Введение к работе
Актуальность работы
Основные нефтяные месторождения Республики Татарстан находятся на поздней стадии разработки, когда по главным объектам отобрано 78,5% утвержденных извлекаемых запасов, а текущая обводненность добываемой жидкости превышает 82%.
Эксплуатация нефтелобываюших скважин на месторождениях Татарстана осложнена асфачьтосмолопарафиновыми отложениями (АСПО) на внутрискважинном оборудовании, повышенной вязкостью нефти с проявлениями структурно-механических свойств, наличием в продукции скважин сероводорода.
Общий объем добычи нефти в Республике Татарстан в 1997 голу составил 25.5 млн.тенн. Эксплуатационный фонд нефтяных скважин 206QO, из них 15000 скважин эксплуатируются глубинными штанговыми насосами. Особая сложность в добыче нефти штанговыми насосами возникает при эксплуатации наклонно-направленных скважин, фонд которых составляет около 13000.
В 1997 году на подземный ремонт скважин, в целом по предприятиям ОАО «Татнефть», было израсходовано 223 миллиона рублей (в новых ценах). Отсюда видно, какой приоритет нужно дать разработке и внедрению высокоэффективных технологий, направленных на сокращение затрат на эксплуатацию механизированного фонда скважин, совершенствованию техники и технологии ремонта скважин, защите глубиннонасосного оборудования от запарафини-вания и истирания НКТ муфтами штанг.
Долгое время считалось, что наиболее эффективным методом борьбы с отложениями парафина на скважинах с ШСІТУ является механический, с использованием пластинчатых металлических скребков. Так же считалось, что при использовании металлических пластинчатых скребков, скважины эксплуатируются без дополнительных периодических затрат на реагенты, что весьма сомнительно. Кроме того, область применения пластинчатых скребкоя была ограничена из-за их интенсивного износа и смещения на штангах в наклонных скважинах. Опытом многолетней эксплуатации установлено, что их можно использовать в скважинах с зенитным углом искривления не более 8 градусов. Использование крестообразно расположенных пластинчатых скребков расширяет область применения штанг со скребками в скважинах с искривлением до 18 градусов. Но при этом трудовые saграты и расход пластннчаїьіх скребков увеличиваются в два раза. В последние годы ведется бурение в основном наклонно-направленных скважин с углами искривления более 18 градусов, поэтому применение пластинчатых скребков ограничено.
Актуальность проблемы совершенствования компоновки штанговой колонны усиливается увеличением доли высоковязких, парафинистых нефтей в общей добыче. Кроме разработки комплекса эксплуатационной техники для добычи нефти и газа, не менее актуальной является разработка диагностических систем как подземного глубиннонасосного оборудования, так и ремонтной техники, применяемой при подземном и капитальном ремонте скважин. Обе проблемы связаны с решением единой задачи - увеличением межремонтного периода штанговых насосных установок. Основным результатом деятельности ОАО «Татнефть» в области повышения надежности нес{)тепромыслового оборудования за последние 10 лет является обеспечение высокого качества ремонта в условиях производства как глибинонасосного оборудования, так и подъемных агрегатов для подземного и капитального ремонта скважин. Без внедрения новой передовой техники невозможно дальнейшее развитие нефтяной отрасли.
В ОАО «Татнефть» введены в работу три центра по реставрации глубиннонасосных штанг. Только в НГДУ «Заинскнефть» восстановлено более 3000 штанг. Экономический эффект составил 1,5 млн. рублей. В НГДУ «Иркеннефть» построен цех, который обеспечил потребность предприятий ОАО «Татнефть» в высоконадежных штанговых колоннах путем входного контроля новых и поступающих на реставрацию штанг, нанесения антикоррозионного покрытия и установки скребков-центраторов из полимерных материалов.
Цель работы; создание техники и технологии для повышения работоспособности штанговых скважинньгх насосных установок и ремонтных агрегатов для их обслуживания.
Основные задачи работы:
анализ состояния работы глубиннонасосного оборудования на предприятиях ОАО «Татнефть»;
теоретические исследования взаимодействия штанговой колонны, оснащенной пластинчатыми скребками и пластмассовыми центраторами, с насосно-компрессорными трубами при работе ШСНУ:
- разработка технических средств повышения эффективности
- работы глубиннонасосного оборудования:
разработка методов обследования и диагностирования подъемных агрегатов;
создание технологий по ремонту насосных штанг и армированию их пластмассовыми центраторами.
