header
ecnblog
ecncentr

Подбор УЭЦН

Методика подбора УЭЦН

ecnbloger1
ecnbloger2
ecnbloger3
барабан с кабелем установка ЭЦН
играть браузерные игры
сайт знакомств фотострана
Добыча нефти УЭЦН OIL-ECN.RU  © 2013-2021 | Подбор УЭЦН методика расчет типразмера комплектация |
Подбор УЭЦН начинается с определения коэффициента продуктивности скважины. Очень важно определить реальную продуктивность скважины, поскольку компоновка УЭЦН подбирается именно на  определенную производительность скважины. Для определения этого параметра необходимо проводить снятие КВУ или проведение геофизических исследований. Если такие исследования в необходимый момент не могут быть проведены по каким либо причинам, то надо поинтересоваться в геологическом отделе, не проводились ли раньше эти исследования. И наконец, если и этих данных нет, то можно воспользоваться параметрами работы скважин и рассчитать Кпрод  по формуле Дюпеи:
Кпрод = Qж / (Рпл – Рзаб)                               (1)

где Кпрод – коэффициент продуктивности скважины, м3/(сут*атм);
Qж – дебит по жидкости, м3/сут;
Рпл и Рзаб – соответственно забойное и пластовое давления, атм;

Рзаб = ((rн*(1-n)+ rв*n)*9,81*(Нскв – Ндин)*cosa + Рзат)/105         (2)

где rн и rв – соответственно плотности нефти и воды, кг/м3;
n – обводненность скважины, дол.ед.;
Нскв – реальная глубина скважины, м;
Ндин – динамический уровень в скважине, м;
cosa - угол отклонения от вертикалии, град;
Рзат – давление в затрубном пространстве, атм.
Пластовое давление определяется по карте изобар.
Следующим шагом методики подбора УЭЦН после определения продуктивности скважины, является выбор производительности скважины на которую мы хотим подобрать УЭЦН. Сегодня, когда оптимизация работы скважин является актуальным вопросом, выбор производительности должен быть основан на получении максимально-возможной  отдачи при соблюдении оптимальной работы насоса. Ограничивающими факторами являются:
• глубина спуска насоса (стандартный кабель 2200м, значит не более 2180 м);
• погружение насоса под динамический уровень (давление на приеме насоса должно быть не менее 45 атм и содержание газа не более 12 % об.).
Обводненность, %0-2020-4040-6060-80Более 80
Глубина погружения под динамический уровень, м900800700600500
Но необходимо иметь в виду, что в затрубном пространстве содержится большая  доля нефти из-за ее легкого удельного веса по сравнению с водой, поэтому из полученного опыта следует брать уровень над приемом насоса не менее 800 м.
Исходя из этих ограничивающих параметров выбираем глубину погружения насоса по инклинометрии близкую к значению 2180м. (темп набора кривизны не более 1,5° на 10 м, азимут не более 3-х минут на 10 м).
Далее рассчитываем необходимый динамический уровень, при котором условия для работы насоса будут нормальными:
Ндин = (Lп-Нп/cosa)                                                   (3)

где Lп- глубина спуска насоса,м;
Нп – необходимый уровень жидкости над приемом насоса в зависимости от обводненности, м;

При известном динамическом уровне, зная среднюю плотность жидкости в затрубном пространстве, легко рассчитать  забойное давление.

Рзаб =   (rн*(1-n)+ rв*n)*9,81*(Нскв-Ндин)* cosa                              (4)

Таким образом, мы подошли к расчету производительности, на которую будем подбирать УЭЦН:
Q = Кпрод * (Рпл – Рзаб)                                       (5)

Далее идет расчет необходимого  напора, позволяющего поднять жидкость на поверхность и доставить ее до ДНС.

Н= Ндин + Нтр+Нустье – Нг                                     (6)

гдеНтр – напор на потери трения в НКТ, м;
Нустье – напор на потери трения на участке устье  - ДНС, м;
Нг – полезная работа выделяющегося из жидкости газа в НКТ, м.

