Газ является спутником нефти и его присутствие в последней изменяется в широких пределах. Количество газа, выделяющегося из жидкости в процессе ее движения по стволу скважины, является величиной переменной и зависит от термодинамических условий и характеристики газожидкостной смеси. Следовательно, плотность смеси также меняется, что подтверждается кривыми распределения давления, полученными исследователями в разных нефтяных регионах. В области приема ЭЦН нарушение термогидродинамического равновесия системы усиливается.
Установлено, что коэффициент сепарации (отношение объема газа, ушедшего в затрубное пространство, к общему объему газа у приема насоса) зависит от дебита жидкости, зазора между двигателем и обсадной колонной и относительной скорости газа в жидкости. В БашНИПИнефти была получена аналитическая зависимость для определения коэффициента сепарации Кс для скважин с дебитом 50-350 м3/сут:
где Ож ~ количество жидкости, поступающее в насос; RK, RK -радиус соответственно эксплуатационной колонны и приема насоса; (3 = VT/(VT + £)ж) - объемное расходное газосодержание в потоке непосредственно перед поступлением жидкости во всасывающее устройство насоса; VT - количество газа, поступающего в насос; ют в - скорость всплывания пузырьков газа в жидкости.
Таким образом, при определении расположения УЭЦН в скважине в насос всегда будет поступать жидкость с растворенным в ней или выделившимся газом.
Влияние газа в рабочих органах насоса проявляется, во-первых, в ухудшении энергообмена между рабочим колесом и жидкостью и, во-вторых, в создании условий для интенсивного выделения газа из жидкости. Последнее приводит к коалесценции пузырьков газа в каналах рабочего колеса, образованию газовых каверн, значение которых соизмеримо с
сечением канала. И в первом, и во втором случае параметры работы насоса ухудшаются.
Появление газа в водонефтяной смеси (при высокой обводненности продукции скважины) также изменяет свойства последней и поведение рабочей характеристики насоса. Значение оптимального газосодержания дополнительно будет зависеть от свойств нефти и содержания воды в смеси.
С целью повышения эффективности эксплуатации скважин, оборудованных УЭЦН, на промыслах ОАО "Оренбургнефть" постоянно проводятся комплексные научно-исследовательские работы как промысловыми работниками, так и работниками научно-исследовательских институтов.
ОАО "Оренбургнефть" эксплуатирует более 90 месторождений с 288 залежами. Понятно, что такое количество месторождений и эксплуатируемых объектов характеризуется разнообразием геолого-физических условий и свойств пластовых флюидов и, в частности, большим диапазоном в изменении газового фактора. Диапазон изменения газового фактора нефтей по месторождениям, разрабатываемым НГДУ: "Бузулукнефть" 20-395 м3/м3; "Сорочинскнефть" 23-525 м3/м3; "Бугурусланнефть" 8-94 м3/м3; "ЮжОренбургнефть" 450-5000 м3/м3.
Газовый фактор имеет большое значение при выборе способа эксплуатации и проектировании оптимального режима работы системы пласт - скважина. Указанные факторы осложняют условия эксплуатации и требуют индивидуального подхода, если не к каждой скважине в отдельности, то к группе однотипных скважин на одном объекте разработки в целом.
Известны следующие методы борьбы с газом в скважинах, эксплуатируемых УЭЦН [85]:
спуск насоса в зону, где давление на приеме обеспечивает оптимальную подачу насоса и устойчивую его работу;
применение сепараторов различных конструкций;
монтаж на приеме насоса диспергирующих устройств;
принудительный сброс газа в затрубное пространство;
применение комбинированных насосов.
Краткая характеристика перечисленных методов приведена ниже.
Создание на приеме насоса давления, равного давлению насыщения нефти газом или близкого к нему. Метод широко распространен, так как прост технологически и организационно. Однако данный метод является неэкономичным, поскольку для его осуществления требуется спуск насоса на большие глубины. В частности, для Зайкинского месторождения - это величины, соизмеримые с глубиной скважины. Последнее связано с
затратами на насосно-компрессорные трубы, кабель, электроэнергию и спускоподъемные операции, а иногда и невыполнимо по техническим причинам.
Комментариев нет:
Отправить комментарий