Научная новизна:
- теоретически обоснован и предложен новый метод борьбы с
асфальтосмолопарафиновыми отложениями і АСПО") на поверхности
вігутрискважинного ооорудования, что ооеспечивает снижение истирания НКТ муфтами штанг и пластинчатыми скребками;
разработаны конструкции пластмассовых и плавающих центраторов для штанговой колонны ШСНУ (а.с. СССР 1505105, патент РФ 2039198);
разработана комплексная технология компоновки подземного оборудования в наклонно-направленных скважинах, эксплуатируемых штанговыми глубинными насосами, которая заключается в оптимизации расстановки центраторов по длине колонны штанг;
предложены новые критерии диагностирования подъемных агрегатов для ремонта ШСНУ, базирующихся на определении наиболее нагруженных узлов па лабораторном стенде.
Методы исследовании:
При решении поставленных задач использовались результаты промысловых исследований усилий смещения пластинчатых скребков, приваренных с использованием гидропресса при разных усилиях прижатия скребков к штанге; усилий смещения пластинчатых скребков, закрепленных на штангах с помощью гидропресса и пнев-мопресса; статистические методы обработки результатов экспериментов и методы моделирования компоновки штанговых колонн. Использование выводов и рекомендаций в промысловых условиях с положительными результатами подтвердило достоверность и значимость результатов исследований.
Практическая ценность и реализация:
проведен анализ работы штанговых глубинных насосов в наклонно-направленных скважинах на предприятиях ОАО «Татнефть» за 1995-1997г.г. При этом изучен механизм влияния различных факторов на степень снижения МРП скважин;
разработана методика определения с использованием ЭВМ места установки пластмассовых центраторов на колонне штанг, с помошыо которой определяется необходимое количество центраторов для наклонной скважины:
разработаны и внедрены скребки-центраторы и малогабаритные вставки в колонну штанг. Применение их позволило снизить нагрузки на штанги на 25-30%. что ощутимо сократило обрывность штанг. В результате значительно сократился износ штанговой колонны и НКТ, получена экономия от повышения сроков службы глубиннонасосного оборудования ШСНУ;
составлена и внедрена методика обследования подъемных агрегатов (руководящий документ оформлен в виде «Методических указаний по проведению обследования подъемных агрегатбв?_йс-пользуемых при ремонте скважин с целью определения возможности их дальнейшей эксплуатации»; РД 39-4723988-129-96V
создана материально-техническая база для решения проблемы увеличения МРП штанговых глубинных насосов в наклонно-направленных скважинах, которая позволила повысить работоспособность ШСНУ и снизить затраты на проведение подземного и капитального ремонтов скважин;
значительно возросла надежность работы как глубшшона-сосного оборудования, так и агрегатов, применяемых для подземного и капитального ремонтов скважин. Это обусловлено применением методических указаний по проведению обследования специального нефтепромыслового оборудования с целью определения возможности дальнейшей эксплуатации.
Экономическая эффективность
Оценка экономической эффективности выполнена на основе сопоставления комплекса показателей по анализируемым скважинам до и после внедрения скребков-центраторов. В качестве эффектооб-разующих показателей приняты: сокращение количества обработок скважин растворителями и количество подземных ремонтов скважин.
Общий экономический эффект по 949 скважинам составил 75540,4тыс.руб.
Экспертное обследование подъемных агрегатов и продление срока службы их только за 1999 год позволило сэкономить 7605тыс.руб.
В результате реализации разработок диссертации фактический годовой экономический эффект по вышеуказанным двум позициям составил 83145,4тыс.руб. Доля автора составляет 26.847.500руб. Акты внедрения и экономические расчеты приведены в приложениях 1 и 2 диссертации.
Апробация работы.
Основные положения диссертации доложены и обсуждены:
- на семинаре «Пути повышения эффективности борьбы с
АСПО в нефтедобыче» на Международной выставке «Газ-Нефть-
95» (17-21 апреля 1995г., г.Уфа)
на научно-практической конференции ОАО «Татнефть» «Техника и технология добычи нефти на современном этапе» (14-15-мая 1998г.. г.Альметьевск);
на первой Международной специализированной выставке: «Альметьевск. Нефть и газ-98». Оборудование для нефтяной и газовой промышленности (19-22 мая 1998г.. г.Альметьевск);
на Международной научно-технической конференции «Проблемы нефтегазового комплекса России», посвященной 50-летйю.-УІНТУ (Уфа, 1998г.);
на научно-практической конференции Министерства топлива и энергетики РФ и ОАО «Татнефть»: «Современная техника и технология в нефтедобывающей промышленности Республики Татарстан» (29-30 апреля 1999г., г.Альметьевск);
на научно-технических совещаниях в ОАО «Татнефть» и семинарах в УГНТУ.
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 17 печатных работах, в том числе отражены в трех авторских свидетельствах и двух патентах.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, включает список использованной литературы из 84 наименований и 4 приложений. Объем работы составляет 88 страниц машинописного текста, 18 рисунков и 18 таблиц.
