У монографії викладено стратегічні напрями розвитку нафтогазовидобувної галузі України. Подано розробки, які дозволяють оптимізувати процеси будівництва та забезпечують підвищення продуктивність свердловин. Розвинено концепцію підземного зберігання газу та наведено методи і технічні засоби забезпечення надійності функціонування різнотипного газоперекачувального обладнання за рахунок отримання оперативної інформації про його фактичний технічний стан в експлуатаційних умовах і усунення аварійних ситуацій. Для інженерно-технічних і наукових працівників нафтової і газової промисловості, а також студентів вищих навчальних закладів, що навчаються за фахом гірництво. ЗМІСТ ВСТУП.......................................................................................3 1. ВИКОРИСТАННЯ ХВИЛЕВОЇ ТА ВІБРАЦІЙНОЇ ЕНЕРГІЇ В ПРОЦЕСІ БУДІВНИЦТВА СВЕРДЛОВИН......7 1.1. Тематичні передумови, які лягли в основу створення засобів і методик реалізації досліджень................................8 1.2. Коливальні процеси при бурінні свердловин.................9 1.3. Використання енергії хвильових процесів при ліквідації прихоплень віброударними пристроями..............................28 1.4. Удосконалення вібраційних та вакуумних машин для очищення бурового розчину....................................................33 1.4.1. Основні положення очищення бурового розчину.......34 і.4.2. Результати ефективності очищення бурового розчину на віброситі.....................................................................................37 1.4.3. Осаджування шламу під дією сили тяжіння................38 1.4.4. Вплив вібрацій на реологічні властивості бурового розчину.......................................................................................41 1.4.5. Опис схем обладнання для різного ступеня очищення бурових розчинів........................................................................44 1.5. Створення і впровадження комплексу технологій, методик і технічних засобів з підвищення надійності кріплення свердловин...................................................................................51 ВИСНОВКИ................................................................................63 ЛІТЕРАТУРА..............................................................................65 2. СТИМУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ВИЛУЧЕННЯ ВУГЛЕВОДНІВ..........................................................................74 2.1. Фізико-хімічний вплив на привибійну зону продуктивних пластів.................................................................74 2.1.1. Нітрат карбаміду...............................................................75 2.1.2. Корозійна активність нітрату карбаміду та композицій на його основі...............................................................................78 2.1.3. Вплив магнітного поля на корозійну активність нітрату карбаміду.........................................................................80 2.1.4. Збільшення проникності моделі пласта при дії кислотних композицій....................................................................................85 2.1.5. Технологія отримання нітрату карбаміду в промислових умовах....................................................................89 2.1.6. Кислотна дія на продуктивні пласти................................91 2.1.7. Комплексна обробка привибійної зони свердловин.......99 2.2. Методи боротьби з формуванням парафінистих відкладів у привибійній зоні пластів.........................................................103 2.2.1. Термобаричні умови покладів і привибійних зон продуктивних пластів.................................................................104 2.2.2. Чинники, що впливають на процес формування парафінистих відкладів..............................................................108 2.2.3. Добір розчинників парафінистих відкладів....................123 2.2.4. Дослідження впливу температури на процес фільтрації парафінистої нафти.......................................................................130 2.2.5. Згасання фільтрації.............................................................141 2.2.6. Динаміка формування парафінистих відкладів...............145 2.2.7. Кількісна і якісна оцінка асфальто-смоло-парафінових речовин, що відклалися в пористому середовищі....................147 2.2.8. Експериментальні дослідження щодо видалення парафінистих відкладів з пористого середовища.......................150 2.2.9. Визначення вибіркової дії розчинників парафінистих відкладів..........................................................................................154 2.2.10. Методика визначення локалізації парафінистих відкладів у привибійній зоні продуктивного пласта....................................157 2.2.11 .Термохімічна дія дисперсної системи на основі нітрату карбаміду на привибійну зону продуктивного пласта.................161 2.2.12. Видалення парафінистих відкладів з привибійної зони продуктивного пласта......................................................................167 2.3. Методи ізоляції і обмеження притоку пластових вод у свердловини............................................................................170 2.3.1. Дисперсні системи на основі магнітоактивних речовин...173 2.3.2. Сидементаційна стійкість дисперсних систем...................185 2.3.3. Фільтрація дисперсних систем в пористому середовищі...192 2.3.4. Нагнітання псевдопластичної рідини в пористе, тріщинне та тріщинно- пористе середовище...................................................194 2.3.5. Визначення стійкості в'язкопластичної рідини у пористому, тріщинному та тріщинно-пористому середовищі...........................199 2.3.6. Свердловинні магнітні пристрої.............................................204 2.3.7. Обмеження притоку води у видобувні свердловини керованими дисперсними магнітоактивними системами..............213 2.3.8. Створення багатошарового водоізолюючого бар'єру...........219 2.3.9. Використання магнітоактивних дисперсних систем при ізоляції заколонних перетоків............................................................221 2.4. Гідроімпульсна депресійно-репресійна дія на привибійну зону пласта ...........................................................................................223 2.4.1. Гідродинамічні дослідження процесів гідроімпульсної депресійно-репресійної дії на пласт. Роль привибійної зони пласта в процесі інтенсифікації видобутку нафти і газу.................223 2.4.2. Дослідження розподілу тиску в пласті під час проведення гідроімпульсного депресійного та репресійного впливу в свердловині............................................................................225 2.4.3. Дослідження розподілу тиску в привибійній зоні під час депресійної дії в анізотропних за проникністю пластах...........232 2.4.4. Розподіл тиску в привибійній зоні пласта при створенні багаторазових циклів депресій тиску................................................236 2.4.5. Дослідження розподілу тиску в пласті при створенні депресійно-репресійних циклів.........................................................238 2.5. Нові гідроімпульсні методи інтенсифікації нафтогазовидобування.........................................................................239 2.5.1. Технології та технічні засоби типу УСМД для створення багаторазових циклів депресійно-репресійної дії на пласт...............239 2.5.2. Устаткування для очищення привибійної зони пласта шляхом створенням високих миттєвих депресій та репресій тиску.....................................................................................241 2.5.3 Удосконалення пристрою для очищення привибійної зони пласта проведенням депресійно-репресійної дії.........................................242 2.5.4. Устаткування для очищення привибійної зони пласта шляхом створенням високих миттєвих депресій та репресій тиску у поєднанні з гідроструминним насосом................................244 2.5.5. Технічні засоби та технології створення на привибійну зону пласта депресій тиску імплозійного типу................................247 2.5.6. Пристрій імплозійного впливу на привибійну зону пласта з гідравлічним клапаном-реле.............................................................249 2.5.7. Технологія комплексної дії на привибійну зону анізотропних за проникністю пластів..........................................................................251 2.6. Результати промислового впровадження розроблених технологій гідроімпульсної депресійно-репресійної дії на пласт.....253 2.6.. 1. Результати впровадження процесу гідроімпульсної дії з застосуванням устаткування У СМД...................................................253 2.6.2. Результати впровадження процесу гідроімплозійної дії з застосуванням пристроїв УОП.............................................................257 ВИСНОВКИ...........................................................................................261 ЛІТЕРАТУРА.........................................................................................265 З. КОНЦЕПЦІЇ РОЗВИТКУ ПІДЗЕМНОГО ЗБЕРІГАННЯ ГАЗУ...274 3.1. Підземне зберігання газу в Україні...............................................275 3.2. Аналіз формування ПСГ Прикарпаття........................................278 3.2.1. Богородчанське ПСГ. Особливості формування і експлуатації газосховища........................................................................280 3.2.2. Дашавське ПСГ. Особливості формування і експлуатації газосховища........................................................................285 3.2.3. Опарське ПСГ. Особливості формування і експлуатації