Потери на трение:
Нтр = l * L*((Qн*)/86400*f)2/(d*2*9,81)                           (7)

где bн и bв – коэффициенты объемного расширения, дол.ед.
d – внутренний диаметр НКТ, м;
f – площадь сечения НКТ, м;

l определяется по числу Рейнольдса  Re= Qж/f*d*r/m и по коэффициенту шероховатости (справочная величина).
Обычно, величина потерь на трение с небольшой вязкостью составляет около 100 м.

Потери на трение на участке устье - ДНС
Нустье =  Рустье / (rн*(1-n)+ rв*n)*9,81                                 (8)

Рустье – давление на устье, необходимое для дальнейшей транспортировки жидкости от скважины до ДНС с учетом потерь на трение, атм.
Для расчета берем Рустье не менее 15 атм или Нустье = 150 м.

Работа газа рассчитывается по следующей формуле:
Нг = 1/(rж*9,81)*(Го-a*((Рнас+Ру)/2-Ро)*(1-n)*Ро*ln((Рнас+Ро)/(Ру+Ро))  (9)

где Ро –атмосферное давление, Па;
Го –газовый фактор, м3/м3;
h - к.п.д. (в зависимости от обводненности – 0,8…0,5), дол.ед.;
a - коэффициент растворимости газа, м3/Па;
Работу газа можно принять равной при обводненности 0 %  - 65 м
при обводненности 50 % - 34 м
при обводненности 90 % - 7 м
Таким образом, можно рассчитать требуемый напор . Однако при этом необходимо учитывать, что если в качестве глушения  жидкости выбрана вода, то при ВНР будет идти откачка чистой воды и соответственно напора установки, рассчитанной на среднюю плотность откачиваемой жидкости может не хватить. Поэтому в этом случае с целью ВНР УЭЦН следует рассчитывать на обводненность 100 %.
Таблица №1 Глубина погружения УЭЦН в зависимости от обводненности скважины
1. Подбор  УЭЦН к скважине осуществляется при вводе из бурения, переводе на механизированный способ добычи, при оптимизации  отбора скважинной жидкости, при проведении работ, связанных со спуском УЭЦН в скважину                                                                                                          с применением программных продуктов для подбора УЭЦН.

Условия подбора УЭЦН к скважине

2. Условия подбора УЭЦН к скважине определяются следующими данными:
• коэффициент продуктивности скважины,
• пластовое давление (с давностью не более 3-х месяцев до начала ремонта),
• конструкция эксплуатационной колонны по диаметру и толщине стенок обсадных труб, наличие металлических пластырей и других элементов, сужающих колонну, препятствующих и затрудняющих спуск ЭЦН,
• инклинограмма ствола скважины,
• % обводненности пластового флюида,
• газовый фактор, давление насыщения, линейное давление в системе нефтесбора
.
3. Ответственность за достоверность информации о пластовом давлении, коэффициенте продуктивности и конструкции колонны несет геолог ЦДНГ.

4. Служба супервайзинга уточняет совместно с цехом ДНГ геолого-технические данные по скважине (диаметр эксплуатационной колонны, наличие металлических пластырей и других элементов, сужающих колонну, препятствующих и затрудняющих проведению ремонта скважины, случаи не прохождения шаблона).

Расчет типоразмера УЭЦН

1. Расчет типоразмера УЭЦН производится по компьютерным программам подбора УЭЦН, согласованным ЗАО «ЮКОС ЭП». На основании полученных данных и типовой схемы комплектации технолог ЦДНГ производит подбор  компоновки УЭЦН для спуска в скважину. Для правильного расчета  подбора и комплектации УЭЦН, проводит анализ режимов работы и причины отказов предыдущих УЭЦН. На данном этапе необходимо обратить особое внимание, на анализ работы предыдущих установок электроцентробежных насосов, так как в 90 % случаев причину отказа установки можно предположить еще до спуска УЭЦН в скважину. На основе проведенного анализа ЦДНГ совместно со службой супервайза планирует необходимый объем дополнительных  работ во время ПРС.

