научная статья по теме ТАНДЕМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ НЕФТИ ПРИ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДАХ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕФТЕОТДАЧИ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ТАНДЕМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ НЕФТИ ПРИ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДАХ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕФТЕОТДАЧИ»

наука — производству Л»

Повышение эффективности добычи нефти установками погружных центробежных насосов (УЭЦН) в осложненных условиях — актуальная проблема мировой и отечественной нефтедобывающей промышленности. Одно из перспективных направлений ее решения — применение погружных насосно-эжекторных систем. Эти установки содержат, помимо погружных центробежных насосов, струйные аппараты (эжекторы) и газосепараторы. А поскольку в системе работают два насоса — центробежный и струйный — такие технологии нефтедобычи получили название тандемных.

В РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина разработаны новые тандемные технологии, которые прошли уже прошли действенную промышленную проверку на промыслах. Испытания показали, что бобыча нефти с помощью таких установок высоконадежна даже при высоком га-

рованной жидкости, минуя газосепаратор 8 и насос 2, поступает по затрубному пространству в приемную камеру 5 струйного аппарата. При этом туда же поступает газ, отделенный газосепаратором 8. Жидкость, нагнетаемая насосом 2, поступает в активное сопло 4 и, вытекая из него, увлекает из приемной камеры 5 перекачиваемую газированную жидкость в камеру 6 смешения. Оттуда смесь сред поступает в диффузор 7 и далее по НКТ 1 на поверхность.

Наличие на выходе насоса струйного аппарата позволяет задать режим ЭЦН в рабочей части его характеристики путем соответствующего подбора размеров выходного сечения активного сопла. Кроме того, в предложенном решении величина полезного расхода продукции, подаваемой на поверхность, включает в себя пода-

ИТ. МИЩЕНКО, А.Н. ДРОЗДОВ

РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

ТАНДЕМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ НЕФТИ ПРИ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДАХ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕФТЕОТДАЧИ

зовом факторе. К тому же тандемные технологии способны успешно адаптироваться к изменяющимся эксплуатационным условиям процесса разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений, даже если диапазон этих изменений достаточно широк. Эти технические решения сегодня превышают мировой уровень подобных исследований.

Погружная насосно-эжекторная система (патент СССР №1825544) включает в себя струйный аппарат в компоновке с УЭЦН и газосепаратором. Система содержит установленные на насосно-компрессорных трубах (НКТ) 1 погружной насос 2, нагнетательный патрубок 3 которого подключен к активному рабочему соплу 4 струйного аппарата с приемной камерой 5, камерой 6 смешения и диффузором 7, газосепаратор 8 с входным окном 9, каналами 10 отвода газообразной среды, сообщенными с приемной камерой 5 и выходным жидкостным патрубком 11, подключенным к всасывающему патрубку насоса 2 (рис. 1). Новым в системе является то, что для повышения надежности работы каналы 10 отвода газообразной среды газосепаратор 8 и приемная камера 5 струйного аппарата сообщены с затрубным пространством скважины. Приемная камера 5 струйного аппарата снабжена обратным клапаном 12. Система также содержит двигатель 13, кабель 14 и помещается в обсадной колонне 15. При работе системы газированная жидкость из скважины поступает в кольцевое пространство вокруг устройства, а часть жидкости через приемную сетку 9 — в газосепаратор 8.

Отсепарированный газ через каналы 10 отвода газообразной среды поступает обратно в кольцевое пространство, а жидкость через жидкостный патрубок 11 — во всасывающий патрубок насоса 2. Другая часть гази-

Рис. 1.

Погружная

насосно-эжекторная

система

для подъема

газированной

жидкости

из скважин (патент СССР №1825544):

1 - НКТ;

2 - ЭЦН;

3 — нагнетательная линия ЭЦН;

4, 5, 6, 7 — сопло, приемная камера, камера смешения, диффузор струйного аппарата соответственно;

8 — газосепаратор;

9 — приемная сетка;

10 — отверстия для сброса газа;

11 — входная линия ЭЦН;

12 — обратный клапан;

13 — ПЭД;

14 — кабель;

15 — эксплуатационная колонна

Л< наука — производству

Нд, м

2000

1500

1000

500

1 2

3

5 / 6 4 7

9

50

100

150

200

С)? мЗ/сут

Рис. 2. Характеристика погружной насосно-эжекторной системы, содержащей насос ЭЦН5-50-1700 и струйный аппарат СН-50, в координатах Ож — Нд, по данным промысловых испытаний в скважинах: 3217 при максимальном снижении Нд (I), 2113 (2), 1911 (3), 3215 (4) Вынгапуровского, 4180 (5) Вынгаяхинского, 3773 (6), 3д85 (7) Федоровского, 1875 (8) и 11277 (9) Талинского месторождений

чу как эжектируемой, так и рабочей среды, что существенно увеличивает к.п.д. установки.

Предложенный способ извлечения неоднородной многофазной среды из скважин (патент СССР №1831593) с применением погружной насосно-эжекторной системы включает сепарацию свободного газа от потока флюида в стволе скважины и эжектирование части газовой фазы с последующим направлением ее в напорную линию. Новым в этой технологии является то, что для повышения эффективности извлечения жидкости путем устранения отложений твердой фазы (парафина, смол, асфальте-нов, газогидратов) эжектирование осуществляют в зоне, расположенной ниже точки выпадения этой фазы. При этом часть жидкости дополнительно эжектируют из за-трубного пространства.

