Обоснование выбора способа борьбы с механическими примесями

Размещено на http://www.allbest.ru/

РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СПОСОБА БОРЬБЫ С МЕХАНИЧЕСКИМИ ПРИМЕСЯМИ

А.Р. Салихова

В период эксплуатации скважин рано или поздно приходится сталкиваться с такими явлениями, как появление в продукции механических примесей, отложения на поверхности оборудования солей, продуктов коррозии, парафина, различных смол и асфальтенов, гидратов. Вынос вместе с нефтью механических примесей имеет место во многих нефтедобывающих регионах России и зарубежных стран.

Одно из отрицательных воздействий песка и других твердых частиц на технологический процесс заключается в том, что механические примеси, являясь абразивным материалом, истирают стенки применяемого оборудования, значительно уменьшают ресурс погружных насосов, подъемных труб.

Учитывая тот факт, что доля добычи нефти установками электроцентробежных насосов составляет порядка 70 %, то решение проблемы защиты внутрискважинного насосного оборудования от механических примесей весьма актуально. Положительное решение этой проблемы должно привести к повышению производительности скважин, уменьшению затрат на капитальный и текущий ремонт скважин.

Способы предотвращения или ограничения поступления механических примесей в насосную установку делятся на технические, к которым относятся установка фильтра на приеме скважины, установка фильтра над насосом, и технологические: снижение депрессии на пласт, повышение качества подготовки растворов и закрепление проппанта.

Чтобы определить, какой из способов для борьбы с механическими примесями целесообразно использовать, необходимо понять какие процессы происходят в скважине.

В случае осаждения мелких твердых частиц в газе и жидкости основной характеристикой процесса является скорость осаждения частицы, которая значительно изменяется при изменении структуры движения смеси (капельная/эмульсионная) и в зависимости от обводненности.

В скважине, как правило, имеет место стесненное осаждение частиц. Скорость стесненного осаждения зависит от тех же факторов, что и скорость свободного осаждения, и еще от концентрации песка в жидкости.

Расходная концентрация - это отношение расхода песка к расходу смеси в любом сечении потока. Истинная концентрация - это содержание песка в некотором объёме движущейся (или покоящейся) жидкости, определяемая расчётным путём или по пробам смеси, взятым пробоотборником. Безразмерная скорость потока (отношение скорости потока к скорости свободного осаждения):

С уменьшением скорости восходящего потока жидкости (с уменьшением ), истинная концентрация песка у непрерывно возрастает при прочих одинаковых условиях (размеры зёрен, вязкость жидкости и т.д.).

На графике 1 представлена зависимость истинной концентрации частиц от безразмерной скорости потока для различных значений расходной концентрации.

График 1 Зависимость истинной концентрации частиц от безразмерной скорости потока при у_р=2,5 % и у_р=1,1 %

Зная фракционный состав песка, свойства флюидов (которые изменяются от распределения давления в НКТ), расходную концентрацию песка, а значит и скорость осаждения частиц, и, используя зависимость у (U_бр), можно рассчитать распределение концентрации частиц по длине колонны НКТ:

График 2 Распределение концентрации частиц по длине колонны НКТ до глубины 1000 м при диаметрах частиц d=0,75 мм и d=0,8мм

механический примесь оборудование насосный

Вследствие недостаточной скорости выноса частиц, происходит их накапливание в участках системы «скважина - ЭЦН - подъемник», интенсивность которого зависит от размера частиц, свойств жидкости и их концентрации. Обводненность и газосодержание добываемой продукции также влияют на интенсивность накапливания в ней механических примесей.

В заключении можно сделать вывод, что концентрация механических примесей на своем пути от забоя до поверхности может значительно изменяться при определенных условиях. При выборе способов борьбы с механическими примесями необходимо учитывать свойства и состав добываемой продукции, дебит жидкости, а также фракционный состав механических примесей и их природу.

Список литературы

1. Ляпков П.Д. Подбор установки погружного центробежного насоса к скважине. Учебное пособие. М.: МИНГ, 1987.

2. Минеев А.В., Булчаев Н.Д., Кондрашов П.М. Методы защиты насосного оборудования при добыче пескосодержащей нефти. «Территория НЕФТЕГАЗ», №10/2010.

3. Пирвердян А.М. Защита скважинного насоса от газа и песка. М.: Недра,1986.

Размещено на Allbest.ru