Оптимизация подбора оборудования скважин с учетом прогноза надежности

• Автор: Субарев, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 118 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ОСЛОЖНЯЮЩИХ ФАКТОРОВ
1.1 Механизированный способ добычи нефти погружными электро-центробежными насосами
1.2 Факторы, осложняющие процесс эксплуатации скважин с ЭЦН
2 РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМЫ «ЭЦН-ПЛАСТ-СКВАЖИНА»
2.1 Базовая модель гидродинамики СС с ЭНН
2.1.1Гидростатическая модель подъемника
2.1.2Гидродинамическая модель призабойной зоны пласта
2.1.3Математическая модель погружного центробежного насоса
2.2 Модель нагрева ПЭД
2.3 Выводы по разделу
3 МОДЕЛИ ВЛИЯНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ НА ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ СКВАЖИННОЙ СИСТЕМЫ
3.1 Модель миграции и выноса мехпримесей
3.2 Дополнение математическое модели ЭЦН
3.3 Модель деструкции притока
3.4 Факторная модель эксплуатационного ресурса ЭЦН
3.5 Пример численного моделирования

3.5.1 Общие сведения о параметрах коллектора, конструкции
скважины и насосного оборудования
3.5.20писание вычислительного эксперимента
3.5.3 Результаты вычислительного эксперимента
4 КРИТЕРИЙ И АЛГОРИТМЫ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ
ПАРАМЕТРОВ ОБУСТРОЙСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ
4.1 Обоснование целевых условий
4.2 Описание схемы поиска оптимальных параметров обустройства
4.3 Описание вычислительного эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Современное состояние нефтедобычи в Западной Сибири подошло к тому, что предприятия вынуждены эксплуатировать месторождения, которые находятся на поздней стадии разработки, либо характеризуются сложными условиями залегания.
Статистика отказов электроцентробежных насосов (ЭЦН), приводимая предприятиями нефтедобычи, свидетельствуют, что основные причины преждевременного выхода погружной установки из строя связаны с действием осложняющих факторов эксплуатации [27]. Так, в соответствии с данными ОАО «Самот-лорнефтегаз», основной причина отказов ЭЦН является агрессивная среда (коррозия) (13,4%), мехпримеси (27,5%), твердые отложения (24,5%), субъективные причины (20%), оборудование (14,6%). Представленный набор факторов, как правило, остаётся неизменным для разных групп месторождений, с возможной вариацией долевых пропорций.
Одной из основных причин сокращения межремонтного периода оборудования, практически во всех нефтяных компаниях, является вынос мехпримесей (высокая концентрация взвешенных частиц). Перекачка погружной установкой нефтяного потока с высоким содержанием взвешенных частиц может приводить к засорению проточных каналов рабочих органов ЭЦН, ускоренному абразивному износу узлов, оседанию мехпримесей в нижней части насоса, что в итоге ведет к сокращению периода наработки на отказ силовой установки [47].
Значительный вклад в исследование различных аспектов проблемы по повышению эффективности эксплуатации скважин с ЭЦН внесли следующие ученые и инженерно-технические работники: В.А. Амиян, A.A. Богданов, В.А. Ведерников, И.В. Генералов, Ш.К. Гиматудинов, В.И. Грайфер, С.И. Грачев, Ю.В. Зейгман, В.Н. Ивановский, Л.В. Игревский, Л.С. Каплан, М.Л. Карнаухов, Р.Я. Кучумов, B.C. Линев, П.Д. Ляпков, В.П. Максимов, Д.В. Маркелов, А.Х. Мирзад-жанзаде, И.Т. Мищенко, И.М. Муравьев, М.Н. Персиянцев, И.Г. Соловьев, А.П. Телков, K.P. Уразаков, В.Н. Филиппов, А.К. Ягафаров и др.
работы насоса, характерного случаю возможной негерметичности НКТ или же при работе установки в “пробковых” режимах, которые имеют место при снижении давление на приеме насоса ниже давления насыщения нефти газом.
Рисунок 2.6 - График нормированной напорной и энергетической характеристик
насоса
Кусочно-линейные графики напорной и энергетической характеристик насоса будем описывать следующим образом:
ЛдД/) = м(/)/гс
(2.26)

1, если qe[qN(2), 2, если д е ]^'ЛГ(3), дЛ/(2)[,
3, если д е [О, #N(3)],
где и{1) = (1, 0} - логическая переменная - идентификатор {ВКЛ, ВЫКЛ}, Я0(г),Л|(/),Я2(7),23(г),д'Л/(г)- параметрические настройки нормированных графиков на / -ом участке, д°,Иа,№- точки графиков, соответствующие номинальному режиму работы насосной установки.
Отличием данного описания является переход к нормированным графикам, что позволило выделить в кусочно-линейной модели настроечные параметры, по