Эти изобретения позволили создать новую технологию эксплуатации скважин погружными центробежными насосами, возможности которой оказались гораздо шире, чем предполагалось на стадии патентования. Основными преимуществами новой технологии являются эф-

Рис. 3. Динамика работы ЭЦН5-50-1700 с газосепаратором и струйным аппаратом СН-50 в скважине 3185 НГДУ «Федоровскнефть» (зависимости дебита жидкости О (1), обводненности В (2) и динамического уровня Нд (3) от времени после запуска !

фективное использование отсепарированного свободного газа для подъема жидкости, перевод режима работы ЭЦН в оптимальный и способность погружной насосно-эжекторной системы успешно адаптироваться к весьма изменчивым условиям при выводе скважины на режим и ее последующей эксплуатации.

Внедрение погружных насосно-эжекторных систем в обводненных скважинах Талинского месторождения позволило увеличить дебиты скважин и получить дополнительную добычу нефти, обеспечило стабильную эксплуатацию и существенное повышение наработок установок на отказ [1].

Промысловые испытания показали, что в скважинах АО «Сургутнефтегаз» удалось реализовать такие преимущества погружных насосно-эжекторных систем, как способность успешно адаптироваться к различным условиям работы; возможность эксплуатировать ЭЦН в оптимальном режиме; облегчение вывода скважин на режим после глушения при подземном ремонте; повышение наработки установок на отказ; увеличение дебита жидкости и добычи нефти из скважин; возможность уменьшения глубины спуска ЭЦН [2].

Применение погружных насосно-эжекторных систем на Покамасовском, Западно-Пурпейском и других месторождениях оказалось эффективным средством для вывода скважин с осложненными условиями из бездействующего фонда [3, 4].

Было выполнено обобщение промысловых характеристик погружных насосно-эжекторных систем в координатах «дебит жидкости Ож — динамический уровень Нд» (рис. 2).

Графический анализ показал, что точки, полученные в скважинах различных месторождений Западной Сибири при эксплуатации определенного типоразмера системы, можно обобщить единой зависимостью (рис. 2). Эта характеристика имеет тот же вид, что и теоретическая характеристика погружной насосно-эжекторной системы, что еще раз свидетельствует о правильности предложенной расчетной модели. Подобные графики построены и для других типоразмеров системы.

Установки ЭЦН с газосепараторами и струйными аппаратами успешно адаптируются к процессам значительного изменения добывных возможностей скважин при выводе на режим и нестационарной фильтрации флюидов в пласте. Эта технология дает возможность надежно эксплуатировать скважины при значительном падении пластового давления в залежи, а также при очень высоких входных газосодержаниях (рис. 3 и 4).

В целом за время работы системы «Тандем» в скважине 3185 Федоровского месторождения границы изменения параметров эксплуатации составили:

• по дебиту жидкости — 86 — 129 м3/сут;

• по обводненности — 7,9 — 73,2%;

• по динамическому уровню — 214 — 617 м.

Однако, несмотря на такие значительные колебания

условий, режим работы силового ЭЦН-50 насосно-эжек-торной системы оставался неизменным и соответствовал оптимальному, поскольку сама система Тандем все время эксплуатировалась в скважине 3185 после вывода на режим в правой части характеристики. Это обстоятельство, несомненно, способствовало достижению высокой наработки ЭЦН.

Скважина №959 Покамасовского месторождения была выведена на режим из бездействия установкой ЭЦН5-50-1550 с газосепаратором МН-ГСЛ5 и струйным аппаратом СН-50 с параметрами: дебит жидкости — 35

38

9/ 2003

м3/сут, обводненность — 53,5%, динамический уровень — 1194 м.

Весьма показательны последствия дальнейшей эксплуатации погружной насосно-эжекторной системы в скважине №959. Ее результаты представлены на рис. 4.

В мае 1994 г. на Покамасовском месторождении было предпринято существенное ограничение закачки воды в пласт, продолжавшееся до сентября. Это мероприятие проводили в целях реализации нестационарного циклического заводнения и повышения нефтеотдачи пласта, а также для более легкого глушения скважин при подземных ремонтах в летний период. В зоне расположения скважины №959 закачка воды в пласт была полностью остановлена. Это привело к значительному снижению текущего пластового давления в окрестностях скважины №959. Динамический уровень упал с отметки 1194 м в апреле до 1472 в мае, а в августе 1994 г. находился уже практически на приеме насоса — 1660 м. Газосодержание на входе погружного насосного агрегата превысило 80%.

Несмотря на это, насосно-эжекторная система продолжала работать стабильно, без отключений по недогрузке. Подача установки уменьшилась до 14 м3/сут в августе, т.е. в 2,5 раза по сравнению с апрельским дебитом, однако срыва подачи не произошло. Система Тандем смогла успешно адаптироваться к сильнейшему падению пластового давления, и подача установки полностью соответствовала снизившемуся дебиту пласта. Отметим, что в этот период обводненность продукции уменьшалась с 53,5 до 36 — 37%.

Статический уровень в скважи

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком