Введение к работе
Актуальность работы.
Одним из основных в нефтедобывающей промышленности России является способ эксплуатации скважин с помощью установок электроцентробежных насосов (УЭЦН), которыми в настоящее время добывается более 70 % нефти в нашей стране. К примеру, в ОАО «Юганскнефтегаз» установками ЭЦН поднимается на поверхность 98% всей добытой нефти.
Значительная доля скважин, оборудованных электроцентробежными насосами (ЭЦН) эксплуатируются при высоких входных газосодержаниях, что приводит к существенному снижению развиваемого давления и подачи скважинной продукции. Нередки случаи, когда повышенное газосодержание на приеме насоса приводит к срыву подачи.
Существуют различные способы защиты ЭЦН от отрицательного влияния свободного газа на его работу. Анализ показал, что наиболее эффективным способом защиты ЭЦН от вредного влияния газа является применение газосепараторов центробежного типа.
Известные конструкции газосепараторов центробежного типа, как отечественных, так и зарубежных, являются недостаточно надежными или эффективными в широком диапазоне подач насосов. Применение газосепаратора приводит также к уменьшению полезной работы газа в насосно-компрессорных трубах (НКТ), поскольку отсепарированный на приеме насоса газ отводится в кольцевое пространство скважины. Поэтому важным является вопрос, при каких условиях применения газосепаратора повышает эффективность работы системы «насос-лифт» в целом, а при каких нет. Цель диссертационной работы.
Целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности эксплуатации скважин установками погружных
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ |
БИБЛИОТЕКА ]
С. Петербург V (
' » т*«т [
электроцентробежных насосов (УЭЦН) при откачке газожидкостных смесей
(ГЖС).
Основные задачи исследований.
-
Исследование характеристик погружных насосов с открытолопастными колесами при откачке газожидкостной смеси;
-
Проведение стендовых испытаний серийно выпускаемых центробежных газосепараторов к ЭЦН;
-
Разработка схемы газосепаратора центробежного типа нового поколения и создание на его базе эффективных газосепараторов и газосепараторов - диспергаторов к насосам групп 4,5, SA и 8;
-
Расчет основных элементов газосепараторов и газосепараторов -диспергаторов;
-
Исследование влияния основных технологических факторов на параметры работы газосепараторов и газосепараторов диспергаторов;
-
Оценка эффективной области применения разработанных газосепараторов и газосепараторов - диспергаторов;
-
Практическая проверка разработанных технических решений на нефтепромыслах РФ.
Методы решения поставленных задач
Решение указанных проблем выполнено автором теоретически и экспериментально: в лабораторных и промысловых условиях.
Стендовые испытания ступеней насосов и центробежных газосепараторов проведены в лаборатории кафедры РиЭНМ РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина на специальном модернизированном стенде. Необходимые расчеты выполнены с использованием современных ЭВМ.
t
Промысловые исследования по определению эффективности разработанных новых конструкций центробежных газосепараторов проводились на скважинах нескольких месторождений акционерных обществ «Самотлорнефтегаз», «Юганскнефтегаз» и «Южоренбургнефть». Научная новизна работы
-
Разработаны новые эффективные газосепараторы и газосепараторы -диспергаторы к погружным насосам групп 4, 5, 5А и 8. Оптимизирована геометрия кавернообразующего колеса и его расположение относительно ребер сепарационного барабана. Определены параметры основных узлов сепаратора: шнек, колесо, барабаны и т.д.
-
Установлено, что разработанные газосепараторы к УЭЦН по своим параметрам превосходят известные аналоги.
-
Экспериментально установлено, что насосы, оборудованные открытыми колесами, позволяют устойчиво работать в скважинах с высоким содержание свободного газа на приеме.
-
Создан экспериментальный стенд для исследований газосепараторов к высокопроизводительным насосам (более 1000 м3/сут) и предложена методика проведения исследований на данном стенде.
-
На базе промыслового опыта выявлены причины «полетов» центробежных газосепараторов. Разработаны и внедрены в конструкцию газосепараторов рекомендации по борьбе с «полетами».
6. Разработана методика подбора центробежного газосепаратора к УЭЦН.