2. В процессе подбора необходимо  учитывать, что глубина спуска УЭЦН должна на 300-400 м превышать развиваемый установкой напор (кроме обводненных более чем на 90 % скважин). В случае если по скважине ожидается значительный вынос мех. примесей или отложение солей в насосе, допускается спускать УЭЦН без обратного клапана - для возможности последующей промывки/обработки насоса через НКТ.
Выбор комплектации УЭЦН
1. Выбор комплектации УЭЦН производится на основе типовой схемы комплектации УЭЦН для каждого объекта разработки нефтяных месторождений.

2. Результаты подбора, в которых указывается глубина спуска ЭЦН; типоразмер УЭЦН; исполнение узлов ЭЦН (термо, коррозионно, износостойкое исполнение); конструкция кабельной линии; наличие газосепаратора и фильтра для защиты от механических примесей; расчетный суточный дебит; расчетный динамический уровень; максимальный темп набора кривизны в зоне спуска и на участке подвески УЭЦН; а также особые условия эксплуатации - высокая температура жидкости в зоне подвески, расчетное процентное содержание свободного газа на приеме насоса, мех примеси, соли, наличие углекислого газа и сероводорода в откачиваемой жидкости; согласуются региональными менеджерами геологической и технологической службы, после чего один экземпляр передается в сервисную организацию «ЭПУ», а второй - цеху добычи ЦДНГ. Персональную ответственность за правильность подбора УЭЦН несет ведущий технолог цеха добычи.
3. На основании полученных данных, скорректированного объема работ по скважине и рассчитанного оборудования, технологической службой ЦДНГ составляется «план – задание» на ремонт скважины бригадой ТКРС.

4. После получения результатов подбора УЭЦН к скважине сервисная организация «ЭПУ» принимает заявку на монтаж данной УЭЦН и определяет тип двигателя, гидрозащиты, кабеля, газосепаратора и наземного оборудования, необходимых для комплектации в соответствии с действующими ТУ и руководством по эксплуатации УЭЦН. «ЭПУ» при необходимости производит замену наземного оборудования в соответствии с комплектацией УЭЦН. Ответственность за своевременную замену наземного оборудования несет заместитель начальника цеха добычи. В случае если при этом выясняется невозможность по каким-либо причинам эксплуатации расчетной УЭЦН в данной скважине, окончательное решение о спуске в нее УЭЦН может дать в письменном виде под личную ответственность начальник ЦДНГ.
Повышение качества на этапе подбора УЭЦН к скважине
1. После проведения ремонта и вывода скважины на режим технолог цеха совместно с геологом сравнивает фактические данные работы ЭЦН (дебит жидкости, динамический уровень) с расчетными параметрами. В случае не достижении расчетного дебита определяется предполагаемая причина отклонения и проводятся мероприятия повышения качества на этапе подбора УЭЦН к скважине. Производится перерасчет потенциала скважины. При необходимости производится опрессовка лифта, промывка УЭЦН, оптимизация рабочего напряжения и частоты ПЭД. Проверка АГЗУ.

2. Для увеличения точности расчетов УЭЦН по результатам анализа выводных данных геолог - технологической группой ЦДНГ вносятся скорректированные значения корреляционных поправок для использования в расчетах для других скважин.
Проверка расчета вывода скважины на режим или преждевременного отказа УЭЦН
Проверку расчета вывода скважины на режим или при преждевременном отказе УЭЦН проводят по следующей методике:

1. По данным предыдущей эксплуатации УЭЦН  ( Q ж ;  Н дин ;  Р пл ) определяется коэффициент продуктивности скважины.

