Совершенствование технических средств для добычи нефти винтовыми насосными установками при проявлениях песка и газа

• Автор: Орекешев, Серик Сарсенулы
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 129 с. : ил.

у ВВЕДЕНИЕ
Т ГЛАВА 1 БОРЬБА С ПЕСКОПРОЯВЛЕНИЕМ И ГАЗОМ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН
ПЛУНЖЕРНЫМИ НАСОСАМИ
1.1 Физико-химические свойства нефти на примере
месторождения Камысколь Южный
Г.2 Анализ коллекторских свойств продуктивных пластов
1.3 Влияние песка на работу плунжерного насоса при эксплуатации нефтяных скважин
1.4 Общие принципы удаления механических примесей из жидкости
1.5 Влияние свободного газа на работу скважинного насоса
1.6 Постановка цели и задач исследований диссертационной
работы
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ПЕСКА
2.1 Проблемы, возникающие при эксплуатации песчаных
скважин
2.2 Математическая модель процесса удаления песка из скважины
2.3 Теоретические основы определения и создания необходимой
скорости выноса песка
А, 2.4 Обеспечение транспортирования песка к приему насоса в
^ эксплуатационной колонне
ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПЕСОЧНЫХ.СКВАЖИН ВИНТОВЫМИ ПОВЕРХНОСТНОПРИВОДНЫМИ
НАСОСНЫМИ УСТАНОВКАМИ
3.1. Особенности режима эксплуатации винтовых насосных установок
И 3.2 Параметры режима работы винтовых насосных
г,< установок с поверхностным приводом
3.3 Расчеты на прочность штанговой колонны
3.4 Экспериментальная винтовая насосная установка типа УНВП
3.5 Экспериментальная эксплуатация винтовой насосной установки
УНВП-600/20 в условиях Казахстана
ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ
ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЕСОЧНЫХ СКВАЖИН ВИНТОВЫМИ
НАСОСНЫМИ УСТАНОВКАМИ С ПОВЕРХНОСТНЬМ ПРИВОДОМ
4.1 Принципы разработки специального оборудования для
полного выноса песка из скважины
4.2 Принципиальная схема винтовой насосной установки
для песочных скважин
4.3 Работа компенсатора в скважинных насосных установках
4.4 Результаты промысловых исследований при эксплуатации
песочных скважин
4.5 Разработка специального оборудования для эксплуатации
песочных скважин винтовыми насосами
ВЫВОДЫ К ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ
ГЛАВА 5 ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН ПРИ ГАЗОПРОЯВЛЕНИЯХ
5.1 Газопроявления при эксплуатации нефтяных скважин
5.2 Расчет коэффициента заполнения плунжерного насоса
при наличии свободного газа
5.3 Работа насоса без сепаратора при установке его ниже перфорации
5.4 Разработка технических средств для удаления газа из межтрубного пространства скважины
5.5 Разработка сепаратора, основанного на инерционном принципе
ВЫВОДЫ ПО ПЯТОЙ ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
I Акт опытной эксплуатации винтовых насосных установок типа УНВП
II Акт внедрения устройства для отвода газа из межтрубного пространства
III Акт внедрения устройства для отсоса газа из межтрубного пространства

Актуальность темы
В процессе эксплуатации нефтяных скважин в стволе образуются песчаные пробки, которые в ряде случаев доходят до интервалов перфорации эксплуатационной колонны и приводят к снижению дебита, а в ряде случаев к полному прекращению поступления жидкости из пласта. Особенно интенсивно процесс образования песчаных пробок происходит на месторождениях нефти, продуктивные горизонты которых представлены слабосцементированными песчаниками и глино-песчанистыми горными породами. Необходимость промывки песчаных пробок создает проблемы технического характера, связанные с необходимостью проведения монтажно-демонтажных работ, а также с необходимостью применения специального оборудования для промывки ствола скважины. Кроме этого, процесс образования пробок и последующие работы по их ликвидации приводят к снижению добычи нефти и снижают экономическую эффективность добычи нефти скважинными штанговыми насосами.
Снижение эффективности работы скважинных штанговых насосов связана также с действием попутного газа на процесс наполнения цилиндра насоса в ходе работы насосной установки. Еще более нежелательным являются случаи прорыва газа из пласта в межтрубное пространство в процессе эксплуатации скважины. В этом случае происходит выброс газожидкостной смеси из межтрубного пространства на поверхность, что приводит к экологическим загрязнениям окружающей среды на промысловых территориях. При наличии сероводорода в попутном газе выбросы газа и жидкости приводят к поражению живых организмов, создают взрывоопасную обстановку в районах добычи нефти на больших площадях.
Целый ряд мелких нефтяных месторождений при эксплуатации в осложненных условиях вызывают необходимость разработки более совершенных технических средств эксплуатации месторождений и совершенствования эксплуатации скважин механизированным способом. К таким месторождениям нефти, в

Скорость выноса песка из скважины зависит от скорости оседания этих частиц в движущемся потоке скважинной жидкости. Для определения скорости оседания песка используется формула Стокса
w0 =■

(Pi ~P\gd2
Pi J v, (2-14)
где р и р2 - плотности зерен песка и плотности жидкости соответственно; d - диаметр эквивалентного по объему песчинки шара; vk - кинематическая вязкость жидкости.
Учитывая, что в нефтепромысловой практике более продуктивно используется динамическая вязкость, произведем соответствующие преобразования для уточнения практических расчетов.
Силы сопротивления оседанию частиц песка в первую очередь зависят от вязкости жидкости. Поэтому важно проанализировать процесс оседания песка с учетом действия динамических факторов. Если взять шарообразную частицу диаметром d, то она имеет объем nef/6 и при плотности рп обладает силой тяжести с учетом выталкивающей силы
Г = Рж)§ , (2.15)
где рп и рж - плотности материалов песка и жидкости;
g - ускорение свободного падения частиц песка
Сила сопротивления жидкости при свободном падении частицы составляет
( 2 Л

f , (2.16)
где /- меделево сечение частицы;
£ - коэффициент сопротивления при оседании песка, являющийся функцией числа Рейнольдса, зависящий от формы тела;
м> - линейная скорость оседания частицы песка.
При равномерном движении частиц песка Т=К Решив совместные выражения относительно (2.15) и (2.16) относительно коэффициента сопротивления, получим