Фазовые переходы в углеводородных системах.

8.  Обзор основных технологических схем сбора природного газа в зависимости от условий эксплуатации газовых месторождений. Достоинства и недостатки.

9.  Основы процессов подготовки скважинной продукции в условиях промысла: дегазация, обезвоживание, обессоливание, стабилизация.

10.  Промысловая подготовка газа: сепарация, отделение от механических примесей, сероводорода, углекислого газа, осушка газа, абсорбция, адсорбция, фракционирование.

11.  Технологическое оборудование транспорта и подготовки нефти и газа до товарных качественных характеристик.

12.  Технологии исполнения, последовательность установки при проектировании технологического процесса транспортирования углеводородов до приемо-сдаточных пунктов товарной продукции в систему магистральных трубопроводов.

13.  Эксплуатационные характеристики. Подготовка воды для закачки в пласт для поддержания пластового давления.

14.  Комплексные и центральные сборные пункты, дожимные насосные станции. Задачи, функции, назначение, комплектация оборудования.

3 семестр

1.  Процессы в системах добычи углеводородов.

2.  Процессы в системах подготовки углеводородов.

3.  Процессы в системах хранения жидких углеводородов.

4.  Технологии и оборудование подготовки нефти, газового конденсата, газа к транспортировке.

5.  Оборудование в системах добычи углеводородов. Процессы в системах добычи углеводородов.

6.  Технологии добычи углеводородов.

7.  Основные принципы строительства промысловых трубопроводов.

8.  Механизмы протекания процессов, осложняющих транспорт углеводородов.

9.  Отложение парафинов на внутренней полости трубопроводов и оборудования. Солееотложение.

10.  Процессы внутренней и внешней коррозии на промысловых нефте - и газопроводах и оборудовании. Образование гидратных пробок.

11.  Физико-химические и технологические методы предотвращения возникновения осложняющих процессов. Методы борьбы с образовавшимися отложениями.

12.  Общие представления о нефтяных промысловых резервуарах: классификация, основное и вспомогательное оборудование, опорожнение и заполнение, потери при больших и малых дыханиях, методы предотвращения потерь углеводородов.

13.  Промысловое хранение газа. Технологии хранения сжиженных углеводородов, хранения газа в газгольдерах, подземное хранение газа.

14.  Назначение и классификация приемо-сдаточных пунктов товарных углеводородов в систему магистрального транспорта.

15.  Физико-математическое моделирование систем «нефтяной пласт-скважина-штуцер-трубопровод»

16.  Физико-математическое моделирование систем «газовый пласт-скважина-штуцер-трубопровод»

17.  Физико-математическое моделирование систем «газоконденсатный пласт-скважина-штуцер-трубопровод»

18.  Методы расчета систем сбора жидких углеводородов

19.  Методы расчета систем сбора газообразных углеводородов

20.  Расчет необходимого количества ингибиторов для предотвращения загидрачивания.

21.  Расчет изменения гидравлических параметров транспорта нефти в результате отложения парафинов на внутренней стенке трубопроводов.

22.  Расчет технологических потерь при хранении нефти

23.  Расчет простых и сложных промысловых трубопроводов

24.  Расчет простых и сложных газопроводов

9. Образовательные технологии

В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Физико-математическое моделирование систем добычи, подготовки и транспорта углеводородов» предусматривается использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных форм проведения занятий:

·  лекции;

·  практические занятия;

·  работа в малых группах.

10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Основная литература:

1.  Агабеков и газ: технологи и продукты переработки. Минск: Белорусская наука, 20 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. *****/book/86694/.

2.  Алгазин алгоритмы классической математической физики. Под редакцией:   М.: Диалог-МИФИ, 20 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. *****/book/135962/. – (дата обращения: 08.04.2013).

3.  , Мастепанов промышленность России на рубеже XX и XXI веков: некоторые итоги и перспективы. М.: Газоил пресс, 20 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. *****/book/70348/.

4.  Шабаров : учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по спец. "Теплофизика" напр. подготовки "Техническая физика" / . - Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 20с.

Дополнительная литература:

1.  , , , Кузьмина оценка нефтегазовых месторождений и участков недр. Учебно-методическое пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Геоинформмарк, 20 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. *****/book/135554/.

2.  Земенков инженера по эксплуатации нефтегазопроводов и продуктопроводов. М.: Инфра-Инженерия, 20 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. *****/book/70512/.

3.  Нефтегазовые технологии [Электронный ресурс]/ РГУ Нефти и газа им. . - Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 20эл. опт. диск (CD-ROM); 12 см: цв.. - (Электронная библиотека).

4.  Солнцева, Нина Петровна.  Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов/ . - Москва: Изд-во МГУ, 19 с.

11. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины

Лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием, лекционная аудитория.