К пр   =   Q  /  ( Р пл – Р заб )                                                        (1)

Для вновь вводимых скважин  К пр  определяется по результатам гидродинамических исследований.
2. Исходя из значения забойного давления, определяется динамический уровень

Н верт дин   =   Н верт пласта – [( Р опт заб – Р затр ) * 10 ] / r см   (2)

где   r см – удельный вес газожидкостной смеси ? скважине, ( г / см3 ).
3. Из инклинограммы скважины определяется среднее значение COS a  угла отклонения ствола скважины от вертикали.

COS a    =   Н верт пласта  /  Н пласта по стволу      (3)
4. Определяется  динамический уровень по стволу скважины

Н дин   =   Н дин по вертикали  /  COS а        (4)
5. Вычисляется глубина спуска установки по стволу скважины

Н спуска   =   Н дин по стволу  +  ( Н погр под уровень  /  COS а )     (5)
6. Вычисляется планируемый дебит скважины при  Р оптимальном забойном

Q планируемый   =   К пр  *  ( Р пластовое – Р опт заб )       (6)
7. Определяется требуемый напор УЭЦН

Н  =   Н дин по вертикали  +  дельта  Н         (7)

где дельта  Н – поправка напора на вероятностную характеристику насоса, потери на трение и др. Для насосов производительностью : 20  -  50   м3 / сут. дельта  Н  =  250 метров; 80  -  125 м3 / сут. дельта  Н  =  180 метров; 200 и более дельта  Н  =  100 метров.
8. Подбор УЭЦН к скважине – строго  индивидуальная операция, при этом необходимо руководствоваться таблицей 2 - рекомендациями по выбору конструкций кабелей для УЭЦН.
Таблица №2 Рекомендуемые конструкции кабелей УЭЦН по условиям эксплуатации
Требования по условиям эксплуатацииРекомендуемые конструкции кабелей
Устойчивость к повышенному газосодержанию в скважинной жидкости         Кабели с изоляцией из полиэтилена высокой плотности ( в т.ч. сшитого) или полипропиленовой изоляцией, а также кабели со свинцовыми оболочками жил.
Устойчивость к воздействию химически агрессивных скважинных средств.         Кабели со свинцовыми оболочками жил, в броне из нержавеющей стали, монель-металла или бронзы.
Температура воздуха на поверхности при перемотках и динамических изгибах кабеля, 0C:

                                         до - 40



                                         до -51



          Кабели с полипропиленовой, полиэтиленовой и фторопластовой   изоляцией (конкретные ограничения по морозостойкости устанавливаются производителем).

         Кабели с изоляцией из этиленпропилендиенового каучука ЕPDM.
Рабочая температура изоляции, 0С

                                        до 90

                                        до 95

                                        до 110

                                        до 120

                                        до 160

                                        до 230


        Кабели с изоляцией из полиэтилена высокой плотности.

         Кабели с полипропиленовой изоляцией.

         Кабели с изоляцией из модифицированного полипропилена.

         Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена высокой плотности.

         Кабели с изоляцией из фторсополимера.

         Кабели с изоляцией из этиленпропилендиенового каучука ЕPDM.
                             Содержание

01. Подготовка к запуску УЭЦН
02. Условия подбора УЭЦН расчет типоразмера
03. Комплектация УЭЦН тестирование и выходной контроль
04. Пробный пуск УЭЦН
05. Вывод на режим скважины с УЭЦН
06. Настройка защит на СУ скважин с УЭЦН
07. Вывод скважины на режим с ЧРП частотным преобразователем
08. Аварийные остановки УЭЦН
09. Уставки СУ станций управления УЭЦН
Запуск УЭЦН  >  Подбор УЭЦН  > Комплектация УЭЦН  >  Пробный запуск УЭЦН  >Вывод на режим УЭЦН  >

Вывод на режим с ЧРП  > Настройка защит на СУ УЭЦН  > Значения уставок на СУ УЭЦН> Аварийные остановки УЭЦН