ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКВАЖИН, ОБОРУДОВАННЫХ
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫМИ УЭЦН С ГАЗОСЕПАРАТОРАМИ
А. ДЕНЬГАЕВ, А. ДРОЗДОВ, В. ВЕРБИЦКИЙ, РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина Д. МАРКЕЛОВ, ОАО "Юганскнефтегаз"
В настоящее время в России наблюдается резкое усложнение условий эксплуатации нефтяных скважин. Это связано в первую очередь с интенсификацией добычи нефти, проводимой многими ведущими нефтяными компаниями. Интенсификация добычи требует существенного увеличения глубин спуска погружных насосов и снижения забойных давлений, что снижает эффективность и надежность процесса насосной эксплуатации скважин и влияет на качественные показатели работы УЭЦН.
Так, значение средней наработки на отказ (СНО) в скважинах ОАО "Юганскнефтегаз", оборудованных установками погружных центробежных насосов (УЭЦН), за 2003 г. составило 242 суток, за 2002 г. - 231 сутки. Основными причинами отказов УЭЦН в прошлом году стало
засорение рабочих органов механическими примесями - 30% и солеотложениями - 21% [1]. За время интенсификации добычи нефти в скважинах, оборудованных УЭЦН, произошло значительное снижение СНО - с 432 суток в 1999 г. до 242 - в 2003 г. (рис. 1). Благодаря превентивному воздействию на осложняющие факторы средняя наработка на отказ с каждым годом улучшается, при неизменных условиях эксплуатации. Так, в 2004 г. данный показатель уже составил 271 сутки, или +29 суток (+12%) по отношению к 2003 г. Анализ продолжительности наработки на отказ УЭЦН показал, что с увеличением глубины спуска УЭЦН средняя наработка снижается, что говорит о необходимости повышения надежности системы УЭЦН для более сложных условий эксплуатации. Основными
Рис. 1. Динамика изменения СНО и средней глубины спуска УЭЦН в скважинах ОАО "Юганскнефтегаз" в период интенсификации
"Полет" установки - принятое в промысловой практике условное название расчленения элементов компоновки погружного оборудования и падение их на забой скважины.
причинами отказов УЭЦН является засорение и истирание рабочих органов абразивами и отложение солей на поверхности.
Следовательно, можно констатировать, что при увеличении глубины спуска установок и снижении забойного давления повышается интенсивность и количество отказов УЭЦН из-за механических примесей. Это становится серьезной проблемой для нефтедобычи, в частности, при эксплуатации скважин УЭЦН с газосепараторами. В таких условиях имеются проблемы не только по отечественному, но и по импортному оборудованию.
В высокодебитных скважинах Приобского месторождения ОАО "Юганскнефтегаз" в 20032004 гг. произошла серия "полетов"* УЭЦН, причем компоновки погружного оборудования в "полетоопасных" скважинах состояли из насосов и газосепараторов фирмы Reda. Их средняя наработка составляет 136 суток, дебит жидкости изменяется в диапазоне 300-895 м3/сут. В результате комиссионных разборов "полетных" установок в скважинах Приобского месторождения стало ясно, что основной причиной явились промывы защитной гильзы и корпуса, что привело к снижению прочности конструкции газосепараторов и, как следствие, расчленение и падение на забой.
Подобные "полеты" установок имели место в 2003 г. в одиннадцати скважинах, суммарный дебит по нефти которых составил 5086 т/сут.
За 2004 г. количество "полетов" погружного оборудования по вине газосепаратора произошли в пятнадцати скважинах. Комиссионный разбор УЭЦН указал на значительный износ рабочих органов газосепараторов в скважинах, эксплуатируемых высокопроизводительными установками ЭЦН и наличие отложений солей на поверхности рабочих ступеней.
В скважинах № 7789 и № 8314 Приобского месторождения в течение 2003 г. произведены по четыре подземных ремонта. Две аварии из четырех в скважине № 8314 произошли из-за "полета" установки по причине расчленения секции газосепаратора (обрыв по телу корпуса). В скважине же № 7789 с наработкой 85 суток авария связана с "полетом" установки - расчленение произошло по корпусу газосепаратора.
В скважине № 8339 Приобского месторождения в период 2003-2004 гг. также произошло три "полета" по газосепаратору (рис. 2).
При разборе внутрискважин-ного оборудования наблюдается частичный или полный износ
рабочих органов насоса и газосепаратора.