газосховища........................................................................288 3.2.4. Угерське ПСГ (XIY-XY гор.). Стан робіт 31 Створення Угерського ПСГ...................................................................290 3.2.5. Більче-ВолицькеПСГ. Стан робіт зі створення сховища............293 3.2.6. Аналіз розробки газових покладів Опарського родовища газу...295 3.3. Вибір математичних моделей гідрогазодинамічних процесів в пористому середовищі..........................................................300 3.3.1. Аналіз моделей взаємного витіснення газу і води з межею розділу між фазами......................................................................301 3.3.2. Моделювання газогідродинамічних процесів в ПСГ в умовах пружного режиму........................................................................322 3.3.3. Моделювання газо-гідродинамічних процесів в ПСГ в умовах пружно-водонапірного режиму.................................................326 3.4. Експериментальне визначення коефіцієнтів фазових проникностей за даними несталого режиму витіснення води газом...330 3.4.1. Аналітичні основи моделювання процесу....................................331 3.4.2. Експериментальний стенд і вимірювальна апаратура...................340 3.4.3. Методика проведення експерименту..............................................342 3.4.4. Результати дослідів і їх аналіз..........................................................343 3.5. Реалізація математичних моделей та аналіз отриманих результатів. .345 3.5.1. Моделювання нестаціонарного газодинамічного процесу в ПСГ за умов пружного режиму запомпування газу.............................346 3.5.2. Адаптивна модель процесу запомпування газу в пласт за умов пружно-водонапірного режиму.........................................................351 3.5.3. Аналіз особливостей роботи ПСГ в водоносних структурах............355 3.5.4. Методика розрахунку режимів роботи ПСГ в процесі циклів "відбір-запомпування"........................................................................364 ВИСНОВКИ......................................................................................................368 ЛІТЕРАТУРА....................................................................................................369 4. МЕТОДИ ТА ТЕХНІЧІП ЗАСОБИ ДІАГНОСТУВАННЯ ГАЗОПЕРЕКАЧУВАЛЬНОГО ОБЛАДНАННЯ..........................................378 4.1. Конструктивні особливості та види дефектів газоперекачувального обладнання.................................................................378 4.1.1. Конструктивні особливості ГПА з газотурбінним приводом типу ГТН-25, ГТ-750-6, ГТК-10, ГПА-16 з двигуном ДЖ-59 і аналіз видів дефектів вузлів...................................................................................................378 4.1.2. Конструктивні параметри і аналіз виглядів дефектів вузлів ЕГПА типу СТД-4000.......................................................................................381 4.1.3. Конструктивні особливості газомоторних компресорів типу 1ОГКН, МК8, ДР12 і аналіз видів дефектів...........................................383 4.2. Вибір і обгрунтування діагностичних ознак. Власні частоти конструктивних елементів ГПА, які визначаються безпосередньо в умовах експлуатації........................................................................................389 4.3. Експериментальні дослідження вібраційного стану ГПА....................407 4.3.1. Методика, апаратура й аналіз результатів вимірювання параметрів вібрації газотурбінних ГПА типу ГТН-25........................................................407 4.3.2. Методика, апаратура й аналіз результатів вимірювання параметрів вібрації ГПА-16....................................................................................................413 4.3.3. Дослідження та контроль нестабільності вібраційних характеристик трьохвальних ГПА.....................................................................421 4.3.4. Визначення середніх амплітуд вібрації для оцінки технічного стану агрегатів ГТ-750-6 і ГТК-10......................................................................422 4.3.5. Експериментальні дослідження причин підвищеної вібрації нагнітального трубопроводу ГПА ГТН-25, ГТК-25І, ГТК-101........................425 4.3.6. Експериментальні дослідження вібраційного стану основних вузлів ЕГПА типу СТД-4000 в умовах експлуатації та визначення меж припустимих амплітуд вібрації..................................................................432 4.3.7. Методика дослідження вібрації циліндропоршневої групи та підшипників ковзання на одноциліндровій установці ГМК 10ГКН..........434 4.3.8. Комплексні експериментальні дослідження підшипникових вузлів, ЦПГ і ТК ГМК 1 ОГКН в умовах компресорної станції.....................438 4.3.9. Експериментальні