Одно из важнейших условий эффективного использования УЭЦН - это правильный подбор УЭЦН к скважине, то есть выбор для каждой конкретной скважины таких взаимообусловленных типоразмеров насоса, электродвигателя с гидрозащитой, кабеля, станции управления, насосно-компрессорных труб из имеющегося парка оборудования, и такой глубины спуска насоса в скважину, которые обеспечат освоение скважины и технологическую норму отбора жидкости (номинального дебита) из нее в установившемся режиме работы системы скважина - УЭЦН при наименьших затратах.
Подбор УЭЦН к скважине на современном уровне связан с выполнением относительно трудоемких и громоздких вычислений и осуществляется с помощью ЭВМ.
В более широком смысле под подбором понимается определение основных рабочих показателей взаимосвязанной системы «пласт-скважина-насос» и выбор оптимальных сочетаний этих показателей» [2, с. 13]. «Оптимизация может вестись по различным критериям, но, в конечном итоге, все они должны быть направлены на один конечный результат - минимизацию себестоимости единицы продукции - тонны нефти» [1, с. 109].
Целью проекта является описание основных методов подбора оборудования к скважинам, на основе которых планируется создание программного обеспечения, позволяющего производить расчёты оборудования основываясь на многочисленных факторах.
Результаты исследования должны обеспечить рационализацию разработки месторождений с помощью качественного подбора комплекта оборудования для скважин, эксплуатирующихся с помощью ЭЦН.
Предметом исследования является оптимизация разработки месторождения для автоматизации работы геолого-технологической службы месторождений.
Моделирование работы скважин осуществлялось с помощью математического моделирования. На основе существующих скважин были смоделированы различные пластовые условия, просчитаны их технологические и экономические показатели, установлен показатель NPV по каждому варианту и произведен анализ наиболее перспективных вариантов. На основе данных, полученных при моделировании, были выявлены перспективные участки для бурения и визуализированы в программе РН-КИН.
«При подборе типоразмера насоса должны обязательно учитываться объемный коэффициент нефти и газосодержание на приеме насоса» [3, с. 112]. Указанные факторы приводят к существенным отличиям в объема ггазожидкостной смеси на приеме насоса и дебите жидкости на поверхности.
Количество ступеней в насосе подбирается исходя из условия подъема жидкости на поверхность с учетом давления на буфере, в затрубном пространстве и на приеме насоса, так же учитывается газлифтный эффект в НКТ и вредное влияние свободного газа на работу насоса. «При подборе типоразмера и количества ступеней нужно учитывать что на напорную характеристику УЭЦН» [4, с. 238]. значительно влияет вязкость перекачиваемой жидкости. Также выбирается необходимая глубина спуска, по ловильной голове насоса, зависящая от инклинометрии, длины и диаметра установки. По результатам подбора могут даваться рекомендации по дополнительной комплектации установки и скорости спуска подъема в некоторых интервалах глубин скважины.
При выборе кабеля следует определить:
- Площадь сечения жилы кабеля.
- Тип кабеля.
- Длину кабеля.
«Длина кабельной линии подбирается исходя из глубины спуска ПЭД в скважину с учетом расстояния от устья до ТМПН (газоотделительной коробки)» [5, с. 122]. Длина удлинителя подбирается таким образом, чтобы сростка удлинителя с основным кабелем находилась минимум на 2-3м выше ловильной головки насоса, а также по допустимым токовым нагрузкам и температуре скважинной среды.
Удлинитель или термостойкая вставка подбирается по температуре скважинной жидкости, проходящей по НКТ и допустимым токовым нагрузкам (рис. 1, рис.2).
Рисунок1. Зависимость допустимых токовых нагрузок кабеля КПБП от температуры скважинной среды (смеси жидкости и газа). Цифрами обозначены сечения кабеля, мм2: 1 – 10, 2 – 16, 3 – 25, 4 – 35, 5 – 5
Рисунок 2. Зависимость допустимых токовых нагрузок кабеля КПБПТ от температуры скважинной среды (смеси жидкости и газа). Цифрами обозначены сечения кабеля, мм2: 1 – 10, 2 – 16
В данной научно-исследовательской работе был произведен анализ одного из наиболее распространённых методов подбора оборудования компоновки УЭЦН.
«На предприятиях, использующих программный комплекс «ОНИКС-ТЕХНОЛОГ» «ROSPUMP» (программные продукты «Роснефть»). Расчёт и подбор оборудования осуществляется службой ГТС, в прикладной программе «ROSPUMP» [6, с. 313]. Принцип работы которой заключается в подборе оборудования, на основе данных по изучаемой скважине на конкретную дату. Так же при произведении расчётов в данной программе возникают проблемы с расчётом оборудования, на скважину, имеющую не герметичность эксплуатационной колонны, в следствии чего эксплуатируемую с пакером. К пакерному фонду добывающих скважин необходим особенный подход при подборе оборудования, т.к появляется проблема определения забойного давления, а так же отсутствия давления в затрубном пространстве.
Для решения данной проблемы предлагается ввести новый формат программного обеспечения, для быстрой и оперативной проверки подбора оборудования, основанного на предыдущих ремонтах по скважине, наличия аварийного оборудования на текущем забое, количество времени, а так-же степень загрязнения перфорационных отверстий, и длину зоны успокоения механических примесей.
Таким образом, исследования, направленные на описание особенностей подбора нефтедобывающего оборудования на скважинах, относящимся к осложнённому фонду являются актуальными и на сегодняшний день.
Список литературы
- Воронков, Н.А. Экология: общая, социальная, прикладная. Учебник для студентов вузов / Н.А. Воронков. - М.: Агар, 2016. – 424 с.
- Планирование и мониторинг мероприятий по оптимизации заводнения месторождения на суше №П1-01.03 М-0015 [Текст] : мет. указания компании – Москва : ПАО «НК «Роснефть». – 2020. – 36 с.;
- Поддержание пластового давления на нефтяных месторождениях [Текст] : уч. пособие / В. А. Еронин [и др.] – Москва : Недра, 1978. – 379 с.;
- Орлов, В. С. Проектирование и анализ разработанных нефтяных месторождений при режимах вытеснения нефти водой [Текст] : учеб. пособие / В. С. Орлов. – Москва : Недра, 1973. – 267 с.;
- Фазлиев, Р. Т. Площадное заводнение нефтяных месторождений [Текст] : учеб. пособие / Р. Т. Фазлиев. – Москва : Недра, 1979. – 195 с.;
- Желтов, Ю. П. Разработка нефтяных месторождений [Текст] : учебник / Ю. П. Желтов. – Москва : Недра, 2013. - 365 c.