Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование областей применения технических средств для добычи высоковязкой нефти на примере пермокарбоновой залежи Усинского месторождения Демидов, Виталий Альбертович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Демидов, Виталий Альбертович. Обоснование областей применения технических средств для добычи высоковязкой нефти на примере пермокарбоновой залежи Усинского месторождения : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.15.06 / Гос. акад. нефти и газа им. И. М. Губкина.- Москва, 1995.- 16 с.: ил. РГБ ОД, 9 96-1/3117-3

Введение к работе

Актуальность проблемы. Открытие й вовлечение в разработку новых месторождений высоковязких нефтей ставит в последнее время вопрос подъема таких нефтей на поверхность особенно остро.

В результате полувекового опыта эксплуатации скважин с высоковязкой нефтью во всем мире было испытано и применялось множество различных способов и технических средств добычи высоковязкой нефти. Наибольшее распространение получили установки скважинных штанговых насосов (УСШН).

Другим распространенным способом добычи высоковязкой нефти в последнее время становятся установки винтовых насосов с поверхностным приводом и электропогружные.

Остальные способы, в том числе с применением УЭЦН, не нашли широкого применения, либо находятся в стадии доработки и опытно-промышленного внедрения.

В тоже время, практика эксплуатации скважин с высоковязкой нефтью показала значительные осложнения в процессе подъема продукции насосным оборудованием всеми перечисленными способами. Так, эксплуатация скважин штанговыми глубинонасосными установками осложнена силами гидродинамического трения между движущимися штангами и нефтью, трения плунжера в цилиндре, что может приводить к рассогласованию движения головки балансира станка-качалки и колонны штанг, возникновению знакопеременных нагрузок и, как следствие, преждевременному отказу станка-качалки (СК) или обрыву штанг.

Параметры работы центробежных насосов существенно зависят от вязкости откачиваемой жидкости. При откачке высоковязкой нефти установками ЭЦН значительно увеличивается потребляемая мощность, что приводит к перегрузке двигателя, его отключению или даже отказу, а также к слому вала насоса. По этой причине большинство попыток применения УЭЦН для добычи высоковязкой нефти оказались неудачными.

Применение установок электропогружных винтовых насосов, хотя и позволяет откачивать высоковязкую продукцию, имеет ряд существенных недостатков, связанных с низкой надежностью резиновых обойм и труднопрогнозируемым изменением подачи насоса в процессе износа обойм и при изменении обводненности продукции скважин.

Стало очевидным, что для повышения надежности работы всех способов добычи тяжелой нефти необходимо провести комплексное исследование процессов, происходящих в скважинах при механизированной добыче высоковязкой нефти и параметров работы установок в реальных скважинных условиях.

Крупнейшим месторождением высоковязкой нефти в России, разрабатываемым с применением механизированных способов эксплуатации скважин, является пермокар-боновая залежь Усинского месторождения (Республика Коми). Вязкость нефти в пластовых условиях достигает 0.7-1.0 Па)$с, в поверхностных - 5-6 Па^с. Залежь разрабатывается как на естественном режиме, так и с применением термических методов повышения нефтеотдачи пластов. Обводненность продукции скважин от 0 до 99%, дебиты скважин от 5 до 300 т/сут.

Перечисленные особенности пермокарбоновой залежи создают необходимое для изучения и решения поставленной проблемы разнообразие скважинных условий и свойств откачиваемой продукции.

Исходя из вышесказанного, целью работы является:

  1. Экспериментальное изучение процесса движения высоковязкой продукции в реальных скважинных условиях.

  2. Экспериментальное изучение параметров работы установок СШН и ЭЦН откачивающих высоковязкую продукцию.

3. Обоснование методик расчета параметров работы и областей применения установок СШН и ЭЦН для условий скважин пермокарбоновой залежи Усинского месторождения.

Поставленные задачи исследований:

1. Инструментальный замер давления и температуры на
выкиде насосов и по длине НКТ в скважинах, оборудован
ных электропогружными установками. Исследование ди
намики изменения давления на выкиде насоса в процессе
пуска и работы после подземного ремонта и после остано
вок различной продолжительности, а также адаптация
методики расчета параметров движения продукции в под
ъемных трубах.

2. Измерение нагрузок на головку балансира станка-
качалки при работе установок СШН с насосами различных
конструкций; определение сил гидродинамического трения
штанг и обоснование методики их расчета; определение
предельных значений длины хода полированного штока и
частоты качаний головки балансира станка-качалки и обос
нование рекомендаций по подбору У СШН.

