УСИЛЕНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ С ПЕРСПЕКТИВАМИ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕДОБЫЧИ

Разработка и эксплуатация нефтяного месторождения включают в себя несколько стадий: растущей добычи, стабильной добычи, снижающейся добычи, заключительную стадию. Продолжительность каждой их перечисленных стадий определяется не только геолого-физическими характеристиками, но и системой разработки месторождения.

Месторождение Каражанбас, расположенное на территории Республики Казахстан, относится к одному из самих крупных неглубоко залегающих месторождений высоковязкой нефти [1] с эффективной возможностью транспортировки добытой нефти на мировые рынки. В настоящее время для данного месторождения характерно увеличение нефтедобычи, сопровождающееся увеличением потребления электрической энергии [2].

На Рисунке 1 в процентах показана динамика годовых изменений фонда действующих нефтяных добывающих скважин за несколько последних лет.

Рис.1. Увеличение количества действующих нефтяных добывающих и нагнетательных скважин на месторождении

Для увеличения нефтедобычи в условиях месторождения Каражанбас применяются методы паротеплового воздействия (ПТВ) на высоковязкие нефтяные пласты, причем электропотребление установок ПТВ в общей структуре годового электропотребления всех потребителей электроэнергии месторождения составляет свыше 18% [3]. Для закачки пара на месторождении действуют нагнетательные скважины, динамика изменения количества которых за несколько лет показана на Рисунке 1.

Газонефтяное месторождение Каражанбас было открыто в январе 1974 года [1]. До настоящего времени его разработка и эксплуатация претерпела несколько стадий своего жизненного цикла. В том числе и частичную консервацию фонда скважин. На Рисунке 2 приведена динамика  уменьшения количества бездействующих нефтяных добывающих и нагнетательных скважин за несколько последних лет, что в сочетании с освоением новых скважин также является характерной особенностью месторождения с перспективами увеличения нефтедобычи.

Рис.2. Уменьшение количества бездействующих нефтяных добывающих и нагнетательных скважин на месторождении

Еще одна из особенностей месторождения Каражанбас состоит в том, что добыча нефти из скважин происходит с выносом песка. При этом для разработки месторождения применяются винтовые насосы с частотно-регулируемым приводом, а также штанговые глубинные насосы [4].

Первоначально для ускорения строительства и ввода в эксплуатацию нефтяного месторождения Каражанбас система внешнего электроснабжения осуществлялось по временной схеме при напряжении 110 кВ. На Рисунке 3 показан фрагмент одного из вариантов схемы электроснабжения.

С увеличением электропотребления и ростом электрических нагрузок это привело к снижению пропускной способности элементов системы электроснабжения месторождения. Для увеличения пропускной способности требовалась установка двух автотрансформаторов 220/110 кВ, строительство ОРУ 220 кВ и переводом УРПС «Каражанбас» на напряжение 220 кВ, а также установка двух ячеек 220 кВ на ТЭС-3 «МАЭК». Кроме того, для резервирования источников электроэнергии в системе электроснабжения основных потребителей месторождения обоснована целесообразность применения газотурбинных и дизельных электростанций.

Система электроснабжения нефтяного месторождения представляет собой сложный электротехнический комплекс [5], в  состав которого входят не только объекты электроэнергетической инфраструктуры самого нефтедобывающего предприятия, но и объекты территориально-распределенных компаний и организаций, специализирующихся на таких видах производственной деятельности, как: генерация, передача и распределение электрической энергии [6]. Поэтому, для обеспечения надежного электроснабжения месторождения с перспективами увеличения нефтедобычи необходимо учитывать не только прогнозируемый прирост объемов электропотребления с покрытием дефицита генерируемых энергетических мощностей и степень износа технологического электрооборудования, но и пропускную способность и модернизацию электрических сетей всех классов напряжений в системе электроснабжения нефтедобывающего предприятия [7].

Пропускная способность электрических сетей системы электроснабжения может иметь ограничения по передаваемой мощности, по величине напряжений и токов, не соответствующих допустимым значениям и нормативным параметрам качества электроэнергии. Для увеличения пропускной способности могут использоваться различные способы усиления систем электроснабжения – повышение класса напряжения линий электропередачи и применение распределенного питания объектов электропотребления с сооружением дополнительных понижающих подстанций [8], применение устройств компенсации реактивной мощности [9], реализация принципа глубоко ввода на территорию предприятия.

Список литературы

1.        URL: http://www.kbm.kz/ru/ (дата обращения 27.07.2017)

2.        Петухова С.Ю. Совершенствование системы электроснабжения нефтедобывающего предприятия в условиях развития месторождения с высоковязкими нефтями // Перспективы развития технических наук / Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. № 3 . - Челябинск: ИЦРОН, 2016, с.70-75

3.        Петухова С.Ю., Кыдырханов И.И. Исследование электропотребления технологических установок паротеплового воздействия на высоковязкие нефтяные пласты / Актуальные проблемы технических наук в России и за рубежом / Сборник научных трудов по итогам Международной научно-практической конференции. Выпуск III. – Новосибирск: ИЦРОН, 2016, с.36-41

4.        Ершов М.С. Электрооборудование и станции управления технологических установок механизированной добычи нефти / М.С. Ершов, А.Д. Яризов - М.: ООО «Недра-Бизнес-центр», 2008. – 124 с.

5.        Меньшов Б.Г. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности / Б.Г. Меньшов, М.С. Ершов, А.Д. Яризов – М.: ОАО «Издательство «Недра», 2000. – 487 с.

6.     Петухова С.Ю. Анализ причин аварийных отключений потребителей электроэнергии нефтедобывающего предприятия // Актуальные проблемы технических наук в России и за рубежом / Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. № 4. - Новосибирск: ИЦРОН, 2017, с.25-28

7.        Петухова С.Ю. Характеристика электрических сетей системы электроснабжения нефтедобывающего предприятия в условиях развития нефтяного месторождения // Технические науки в мире: от теории к практике / Сборник научных трудов по итогам международной научно- практической конференции. № 3.- Ростов-на-Дону: ИЦРОН, 2016, с.82-86

8.        Петухова С.Ю. Усиление тяговых сетей переменного тока использованием распределенного питания и провода повышенного напряжения / Диссертация канд.техн.наук . - М., 1994, 159 с.

9.        Петухова С.Ю. Технологии увеличения пропускной способности элементов систем электроснабжения нефтегазовых комплексов с применением устройств компенсации реактивной мощности // Вопросы образования и науки: теоретический и методический аспекты / Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции. Том 4. - Тамбов: ООО «Консалтинговая компания Юком», 2015, с.99-101