Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время общепризнанно, что применение жидкостно-газовых эжекторов (ЖГЭ), в которых инжекция газа производится струей жидкости, в технологиях водогазового воздействия на пласт и насосной эксплуатации скважин, является эффективным методом увеличения нефтеотдачи пластов и повышения эффективности эксплуатации нефтяных скважин, работа погружного оборудования в которых осложнена высоким содержанием свободного газа на приеме.
Применение ЖГЭ в данных технологиях затруднено отсутствием систематических исследований влияния перепада давления рабочей жидкости в сопле ЖГЭ АРр и давления
инжектируемого газа в приемной камере ЖГЭ Р на эффективность его работы.
Поэтому актуальность проведенных исследований, позволяющих предложить рекомендации по расчету высоконапорных низкопроизводительных ЖГЭ для насосной эксплуатации скважин и водогазового воздействия на пласт, сомнений не вызывает. Цель диссертационной работы
Целью настоящей диссертационной работы является разработка эффективной методики расчета характеристик работы ЖГЭ для технологий водогазового воздействия на пласт и насосной эксплуатации скважин. Основные задачи исследований
Исследование влияния перепада давления рабочей жидкости &Рр в сопле ЖГЭ на характеристики его работы при значениях &Рр от 1,0 до 20,0 МПа.
Изучение влияния избыточного давления газа в приемной камере ЖГЭ "пр на характеристики его работы при различных значениях АРр.
На основании экспериментальных данных разработать методику расчета характеристик работы высоконапорных низкопроизводительных ЖГЭ для эксплуатации скважин и водогазового воздействия на пласт с использованием насосно-эжекторных систем.
Исследование возможности создания комплекса наземного оборудования для приготовления и закачки в пласт водогазовой смеси с применением насосно-эжекторных систем, спроектированного с использованием разработанной методики.
Провести промысловые исследования работы погружных насосно-эжекторных систем для эксплуатации скважин, спроектированных с использованием разработанной методики.
Методы решения поставленных задач
Поставленные задачи решались на основании анализа и обобщения литературного материала, проведения экспериментов по исследованию эффективности низкопроизводительных высоконапорных ЖГЭ, а также стендовыми исследованиями процесса создания и закачки водогазовой смеси в пласт с использованием насосно-эжекторных систем. Для проведения экспериментов автором был создан стенд для экспериментальных исследований, позволяющий проводить эксперименты в условиях близких к промысловым условиям работы ЖГЭ. Научная новизна работы
1. Установлено, что при инжекции газа из атмосферы максимальные значения коэффициента
полезного действия Ц и коэффициента инжекции ЖГЭ Uw достигаются в диапазоне значений
АРр от 1,0 до 5,0 МПа. При дальнейшем увеличении АРр наблюдается снижение параметров работы ЖГЭ. При этом, увеличение Р„р приводит к существенному расширению области работы ЖГЭ.
Разработана эффективная методика расчета характеристик работы ЖГЭ, учитывающая изменение параметров работы ЖГЭ при изменении значений АРр и Р .
Показано, что с помощью двухступенчатого насосно-эжекторного сжатия можно достигать давления нагнетания водогазовой смеси 12,0 МПа.
Проведены экспериментальные стендовые исследования работы двухступенчатой насосно-эжекторной системы предназначенной для приготовления и закачки мелкодисперсной водогазовой смеси в пласт с давлением нагнетания 12,0 МПа, показавшие возможность достижения КПД ЖГЭ до 45,9%.
Практическая значимость
В диссертации представлены результаты промысловых испытаний погружных насосно-эжекторных систем на Покровском и Усть-Балыкском месторождениях, которые показали их высокую эффективность при эксплуатации скважин с высоким содержанием свободного газа на приеме оборудования и негерметичностью эксплуатационной колонны. Также рассчитана и представлена технологическая схема для создания и нагнетания водогазовой смеси в пласт для Москудьинского месторождения, работоспособность которой показана при проведении стендовых экспериментов.
Результаты диссертационных исследований вошли в отчеты по договорам №42-05 между РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина и ООО «ПермьНИПИнефть» от 01.09.2005г. «Разработка
технологического комплекса и технологии подготовки газированной воды для закачки в систему ППД с использованием линии многофазного транспорта продукции для Ножовского, Шумовского, Москудьинского и Шагиртского месторождений» и №97-07 между РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина и ЗАО «Новомет-Пермь» от 01 января 2007г. «Разработка и исследование инновационного оборудования для добычи нефти в осложненных условиях». Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на:
Первом конкурсе научных работ студентов, магистрантов и аспирантов под эгидой SPE, Москва, май 2005г.
Шестой всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии газовой промышленности», Москва, 27-30 сентября 2005г.
Международной научно-практической конференции «Техника и технология добычи и подготовки нефти и газа в осложненных условиях эксплуатации», Москва 24-25 июня 2008г.
Российской технической нефтегазовой конференции SPE, Москва, 28-30 октября 2008г.
Научно-технической конференции ОАО «ЛУКОЙЛ» «Совершенствование технологий разработки и повышение нефтеотдачи пластов месторождений группы «ЛУКОЙЛ», Москва, 12-13 ноября 2008г.
Научных семинарах кафедры Разработки и эксплуатации нефтяных месторождений РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 3 патента РФ и 2 в материалах научных конференций. Одна печатная работа опубликована в аккредитованном в ВАК издании. Объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем диссертационной работы составляет 144 страницы, 63 рисунка и 11 таблиц. Библиографический список использованной литературы состоит из 149 наименований.
Благодарность
Автор выражает свою искреннюю благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Дроздову А.Н., а также всем сотрудникам кафедры Разработки и эксплуатации нефтяных месторождений, во главе с заведующим кафедрой д.т.н., профессором И.Т. Мищенко. Особая благодарность выражается сотрудникам центра НОЦ «СМЕНА» РГУ
нефти и газа имени И.М. Губкина за помощь в проведении экспериментальных и промысловых исследований.
