Проектирование, диагностика и оптимизация работы установок электроцентробежных насосов. Технологический режим работы скважин. Исследование работы УЭЦН

Отличительная особенность установок погружного центробежного (УЭЦН) - перенос первичного двигателя в скважину к насосу.

Область применения - это высокодебитные, обводненные, глубокие и наклонные скважины с дебитом 25-1300 м3/сут и высотой подъема 500-2000 м.

Расчет пространственных параметров скважины. Профиль скважины по данным инклинометрии задается точками с фиксироанным расстоянием от устья скважины и значения зенитного и азимутного угла.

Выбор интервала установки ЭЦН в наклонно-направленных и искривленных скважинах проводится для кадого типоразмера УЭЦН с условием вписываемости насоса в выбранный интервал без изгиба.

Выбор погружного электродвигателя к УЭЦН. условие охлаждения ПЭД обеспечивается при определенной нагрузке УЭЦН в зависимости от внутреннего диаметра обсадной колонны. Минимально допустимая скорость движения охлаждающей жидкости для каждого типоразмера ПЭД определяется по каталогу «Установки погружных насосов для нефтяной промышленности»

Расчет распределения давления в НКТ. Прогнозирование режима работы нефтяных скважин в значительной степени зависит от распределения давления при подъеме газожидкостной смеси в НКТ. Для этого снала рассчитывают:

поинтервальную плотность газожидкостной смеси

поинтервальный градиент давления

глубину, соответствующую интервалу изменения

определение профиля НКТ

определение газонасыщенности на приеме

Расчет распределения давления в НКТ наклонно-направленной скважины проводится с учетом угла отклонения скважины от вертикали.

Давление на выкиде насоса определяется по кривой распределения давления и соответствует глубине подвески насоса. По кривой распределения давления определяется давление на выкиде насоса на глубине подвески и давление фонтанирования в интервале перфорации.

Расчет давления на забое. Р_з= Р_пл – (Q/К)

Расчет напора Р_нас = Р_ф - Р_з

Необходимый напор насоса в метрах Н_нас=Н_д +(Р_у/ρ_жg)

Выбор насоса и определение глубины подвески его с помощью напорных характеристик

При совпадении или приближении необходимого напора к напору ЭЦН по характеристике – насос считается выбранным. При подборе УЭЦН к скважине, вводимой из бурения, выбирается минимальное забойной давление.

Глубина подвески ЭЦН может определятся погружением насоса под динамический уровень или предельным газосодержанием на приеме ЭЦН.

Дебит скважины Q= K (P_пл – P_з ^min)

Коэффициент продуктивности К= Q/(P_пл – P_з)

Оптимизация ЭЦН:

- выявление фонда скважин для проведения технологических мероприятий по оптимизации работы скважин и оборудования

- подбор установок ЭЦН к скважинам и выдача рекомендаций по оптимизации

- внедрение рекомендаций

Критерием для оценки оптимального режима системы скважина – насос является величина коэффициента подачи насоса 0,7≤ К_под ≤1,1 и степень использования добывных возможностей скважины, определяемые динамическим уровнем. Если К_под находится в интервале 0,7≤ К_под ≤1,1, а динамический уровень высокий, то оценивается возможность подбора более высокопроизводительного насоса. Если К_под < 0,7, динамический уровень низкий, то оценивается возможность подбора менее производительного насоса или ШГН.

Исследование скважин, оборудованных УЭЦН

С целью установления и поддержания оптимальных режи­мов работы скважин погружными насосами необходимо исследо­вать их на приток. Учитывая, что центробежный насос после его спуска в скважину и заполнения НКТ до устья при закрытии задвижки на выкиде разовьет напор: , гдеh₁ – расстояние от устья до статического уровня, м;

После этого задвижку открывают и дают насосу нормаль­но работать, замеряя при этом дебит скважины, пока три заме­ра не будут идентичными, что указывает на установившийся режим работы скважины при соответствующем в этой скважи­не динамическом уровне. Затем задвижку закрывают и вновь замеряют давление Р₂ и последнее перед этим значение деби­та Q. I

Напор, создаваемый насосом в новых условиях, будет равен , гдеh₂ – неизвестное расстояние от устья до динамического уровня.

Учитывая, что напор остается неизменным, получаем где

Отсюда, зная h₁, Р₁, Р₂ и ρ, можно определить h₂, а также и коэффициент продуктивности К в м³ на 1м понижения уровня (удельный дебит): .

В итоге при трех-четырех режимах строят индикаторную кривую и определяют коэффициент продуктивности скважины.