Научная статья на тему 'Энергоиспользование в скважинной добыче нефти'

Энергоиспользование в скважинной добыче нефти Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
106
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СКВАЖИНА / ГАЗОЖИДКОСТНАЯ СМЕСЬ / ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС / СТРУКТУРА ПОТОКА / WELL / GAS-LIQUID MIXTURE / THE CENTRIFUGAL PUMP / STREAM STRUCTURE

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Proshekalnikov Dmitry Vladimirovich, Guryanov Aleksei Ilich, Ali Ahmad Nidgrs Raphia

Предложен метод в определении энергетических затрат и эффективности при эксплуатации добывающих скважин. Определены энергетические затраты при работе подъемников различной конструкции через расчеты динамики движения ГЖС по методу Грона-Оркишевского. Показано, что использование газосепараторов и струйных насосов при работе ЭЦН снижает эксплуатационные затраты до 10%.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Proshekalnikov Dmitry Vladimirovich, Guryanov Aleksei Ilich, Ali Ahmad Nidgrs Raphia

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The method in definition of power expenses and efficiency is offered at operation of extracting chinks. Power expenses are defined at work of lifts of a various design through calculations of dynamics of movement gas-liquid system on a method Gron-Orkishevsky. It is shown that use of gas tanks and jet pumps at work ЭЦН reduces operational expenses to 10 %.

Текст научной работы на тему «Энергоиспользование в скважинной добыче нефти»

Д.В. Прощекальников, А.И. Гурьянов, Али Ниджрс А.Р.

ЭНЕРГОИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СКВАЖИННОЙ ДОБЫЧЕ НЕФТИ

Предложен метод в определении энергетических затрат и эффективности при эксплуатации добывающих скважин. Определены энергетические затраты при работе подъемников различной конструкции через расчеты динамики движения ГЖС по методу Грона-Оркишевского. Показано, что использование газосепараторов и струйных насосов при работе ЭЦН снижает эксплуатационные затраты до 10%.

Ключевые слова: скважина, газожидкостная смесь, центробежный насос, структура потока.

На поздней стадии разработки нефтяных месторождений важно уметь определять энергетическую эффективностть использования установок электроцентробежных и штанговых насосов (УЭЦН и СШНУ). Для этого необходимо знать распределение параметров газожидкостной смеси (ГЖС) вдоль подъемника (колонны и НКТ) при совместной работе установок электроцентробежного (УЭЦН) или штангового (СШНУ) насосов. Основными из таких параметров являются: давление, температура, газо- и водосодержание, расход ГЖС, объемные коэффициенты.

В настоящей работе определение динамики движения газожидкостной смеси (ГЖС) основана на методе Грона-Оркишевского [1; 2], согласно которому определение распределения параметров ГЖС по стволу скважины, динамики движения и энергозатрат производится исходя из оценки типа структуры потока; расчёта плотности газожидкостной смеси; расчёта градиента потерь на трение.

Уравнения движения газожидкостной смеси построены на использовании следующих уравнений:

^ уар + ан + с1РП0Т = о (1)

или

ЛР = Р^П+(£)тр<1Н+Щ:<1Р, (2)

где ,1/ V, М - соответственно скорость, объёмный расход газа и массовый расход смеси. Суммарные потери энергии dPПoт при движении смеси на участке dH (потери на трение и скольжение) коррелируются в форме,

аналогичной уравнению Фаннинга для вычисления потерь на трение в однофазном потоке:

^пот = 2/0^, (3)

где - корреляционный коэффициент необратимых потерь энергии на участке длиной dH; vСм - средняя скорость движения смеси,; d - диаметр подъёмника.

При этом энергозатраты на подъем жидкости определяются по формуле

№ = 1,1ртШ)-(1-л = (АРтр + Ру + рдн) • <26 (4)

где РтШ) - функции напора (характеристики) насосов подъемника, -дебит, 7] - КПД насоса, ДРтр- потери на трение, Ру устьевое давление, рдн — гидростатическое давление.

Ниже приведены расчеты для Бавлинского месторождения Татарстана. Исходные данные для расчета по пластовой и дегазированной, данных по скважине, режиму фильтрации и подъему приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица1 Характеристики пластовой нефти

Месторождение, горизонт Р -1 нас? МПа О0, м3/м3 в ~ пл Рн , кг/м3 япл, мПа-с а, м^м3- пов Рн , кг/м3

Бавлинское, Татарстан, Па-шийский горизонт, Д! 9,5 59,2 1,19 780 2,2 6,1 848

Таблица 2 Исходные данные для расчета распределения основных параметров по стволу скважины

Дебит жидкости куб.м/сут 30

Обводненность % 60

Устьевое давление МПа 1

Глубина скважины (по стволу) м 1600

Забойное давление МПа 10,023

Дебит жидкости куб.м/сут 30

Коэффициент продуктивности куб.м/(Мпа*сут) 6,032

В таблице 3 приведены результаты расчета энергозатрат для различных устьевых давлений и компоновок нефтяного подъемника на основе

УЭЦН. Модификация оборудования включает в себя газосепаратор (ГС), струйный (СН) и мультифазный (Мф.н) насосы [3; 4].

Таблица 3 Энергозатраты при подъеме нефти для различных компоновок подъемника на основе УЭЦН

Компоновка Нс, м Qж, м3/сут P(Q), Мпа Рмф, Мпа NT, кВт N, кВт

УЭЦН Ру=5Мпа 988 30,94 11,5 0 4,12 16,48

УЭЦН+Мф.Н Ру=1Мпа 988 30,94 7,6 4 4,11 16,44

УЭЦН+Мф.Н+СН Ру=1Мпа 988 30,94 6,4 4 3,68 14,73

УЭЦН+ГС Ру=5Мпа 787 30,15 11,5 0 4,01 16,06

УЭЦН+ГС+Мф.Н Ру=1Мпа 787 30,15 7,5 4 4,01 16,03

ТАНДЕМ+Мф.Н Ру=1Мпа 787 30,15 6,5 4 3,66 14,63

Расчеты показывают, что использование газосепараторов и струйных насосов при работе ЭЦН снижает эксплуатационные затраты до 10%, а использование на устье мультифазного насоса способствует существенному снижению нагрузки на подъемник до 15-20%.

Источники

1. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: уч. пос. для вузов. М.: ФГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. 816 с.

2. Мищенко И.Т. Расчеты и добыче нефти. М.: Недра, 1989.

3. Ивановский В.Н., Даришев В.И., Сабиров А.А., Каштанов B.C., Пекин С.С. Скважинные насосные установки для добычи нефти. М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. 824 с.

4. Мищенко И.Т., Бравичева Т.Б., Ермолаев А.И. Выбор способа эксплуатации скважин нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. М.: ФГУП, Изд-во «Нефть газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005. 448 с.

Зарегистрирована 17.11.2010 г.

UDC 622.276.245.5

Power use in a chink to oil recovery

Proshekalnikov Dmitry Vladimirovich Guryanov Aleksei Ilich Ali Ahmad Nidgrs Raphia Kazan state energy Univercity 420066, Kazan, str. Krasnoselckaya, 51, Russia, e-mail raduga_60@mail. ru

The method in definition of power expenses and efficiency is offered at operation of extracting chinks. Power expenses are defined at work of lifts of a various design through calculations of dynamics of movement gas-liquid system on a method Gron-Orkishevsky. It is shown that use of gas tanks andjet pumps at work ЭЦН reduces operational expenses to 10 %.

Keywords: Well, gas-liquid mixture, the centrifugal pump, stream structure

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.