Регистрация / Вход
Прислать материал

Анализ эксплуатации скважин в режиме периодического кратковременного включения и разработка рекомендаций по оптимизации установки электроцентробежного насоса

Сведения об участнике
ФИО
Цивелев Кирилл Валерьевич
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о Земле, экология и рациональное природопользование
Раздел области наук
Поиск, разведка, разработка месторождений и добычи полезных ископаемых и их добыча
Тема
Анализ эксплуатации скважин в режиме периодического кратковременного включения и разработка рекомендаций по оптимизации установки электроцентробежного насоса
Резюме
Данная работа посвящена анализу технологической и экономической эффективности применения режима периодического кратковременного включения, а также разработке рекомендаций по времени цикла работы скважины и подбору погружного оборудования. На основе комплексного литературного анализа проведено исследование механизированных способов добычи, применяемых при эксплуатации малодебитных скважин, и рассчитано оптимальное время цикла работы скважины в режиме периодического кратковременного включения, что приводит к увеличению дебита жидкости.
Ключевые слова
Электроцентробежные насосы, малодебитный фонд скважин, периодическое кратковременное включение
Цели и задачи
Целью данной работы является анализ технологической и экономической эффективности применения режима периодического кратковременного включения (ПКВ), а также разработка рекомендаций по времени цикла работы скважины и подбору погружного оборудования на примере одного из нефтяных месторождений Томской области
Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:
- изучение геологического строения данного месторождения;
- изучение малодебитного фонда скважин;
- рассмотрение причин применения режима ПКВ;
- изучение проблем при использовании режима ПКВ и их решение;
- расчет времени накопления и работы в режиме ПКВ;
- расчет характеристик насоса в программном обеспечении;
- расчет эксплуатационных расходов для применения режима ПКВ;
- расчет экономической эффективности.
Введение

В данной работе к малодебитным скважинам будут относиться скважины с дебитом жидкости менее 30 м3/сут, так как с этим значением связаны границы использования разных способов механизированной добычи. В Западной Сибири подобные скважины эксплуатируются установками электроцентробежных насосов (УЭЦН). Причем используется как непрерывная эксплуатация с использованием УЭЦН с малой производительностью, так и эксплуатация в режиме периодического кратковременного включения, когда номинальная производительность УЭЦН в 3-5 раз больше потенциального дебита скважины при целевом забойном давлении. 

Объект выполнения работы: нефтяное месторождение, расположенное в Томской области. Предметом исследования является малодебитный фонд скважин.

Методы и материалы

Методы проведенных исследований: аналитические расчеты, моделирование. Аналитические расчеты выполнялись по двум методикам: расчет режима работы по данным продуктивности скважин и расчет цикла работы скважины по изменению динамического уровня. Наиболее предпочтительным является расчет режима периодического кратковременного включения при помощи кривой восстановления уровня, так как именно эти данные ложатся в основу цикла работы скважины, но не всегда по скважинам имеется необходимая информация для данной методики.

Для выполнения работы использовались следующие материалы:

1. Мероприятия по снижению удельного расхода электроэнергии на месторождениях Газпромнефть-Восток на 2015 год;

2. Технологический режим рассматриваемого месторождения. – июнь, 2015;

3. Фонд нефтяных скважин за июнь 2015 по изучаемому месторождению;

4. Инструкция по применению режима периодического кратковременного включения на малодебитном и осложненном фонде: ООО «Газпромнефть НТЦ»

Описание и обсуждение результатов

Эксплуатация скважин в режиме периодического кратковременного включения (ПКВ) заключается в том, что откачка жидкости из скважины чередуется с ее накоплением в скважине. В скважины с притоком до 30 м3/сут спускается УЭЦН, производительность которого в 3-5 раз превышает данный приток. Ударные пусковые перегрузки устраняются за счет «мягкого» безударного пуска УЭЦН при помощи преобразователя частоты. При применении данного режима повышается энергоэффективность малодебитного фонда скважин. Это связано с тем, что более мощные по производительности насосы имеют более высокий КПД в сравнении с низкопроизводительными насосами. Режим ПКВ позволяет увеличить межремонтный период работы скважин. В отличие от непрерывного способа эксплуатации скважин, при эксплуатации скважин в режиме ПКВ насос работает только часть времени, а остальное время отключен, следовательно, не изнашивается. Стоит отметить, что низкие показатели межремонтного периода эксплуатации малодебитных скважин при эксплуатации низкопроизводительными насосами часто связаны с солеотложениями и механическими примесями. Это объясняется маленькими диаметрами проходного сечения в этих насосах. В свою очередь, можно сделать вывод, что режим ПКВ также помогает бороться с механическими примесями и солеотложениями, так как более мощные насосы имеют больший диаметр проходного сечения.