3. Инструментальные измерения производитель
ности, развиваемого напора, температуры на выкиде
ЭЦН, электрических параметров и построение Q - Н
характеристики при работе ЭЦН в различных сква
жинных условиях; обоснование методики пересчета
водяной характеристики центробежного насоса на
высоковязкую жидкость.

4. Обоснование области применения установок СШН и
ЭЦН в скважинах пермокарбоновой залежи Усинского
месторождения и основных критериев подбора установок
для различных скважинных условий.

Методы решения поставленных задач

  1. Для обеспечения возможности интерпретации результатов измерений в реальных скважинных условиях адаптированы методики расчета физико-химических свойств нефти и газожидкостных смесей, а также параметров движения продукции в подъемных трубах.

  2. При исследовании установок СШН реализована схема

исследований, позволившая регулировать частоту качаний станка-качалки преобразователем частоты тока (ПЧТ) и производить непрерывное измерение нагрузок с помощью тензодатчика, закрепленного на полированном штоке.

3. Для исследования параметров работы установок ЭЦН
разработаны и реализованы схема исследований и мето
дика проведения измерений, позволившие измерять и
регистрировать:

внутрискважинные параметры (давление на приеме насоса, давление и температуру на выкиде насоса и по длине НКТ),

устьевые параметры и производительность насоса,

электрические параметры работы электропогружной установки (рабочий ток двигателя, напряжение сети и COS[cp]).

4. На основе анализа результатов экспериментальных и
теоретических исследований обоснована методика расчета
основных параметров работы установок СШН и ЭЦН при
добыче высоковязкой нефти и области применения этих
установок в скважинах пермокарбоновой залежи Усин-
ского месторождения.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

  1. Впервые получены результаты исследования параметров работы установок СШН в скважинах с высоковязкой нефтью при плавном изменении частоты качаний без остановки станка-качалки.

  2. Впервые экспериментально измерен нагрев высоковязкой жидкости в насосе ЭЦН в реальных скважинных условиях и дано теоретическое обоснование этого явления, а также методики расчета распределения температуры по длине насоса ЭЦН.

  3. Разработана методика расчета основных параметров работы реального насоса ЭЦН при добыче высоковязкой нефти, подтвержденная результатами комплексных промысловых исследований.

  4. Обоснованы основные принципы и критерии подбора установок СШН и ЭЦН при добыче высоковязкой продукции.

5. Показана возможность теоретической оценки работоспособности установок СШН и ЭЦН при эксплуатации скважин любых месторождений высоковязкой нефти.

Практическая ценность результатов работы основана на полученных данных комплексных промысловых исследований-и методическом материале , позволяющих определять параметры работы и производить подбор установок СШН и ЭЦН для любых скважинных условий пермокарбоновой залежи Усинского месторождения. Так, уже в 1989-90 гг. на основе данных промысловых исследований были разработаны предварительные рекомендации по подбору и внедрению УЭЦН, в результате чего фонд работающих скважин, оборудованных установками ЭЦН, вырос с 14 (в основном на высокообводненных скважинах участка паротеплового воздействия на пласт) в 1989 году до 85 (из них более 60 на участке естественного режима разработки) в 1993 году.

Полученный материал позволяет с большой степенью достоверности прогнозировать параметры работы установок СШН и ЭЦН, а также получать данные, необходимые для оценки эффективности различных способов механизированной добычи высоковязкой нефти.

Кроме этого, на основе данных исследований и расчетов разработаны рекомендации по подбору и эксплуатации установок СШН и ЭЦН в различных скважинных условиях по следующим параметрам:

конструкция подвески и глубина спуска насосов,

конструкция и типоразмер СШН, режим работы станка-качалки,

типоразмер ЭЦН, мощность комплектуемого электродвигателя,

выбор рабочего агента для проведения технологических операций;

а также определены области рационального применения насосных установок.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных семинарах кафедры "Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений" ГАНГ им. И. М. Губкина.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и основных выводов. Общий объем работы составляет /5~ty страниц, в том числе 14 таблиц, 17 рисунков и список использованной литературы из 27 наименований на 3 страницах.

Похожие диссертации на Обоснование областей применения технических средств для добычи высоковязкой нефти на примере пермокарбоновой залежи Усинского месторождения