На разработанные технические решения получены патенты РФ № 2233201,
№ 2233202, № 22418S8 и № 2243416. Практическая значимость
На основе проведенных стендовых исследований рекомендованы к серийному выпуску насосы с открытолопастными ступенями. Погружные насосы с открытыми колесами будут эффективнее работать в скважинах с
I
высокими значениями газового фактора и коллоидно-взвешенных частиц (КВЧ), а также можно рекомендовать для освоения скважин после ГРП, т.к. данный тип колес менее подвержен засорением проппангом и механическими примесями.
Испытаны серийно выпускаемые газосепараторы отечественного и зарубежного производства, получены их рабочие характеристики и даны рекомендации по дальнейшему их использования в нефтяной промышленности РФ.
В результате промысловых испытаний в 15 скважинах НГДУ «Южоренбургнефть», ОАО «Юганскнефтегаз» и ОАО «Самотлорнефтегаз» разработанных газосепараторов - диспергаторов получен общий прирост дебита по нефти 370 т/сут, по сравнению с предыдущей эксплуатацией, за счет перевода скважин из бездействия в постоянный режим работы.
Проведенные стендовые и промысловые исследования установили преимущества разработанных газосепараторов - диспергаторов, которые рекомендованы к серийному производству.
Разработана методика подбора центробежных газосепараторов к УЭЦН.
На сегодняшний день разработанные газосепараторы к насосам группы 4 производятся в ОАО «ОКБ БН КОННАС», газосепараторы -диспергаторы к насосам группы 5 и 5А серийно выпускаются в ЗАО «НОВОМЕТ-Пермь» и газосепараторы - диспергаторы к насосам группы 8 производятся в ОАО «АЛ НАС» (г. Альметьевск). Апробация работы.
Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались:
на 54-й межвузовской студенческой научной конференции «Нефть и газ 2000», Москва, 19-21 апреля, 2000 г., РГУ нефти и газа им. И. М.Губкина;
на I, II, III фестивале научно — технического творчества молодежи Москвы и Московской области, Москва ВВЦ, 24-27 мая 2001 г., 4-7 июля 2002 г. и 7-Ю июля 2004 г.;
на IV и VI Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой промышленности», г. Москва, РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 25-27 сентября 2001 г. и 27-30 сентября 2005 г.
на межрегиональной молодежной научной конференции "Севергеотех -2002", г. Ухта, 19-21 марта, 2002 г.;
на всероссийской научной конференции молодых исследователей «Шаг в будущее» с международным участием, Москва, 15-19 апреля 2002 г., МГТУ им Н.Э. Баумана;
на XII научно-практическая конференция молодых учёных и специалистов, г. Тюмень, 14-16 мая 2002 г.;
на международной научной конференции «Современные проблемы нефтеотдачи пластов - 2003», Москва, 19-23 мая, 2003 г, РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина;
на Всероссийской научной конференции «Молодежная наука нефтегазовому комплексу», Москва, 30-31 марта 2004 г., РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина;
на V научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ОАО «ЛУКОЙЛ», Москва, 9-11 ноября 2005 г., РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина;
на заседаниях кафедры разработки и эксплуатации нефтяных месторождений РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, а так же на заседаниях научно - технических советов ОАО «НК «РОСНЕФТЬ», ОАО «ЛУКОЙЛ», ОАО «Юганскнефтегаз», ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «Самотлорнефтегаз», ОАО «ОКБ БН-КОННАС», ОАО «РИТЭК», НК «Сибнефть».
Публикации
По теме диссертации опубликовано 30 печатных работ, из них 11 в материалах научных конференций. Объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем диссертационной работы составляет 115 страниц машинописного текста, 85 рисунков и 10 таблиц. Библиографический список использованной литературы состоит из 170 наименований. Приложение занимает 39 страниц, из них 1 рисунок, 4 таблицы и 15 документов о внедрении. Благодарность
Автор выражает свою искреннюю благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Дроздову А.Н., а также членам кафедры разработки и эксплуатации нефтяных месторождений, во главе с их лидером профессором И.Т. Мищенко за оказанную помощь и ценные советы при выполнении всех этапов работы. Особая благодарность выражается сотрудникам центра Н'П'М «СМЕНА» РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина за помощь в проведении экспериментальных и промысловых исследований.
Похожие диссертации на Повышение эффективности эксплуатации скважин погружными центробежными насосами при откачке газожидкостных смесей