Максимальный дебит при работе в периодическом режиме достигается при минимальном росте динамического уровня после прекращения его откачки, то есть при минимальном времени накопления. Это связано с тем, что забойное давление будет составлено уровнем жидкости, максимально близким к целевому уровню. Целевое забойное давление – это минимальное давление, которое достигается в конце цикла откачки жидкости из скважины.

На рассматриваемом нефтяном месторождении скважины, работающие в режиме ПКВ, эксплуатируются в часовом цикле, то есть сумма времен откачки и накопления составляет 1 час. По расчетам, выполненным в данной работе, следует вывод, что уменьшение времени работы цикла скважины, может привести к увеличению дебита по жидкости на 2-4% за счет уменьшения целевого забойного давления. В данном случае увеличивается вероятность отказа оборудования в результате более частых пусков УЭЦН в связи с пусковыми нагрузками, но использование преобразователей частоты решает эту проблему.

В дальнейшем планируется практически опробовать увеличенное количество пусков на малодебитном фонде скважин и проверить фактически изменение дебита. Если результат окажется положительным, то также надо будет рассмотреть фактическое изменение межремонтного периода работы скважины.

Используемые источники
1. Лапшин А.А. Эксплуатация малодебитных скважин с УЭЦН в периодическом режиме. ОПИ оборудования с широкой рабочей характеристикой: производственно-технический научный журнал «Инженерная практика». – Москва: Изд-во «Энерджи Пресс», ноябрь, 2014. – с. 14-20.
2. Якимов С.Б. Состояние и перспективы использования технологий эксплуатации малодебитных скважин в ОАО «НК «Роснефть»»: производственно-технический научный журнал «Инженерная практика». – Москва: Изд-во «Энерджи Пресс», ноябрь, 2014. – с. 4-12.
3. Документация по оборудованию REDA EZline: Schlumberger, 2007. – с. 51.
4. Инструкция по применению режима периодического кратковременного включения на малодебитном и осложненном фонде: ООО «Газпромнефть НТЦ», Санкт-Петербург, 2013. – с. 20.
Information about the project
Surname Name
Tsivelev Kirill
Project title
Analysis of short-term well operation and recommendations for ESP optimization
Summary of the project
In this study low productivity well stock was considered, as well as its exploitation in periodic short-term well operation by means of electric submersible pumps (ESP) on the example of oilfield A.
In most cases oil fields of Western Siberia employ ESP type of operation. During continuous operation of low productivity wells using low productive ESP, which have low efficiency ratio and small diameter of flow throughput cross-section.
Therefore, it is advisable to operate low productivity wells in short-term well operation mode, using ESP with performance of 3-5 times higher than reservoir inflow. Such pumps have the highest efficiency, which increases electric efficiency during operations of such wells. Also, the larger flow throughput cross-section that helps to fight with mechanical impurities and scaling, resulting in increased mean time before failure.
In this paper, the technique of calculating pumping and accumulation times in the periodic short-term well operation mode. It was considered 14 wells which are planned to be converted into analyzing mode in 2016 and based on the example of these wells the economic efficiency have been estimated. Currently, the wells that operate in this mode have one hour cycle regime (the sum of pumping and accumulation time equals 1 hour). In this paper it is shown that the reduction in cycle time results in increased potential production rate by 2-4%. Also, the study reflects potential problems during such mode operations and methods of the mitigation.
To conduct the analysis initial field raw data was obtained from the company including well stock information, technological regulations, monthly production reports, downhole sensors data. The data is sorted and analytical approach is employed to find optimal well operation strategies.
Keywords
electric submersible pump, low productivity well stock, short-term well operation mode