Тренажер эксплуатации скважин в ИРГТУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тренажер эксплуатации скважин в ИРГТУ

Б.Б. Дашижапов

Иркутский государственный технический университет,

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассмотрены особенности процесса добычи нефти при использовании электрических центробежных насосов в условиях Восточной Сибири, применении способа кратковременной эксплуатации скважин (КЭС). Также изучены проблемы, возникающие при КЭС, пути их решения. Рассмотрена работа тренажера эксплуатации скважин (ТЭС).

Ключевые слова: скважина; электрический центробежный насос; продуктивность; кратковременная эксплуатация скважин; тренажер эксплуатации скважин.

Simulator of well operation in ISTU. B. Dashizhapov

The paper considers the characteristics of oil production process when using electric rotary pumps in Eastern Siberia, application of the method of short-term service of wells. The author studies the problems arising from the short-term service of wells and the ways of their solutions, considers the performance of the simulator of wells operation.

Keywords: well; electric rotary pump; productivity, short-term service of wells; the simulator of wells operation.

В последнее время происходит активизация нефтедобычи в Восточной Сибири, что объясняется сразу несколькими причинами. Прежде всего, исчерпание запасов нефти в традиционных нефтегазовых регионах заставляет искать новые перспективные нефтегазоносные провинции, которые обеспечили бы будущее российского нефтегазового комплекса, а Восточная Сибирь может стать регионом, который позволит обеспечить стабильное увеличение добычи нефти и газа в ближайшей перспективе. Кроме того, структура месторождений Восточной Сибири позволяет добывать сразу и нефть, и природный газ. Это уникальная природная особенность региона, которая вполне может быть использована как обоснование новых тенденций в российском нефтегазовом деле.

Восточная Сибирь характеризуется суровыми климатическими условиями, сложными геологическими разрезами. Имеются скважины с повышенным выносом механических примесей, отложением солей, нестабильным притоком, высоким газовым фактором, образованием вязких водонефтяных эмульсий. В таких условиях нефть рентабельно добывать установками электроцентробежных насосов (УЭЦН) способом кратковременной эксплуатации скважин (КЭС). КЭС позволила решить основную проблему, над которой последние 2-3 десятилетия работали производители УЭЦН всего мира, а именно: сокращение объема рынка, связанное с уменьшением дебита скважин вследствие ухудшения структуры запасов нефти и перевода их на эксплуатацию УШГН. Решить данную проблему удалось не созданием УЭЦН малой производительности (этот путь тупиковый), а путем эксплуатации малодебитных и среднедебитных скважин высокопроизводительными УЭЦН (Q ? 80 м3/сут), имеющими наилучшие технические и эксплуатационные характеристики, в кратковременном режиме. Этот момент является основным в КЭС. При КЭС продолжительность откачки жидкости из скважины (5-20 минут) в несколько раз меньше продолжительности накопления жидкости в скважине (0,33 2 часа). Поэтому средняя производительность УЭЦН соответствует дебиту скважин от 5 м3/сут.

Наиболее наглядным и известным техническим аналогом КЭС служат имеющиеся в каждом доме бытовые холодильники, которые также эксплуатируются в кратковременном режиме. Основным преимуществом кратковременной эксплуатации скважин является снижение себестоимости добычи нефти. Это достигается снижением расхода на электроэнергию, повышением объемов добычи нефти, увеличением межремонтного периода (МРП) и т.д. тренажер эксплуатация скважина нефть

Использование КЭС исключает негативное проявление факторов осложняющих эксплуатацию скважин. Также он незаменим на скважинах, введенных в эксплуатацию после бурения и капитального ремонта (КРС). КЭС возвращает в разряд рентабельных весомую долю скважин бездействующего фонда. КЭС является предпосылкой для внедрения IT- технологий и реализации концепции интеллектуализации разработки и эксплуатации нефтяных месторождений с минимальными затратами. По результатам промысловых испытаний в нескольких российских нефтяных компаниях технология КЭС готова к массовому внедрению, которое даст прибыль в сотни миллионов рублей в год.

Повышение квалификации кадров - одна из проблем при внедрении КЭС. Для работы на оборудовании, используемом при КЭС, требуются высококвалифицированные специалисты, имеющие как теоретические знания, так и практические навыки. Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет ставит перед собой задачу подготовки именно таких специалистов. Большая часть студентов кафедры нефтегазового дела имеют возможность получения практических навыков в различных нефтегазовых компаниях. Однако даже работа на реальной нефтяной скважине с реальным насосом не дает студентам достаточных практических навыков.

