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

Разработка и исследование технологий и технических средств для поддержания пластового давления нефтяных месторождений Булчаев, Нурди Джамалайлович

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

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

Булчаев, Нурди Джамалайлович. Разработка и исследование технологий и технических средств для поддержания пластового давления нефтяных месторождений : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.17 / Булчаев Нурди Джамалайлович; [Место защиты: Тюмен. гос. нефтегаз. ун-т].- Тюмень, 2013.- 107 с.: ил. РГБ ОД, 61 14-5/1718

Введение к работе

Актуальность проблемы

Одной из наиболее острых проблем, возникающих при эксплуатации установки электроприводного центробежного насоса (УЭЦН) для добычи, является наличие в откачиваемой жидкости твердых взвешенных частиц (механических примесей), приводящих к снижению межремонтного периода работы скважины. В составе механических примесей наибольшую долю составляет кварцевый песок, входящий в структуру скелета горных пород. Твердые взвешенные частицы (ТВЧ) могут включать в себя также кристаллы различных солей, глину и другие минералы, а также продукты коррозии. Фильтрация жидкости в неустойчивых породах, особенно при больших градиентах скорости, приводит к разрушению породы, продвижению частиц к забою скважин и выносу в ствол.

Осложнения в эксплуатации таких скважин связаны с постепенным накоплением песка на забое скважин, а также в рабочих колесах погружных насосов. Одновременно происходит износ трущихся пар рабочих органов насосов и снижение их подачи, а также перегрев погружных электродвигателей (ПЭД) и их отказы.

В этой связи перед отраслью первостепенными являются задачи, связанные с необходимостью обеспечения защиты насосного оборудования от ТВЧ при добыче взвесесодержащих жидкостей, требующие проведения анализа существующих технологий и поиска новых технических решений для эффективной производственной деятельности нефтяной компании. Наличие в перекачиваемой жидкости механических примесей выдвигает проблемы по защите дорогостоящего оборудования от абразивного износа и заклинивания рабочих органов твердыми частицами, повышению межремонтного периода работы скважины.

При высоком содержании механических примесей применение стандартных газопесочных якорей становится неэффективным из-за малых значений центробежных сил. Общим недостатком применяемых фильтров,

устанавливаемых на забое или приеме насосов, является достаточно быстрое засорение непроточных ячеек и необходимость их частых промывок с подъемом оборудования. Наиболее показательными в этом отношении являются скважины Ванкорского нефтяного месторождения. Содержание ТВЧ, поступающих из пласта по фонду скважин, находится в пределах от 200 до 10 мг/л. Поэтому средняя наработка на отказ насосного оборудования к началу 2011 г. составляла 93 сут., а по отдельным скважинам от 15 до 30 сут.

Цель работы

Повышение эффективности эксплуатации скважин с УЭЦН путем совершенствования технологий защиты электроцентробежных насосов от выносимого из пласта песка.

Основные задачи исследования

  1. Определение влияние мехпримесей на показатели работы электроцентробежного насоса и осложнения в эксплуатации скважин при откачке воды из водоносных горизонтов нефтяных месторождений.

  2. Выявление зависимости скорости восходящего потока воды с фракционным составом твердых взвешенных частиц при выносе с забоя скважины на прием насоса.

  3. Разработка усовершенствованной конструкции сепаратора и экспериментальное определение фильтрационной способности.

  4. Разработка технологии очистки фильтра на приёме насоса без подъёма оборудования на поверхность.

  5. Выбор и испытание композиций полимерных материалов для покрытия рабочих колес электроцентробежных насосов, защищающих их от износа в абразивных средах.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования являются электроцентробежные насосы применяемы в добывающих скважинах, предметом - способы и технологии предотвращения выноса механических примесей из пласта.

Научная новизна выполненной работы

  1. Выявлена зависимость времени работы УЭЦН в водозаборных скважинах Ванкорского месторождения от количества твердых взвешенных частиц в добываемой воде.

  2. Научно обоснованы зависимости скорости уноса твердых взвешенных частиц с забоя к приему УЭЦН от их условного диаметра и коэффициента сопротивления от критерия Рейнольдса для расчета размера ячейки сетчатых фильтров.

Практическая ценность и реализация

  1. Установлено, что эффективность разработанного комбинированного сепаратора возрастает при условных диаметрах твердых взвешенных частиц более 1,5-10"4 м.

  2. Применение разработанного комбинированного сепаратора (патент РФ на изобретение № 2441150) позволило увеличить наработку на отказ УЭЦН скважины водозабора в 2011 г. с 93 до 368 сут.

  3. Использование клапанного устройства УЭЦН с промывкой фильтра без подъёма оборудования в высокообводненной скважине Туймазинского месторождения позволило восстановить подачу насоса после промывки на 89%.

Основные защищаемые положения

  1. Результаты анализа основных видов и степени осложнений в эксплуатации оборудования пескопроявляющих скважин водозабора Ванкорского месторождения.

  2. Устройство и принцип работы комбинированного сепаратора для защиты насоса от механических примесей путем уменьшения концентрации взвешенных частиц в жидкости, а также технология очистки фильтра на приеме насоса без его подъема на поверхность.

  3. Способ защиты рабочих колес УЭЦН от износа твердыми взвешенными частицами.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности Выбранная область исследования соответствует паспорту специальности 25.00.17 - «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», а

именно пункту 4 «Технологии и технические средства добычи и подготовки скважинной продукции, диагностика оборудования и промысловых сооружений, обеспечивающих добычу, сбор и промысловую подготовку нефти и газа к транспорту, на базе разработки научных основ ресурсосбережения и комплексного использования пластовой энергии и компонентов осваиваемых минеральных ресурсов».

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на IV Международной конференции-выставке «Энергетика в глобальном мире» (Красноярск, июнь 2010), научно-практической конференции «Современные вызовы, возникающие при разработке и обустройстве месторождений нефти и газа Сибири» (Томск, апрель 2011), на совместном семинаре кафедр «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов», «Бурение нефтяных и газовых скважин» института нефти и газа Сибирского федерального университета.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из которых 5 статей - в журналах, рецензируемых ВАК РФ, патент РФ на изобретение по теме диссертации.

Объем и структура работы

Диссертационная работа изложена на 107 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц, 39 рисунков. Состоит из введения, трех глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 115 наименований.

Похожие диссертации на Разработка и исследование технологий и технических средств для поддержания пластового давления нефтяных месторождений