В высокодебитных скважинах Приобского месторождения работают также импортные установки фирмы Сеп^ШН, которые продолжают сталкиваться с подобными проблемами.
Например, в скважине № 8312 в феврале 2004 г. была демонтирована установка СепЫИ^ 6100 с наработкой 27 суток. Параметры эксплуатации этой
скважины следующие: глубина спуска насоса (Нсп) - 2778 м, дебит жидкости - 699 м3/сут., обводненность - 26%, динамический уровень - 1687 м. Причина отказа установки - снижение сопротивления до нуля. Следует отметить, что в августе 2003 г. в этой же скважине произошел "полет" УЭЦН из-за расчленения корпуса газосепаратора Reda. Комиссионный разбор погружного оборудования выявил
Дефекты конструкции газосепаратора к насосу Centrilift 6100
№ Вид дефекта Причина
1 Износ защитной гильзы (рис. 3.1, а) и корпуса (рис. 3.1, б при поступлении потока газожидкостной смеси (ГЖС) на выход из сепарационной секции Завихрение ГЖС, связанное с переходом потока от вращающихся сепарационных барабанов к стационарному рассекателю
2 Разрушения корпуса в районе стыка подшипника и защитной гильзы (рис. 3.2) Конструктивные особенности газосепаратора ОепМШ 6100
3 Износ кавернообразующего колеса (рис. 3.3) (по входной кромки лопастей) Высокие скорости потока ГЖС с механическими примесями
4 Износ подшипника (рис. 3.4) (лопаток по периферии подшипника) Движение ГЖС с высокими значениями количества взвешенных частиц (до 760 мг/л).
Рис. 3. Износ рабочих органов газосепаратора к насосу СепйгШШ 6100. 1) защитной гильзы (а) и корпуса (б) на уровне выхода из сепарационной секции; 2) корпуса в районе стыка подшипника и защитной гильзы; 3) кавернообразующего колеса; 4) подшипника
дефекты конструкции газосепаратора к насосу Сеп1пМН 6100 (табл., рис. 3).
Анализируя отказы УЭЦН в период интенсификации добычи нефти в ОАО "Юганскнефтегаз", можно придти к выводу, что при увеличении глубин спуска установок и снижении забойного давления происходит существенное увеличение доли отказов установок и вероятных "полетов" внутрискважинного оборудования, связанных с высоким содержанием механических примесей в откачиваемой продукции и последующим разрушением рабочих органов газосепараторов.
"Полетоопасные" скважины на Приобском месторождении оборудованы высокопроизводительными зарубежными установками. Выпуск же отечественных газосепараторов для установок ЭЦН (свыше 400 м3/сут.), к сожалению, не отлажен. При
этом, имеется тенденция к снижению коэффициента сепарации при увеличении дебитов.
При этом следует отметить, что импортные газосепараторы по эффективности отделения свободного газа во многих случаях уступают российским. Например, в ходе стендовых испытаний различных центробежных газосепараторов, проведенных по разработанной методике в РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, сепаратор Reda показал более низкие се-парационные способности [2], что подтверждается и промысловыми испытаниями в скважинах Талинского месторождения [3, 4].
Таким образом, остается актуальным создание отечественного, эффективного газосепаратора к УЭЦН для подач свыше 400 м3/сут., способного успешно работать в скважинах с осложненными условиями.
Литература
1. Дроздов А. Н., Кудряшов С. И., Маркелов Д. В. и др. Влияние механических примесей и методы борьбы с ними при эксплуатации скважин погружными центробежными насосами в ОАО "Юганскнефтегаз" // Материалы XII Всероссийской технической конференции "Производство, эксплуатация и сервис УЭЦН". - 2004. - Т. 2. - Альметьевск: АЛНАС, 2004.
2. Деньгаев А. В., Дроздов А. Н., Вербицкий В. С. и др. Испытания газосепараторов различных конструкций к погружным центробежным насосам // Нефтепромысловое дело. - 2004. - № 4. -С. 49-54.
3. Дроздов А. Н. Исследование работы установок погружных центробежных насосов фирмы "РЭДА": ч. 1 // Нефтяное хозяйство. - 1994. -№ 10. - С. 47-50.
4. Дроздов А. Н. Исследование работы установок погружных центробежных насосов фирмы "РЭДА": ч. 2 // Нефтяное хозяйство. - 1995. - № 1-2. - С. 30-32. ■
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.