Объективно всегда существует целый ряд ограничений: нельзя остановить скважину (причина - значительные финансовые потери); отрабатывать вывод скважины на режиме (велика вероятность выхода из строя насоса); экспериментировать с глубинно-насосным оборудованием (дорогостоящий подземный ремонт скважины); менять характеристики пласта и откачиваемой жидкости (это невозможно на одной скважине, требуется проведение занятий в разных регионах); создавать аварийные ситуации и осложненные условия эксплуатации скважины для отработки навыков работы и психомоторных реакций у студентов. К тому же, оператор никогда не увидит, что происходит в пласте, в самой скважине и в насосном оборудовании.

В связи с этим учебный центр ТНК-ВР на базе НИ ИрГТУ приобрел тренажер виртуальных пусковых и эксплуатационных процессов в нефтяных скважинах (рис. 1), оборудованных погружными установками электроцентробежных насосов (УЭЦН). Тренажер предназначен для обучения операторов по добыче нефти и повышения квалификации специалистов на макетах реального наземного оборудования с возможностью отслеживания процессов, происходящих в виртуальной системе «пласт-скважина-УЭЦН-устье скважины». ТЭС должен моделировать и визуализировать работу всей системы.

Рис. 1. Внешний вид тренажера

ТЭС УЭЦН разработан ООО «ЦСМРнефть» Академии наук Республики Татарстан (АН РТ). Тренажер имеет все необходимые сертификаты, несколько опытных образцов уже поставлены российским нефтяным компаниям. ТЭС обеспечен базой данных нефтяных месторождений различных регионов, с характерными для этих мест осложняющими эксплуатацию факторами.

Комплексный тренажер эксплуатации скважин, оборудованных УЭЦН, создан для решения следующего комплекса задач:

v обучение студентов всем необходимым навыкам для работы на скважине в условиях, максимально приближенных к полевым, с эффективной отработкой требуемых психомоторных реакций;

v повышение квалификации и обучение операторов, работающих на эксплуатации скважины, оборудованных электроцентробежными насосами;

v обучение операторов навыкам подбора УЭЦН, пуска, вывода на режим и эксплуатации;

v повышение качества и сокращение времени обучения;

v расчет различных характеристик (гидро- и термодинамических) работы системы «скважина - УЭЦН - пласт», используя методы математического моделирования;

v визуализация процессов, происходящих в скважине, насосной установке и пласте (рис. 2);

v возможность модернизация нефтепромысловой технологии.

Рис. 2. Визуализация моделируемых процессов

Для приобретения практических навыков тренажер ТЭС позволит обойтись без реальных скважин, дорогостоящих насосов и приводов, огромных затрат энергии и времени. В любой момент преподаватель может изменить характеристики пласта, режим работы скважины и создать ситуацию, которая потребует немедленных действий оператора.

Компьютерный тренажер позволяет отрабатывать следующие действия оператора в реальном и ускоренном масштабе времени: запуск и вывод скважины после подземного ремонта и ремонта при наличии неисправности обратного клапана ЭЦН; опрессовка колонны НКТ на подачу ЭЦН; замер статического и динамического уровня; контроль работы ППК АГЗУ; замер буферного, затрубного и линейного давления; включение и выключение станции управления, контроль работы УЭЦН, управление частотным преобразователем; замер дебита скважин с помощью АГЗУ.

Система визуализации ТЭС позволяет увидеть динамическую характеристику насоса, индикаторную линию скважины, распределение давления и температуры в скважине и в насосе, работу замерной установки и газосепаратора и многое другое.

С помощью подобного тренажера можно неоднократно повторять условия работы скважин с абсолютно разными горнотехническими условиями эксплуатации.

Библиографический список

1. Кузьмичев Н.П. О конкретных технологиях, для внедрения которых надо «тренироваться» // Нефть. Газ. Новации. - 2011. - Вып. 5. - С. 8-9.

2. Игревский Л.В. Тренажерный комплекс, дающий возможность поработать на любой скважине мира // Нефть. Газ. Новации. - 2011. - Вып. 5. - С. 6-8.

3. Волков Ю.А. Интеллектуальные тренажеры» для персонала скважин, оборудованных установками УЭЦН // Нефть. Газ. Новации. - 2011. - Вып. 5. - С. 9-10.

4. Волков Ю.А. Центр совершенствования методов разработки нефтяных месторождений // Нефть. Газ. Новации. - 2010. - Вып. 1. - С. 44-45.

Размещено на Allbest.ru