дослідження підшипникових вузлів ГМК МК8 в умовах компресорної станції........................................................445 4.3.10. Експериментальні дослідження параметрів вібрації підшипникових вузлів і циліндопоршневої групи ГМК ДР12 в умовах компресорної станції...........................................................................................448 4.3.11. Методика, апаратура й аналіз результатів вимірювання вібрації п'яти типів КУ АГНКС..........................................................................451 4.4. Розроблені технічні засоби та технології діагностування газотурбінних і електропровідних агрегатів.......................................................456 4.4.1. Застосування математичного моделювання при розробці стаціонарної системи СПВК- 14..........................................................................456 4.4.2. Технологія віброконтролю й вібродіагностування основних вузлів ГПА ГТН-25. Аналіз результатів вібродіагностування............................461 4.4.3. Стаціонарна система СПВК-8 віброконтролю й вібродіагностування ГПА-16 з газотурбінним двигуном ДЖ-59............................................................464 4.4.4. Технологія віброконтролю й вібродіагностування ГПА-16 з двигуном ДЖ-59. Результати вібродіагностування..........................................465 4.4.5. Вібраційно-діагностичний комплекс для газоперекачувальних агрегатів ГТ-750-6 і ГТК-10.....................................................................................467 4.4.6. Методика експрес-оцінки технічного стану ГТ-750-6 за складовими спектру вібрації. Аналіз результатів вимірювання вібрації............469 4.4.7. Переносний прилад спектрального вібраційного контролю СвиК-100..................................................................................................471 4.4.8. Методика експрес-оцінки технічного стану ГТК-10 за частотними складовими спектра вібрації. Аналіз результатів віброобстежень.......................473 4.4.9. Стаціонарна система СПВК-8 віброконтролю й вібродіагностування ГПА типу ГТ-750-6...................................................................................................477 4.4.10. Переносний аналізатор вібрації АВ-ЕПІА та програмне забезпечення діагностування вузлів ЕГПА типу СТД-4000.........................................................479 4.4.11. Технологія вібродіагностування ЕПІА типу СТД-4000. Результати вібродіагностування.................................................................................................480 4.4.12. Прилади для вихорострумової дефектоскопії деталей бурового та компресорного обладнання......................................................................................483 4.5. Технічні засоби та технології вібраційного діагностування ГМК і КУ.....491 4.5.1. Переносні прилади спектрального вібраційного контролю СВиК ГМК і програмні засоби діагностування основних вузлів ГМК 1 ОГКН, МК8,ДР12, ГМК Z330 Cooper-Bessemer........................................491 4.5.2. Технологія вібродіагностування шатунних підшипників, циліндро-поршневої групи, турбокомпресора, газовпускних клапанів ГМК 10ГКН. Результати вібродіагностування.......................................................497 4.5.3. Технологія вібродіагностування підшипників ковзання колінчатого вала ГМК МК8. Аналіз результатів вібродіагностування...............502 4.5.4. Методика вібродіагностування шатунних підшипників колінчатого вала й силових циліндрів Z330 Cooper-Bessemer..............................504 4.5.5. Переносна автоматизована система збору й обробки даних вібродіагностування КУ АГНКС.................................................................506 4.5.6. Технологія віброконтролю й вібродіагностування основних вузлів КУ. Аналіз результатів вібродіагностування.............................................508 4.5.7. Стаціонарна система віброконтролю й вібродіагностування КУ АГНКС..................................................................................................................515 4.6. Реалізація результатів досліджень у створенні галузевої концепції комплексного діагностування енергомеханічного й технологічного устаткування.................................................................................517 4.7. Ефективність методів і приладів віброконтролю й вібродіагностування газоперекачувальних аїрегатів і компресорних установок...................................524 ВИСНОВКИ................................................................................................................529 ЛІТЕРАТУРА.............................................................................................................532 ЗМІСТ.........................................................................................................................540