 Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям
УДК 622.276 На правах рукописи Болотов Владимир Владимирович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАЛОДЕБИТНых и высокообводненных ДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН механизированного ФОНДА Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Уфа 2009 Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии Институт проблем транспорта энергоресурсов (ГУП ИПТЭР)
Защита диссертации состоится 26 ноября 2009 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при ГУП Институт проблем транспорта энергоресурсов по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУП ИПТЭР. Автореферат разослан 26 октября 2009 г. Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук Л.П. Худякова ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Одной из причин снижения показателей добычи нефти в России является то, что имеющиеся в настоящее время мощности и применяемые нефтедобывающими предприятиями технологии не соответствуют изменившейся структуре разведанных запасов. Возросло число месторождений с высокой выработанностью и обводненностью запасов. Опережающая выработка высокопродуктивных залежей привела к накоплению на балансе низкодебитных объектов. Себестоимость добычи нефти из малодебитных скважин значительно превышает среднепромысловую себестоимость добываемой нефти. Поэтому проблема повышения технико-экономических показателей эксплуатации малодебитных скважин остаётся актуальной и является важной в области техники и технологии добычи нефти. Компонентный состав имеющихся в настоящее время скважинных твёрдых и жидких отложений характеризуется резким увеличением содержания твёрдых составляющих, гидратов, солей и продуктов коррозии. На сегодняшний день на месторождениях Западной Сибири, Урала и Поволжья из-за старения фонда скважин значительно возросла их обводненность (более 90 %) и, как следствие, усилились процессы солеотложения. Наиболее интенсивное образование солевых отложений происходит в скважине на приеме насоса, в его рабочих органах и в насосно-компрессорных трубах (НКТ). Дальнейшее отложение солей с меньшей интенсивностью происходит в системах нефтесбора, нефтеподготовки и поддержания пластового давления. В осложненных условиях эксплуатации добыча нефти установками скважинных штанговых насосов (УСШН), которыми оснащено более 40 % фонда скважин и практически 90 % фонда малодебитных скважин, часто нерентабельна. Из-за снижения цен на нефть стабильную рентабельность можно обеспечить только за счет снижения себестоимости добываемой нефти, которая на Анализ промысловых данных показывает, что, несмотря на постоянно совершенствуемый комплекс организационно-технических мероприятий, ремонтные работы по ликвидации аварий со штангами (обрывов и отворотов) стабильно составляют около 30 % от числа всех текущих ремонтов. При этом большинство обрывов происходит либо на участках резкого искривления профиля скважины, либо в нижней части колонны штанг. Анализ литературных источников и патентных материалов также показал, что перечисленные проблемы рассматриваются без адаптации полученных результатов к защите глубинно-насосного оборудования (ГНО), особенно в условиях поздней стадии эксплуатации месторождений и скважин малодебитного фонда. Процессы глубинно-насосной эксплуатации скважин на поздней стадии разработки месторождений относятся к сложным. Это обусловлено наличием большого количества взаимосвязанных факторов, а также не поддающихся контролю довольно большого количества технологических и усложняющих нормальную работу скважин параметров, что затрудняет их комплексную разработку и изучение. Решению этих проблем посвящены исследования В.Е. Андреева, А.Н. Адонина, А.С. Вирновского, В.П. Максимова, И.Т. Мищенко, Исследованию вопросов рациональной разработки нефтегазовых месторождений с применением различных методов оптимизации посвящены работы А.Х. Мирзаджанзаде, И.М. Муравьёва, Р.Г. Касимова, А.Г. Гумерова, Г.Г. Вахитова, Н.Н. Репина, Г.С. Степановой, Р.Н. Дияшева, Ю.П. Желтова, В.В. Шайдакова, А.И. Акульшина и других. В сложившейся ситуации возникла необходимость разработки новых технологий интенсификации добычи для рентабельной эксплуатации скважин в осложнённых условиях и, в первую очередь, усовершенствования используемых технологий. В последнее время наметились новые направления в решении перечисленных проблем, в связи с чем появилась необходимость в их обобщении, анализе, развитии и практической реализации. Основные исследования по диссертационной работе выполнены в соответствии c Постановлением Правительства Российской Федерации от 1 ноября Целью настоящей работы являются разработка научно обоснованных технологических и конструктивных решений, направленных на предупреждение обрывности насосных штанг в процессе добычи обводненной нефти, и внедрение на их основе эффективных профилактических мероприятий и устройств по предотвращению осложнений в интенсивно искривлённых скважинах. Основные задачи работы 1. Изучение технологии предупреждения обрывности насосных штанг и предотвращения их усталостно-коррозионного разрушения в скважинах с интенсивными темпами набора кривизны, продукцией повышенной обводнённости и минерализации. 2. Разработка технических средств предотвращения обрыва штанг с учетом особенностей профиля скважины и режимных параметров над насосом, в начале и конце участка резкого искривления. 3. Разработка технологии эксплуатации обводненной скважины, обеспечивающей защиту плунжерной пары от заклинивания, задира и катастрофического износа без использования присадок и дозировочного оборудования. 4. Разработка устройства для обеспечения поочерёдной откачки воды и нефти из высокообводнённых скважин для снижения усталостно-коррозион-ного разрушения подземного оборудования, предупреждения эмульгирования нефти в условиях поздней стадии эксплуатации месторождений. 5. Разработка комплекса мероприятий по внедрению обновлённых технологий и технических средств в практику работы добывающих компаний применительно к фонду скважин повышенной обводнённости. Методы решения поставленных задач Решение поставленных задач основано на комплексном подходе с использованием методов статистического анализа. Для подтверждения выводов и реализации предложенных методов использованы экспериментальные данные, полученные при опытно-промышленных испытаниях. Научная новизна: - проведена классификация типов интенсивно искривленных скважин, являющаяся ключевым методическим положением для количественного расчета нагрузок на насосы; в зависимости от величины зенитного угла и интенсивности искривления ствола выделены типы наклонно направленных скважин (ННС); - разработаны профилактические меры по нейтрализации негативного влияния на подземное оборудование различных факторов; - установлено влияние кривизны скважин на условия работы штанг и штанговых насосов. Основные защищаемые положения: - критериями по подбору скважин, предпочтительных для первоочередного оснащения штанговыми колоннами с шарнирными муфтами, являются интенсивно искривлённые скважины, особенно на участках знакопеременной кривизны с максимальными темпами её набора; - гибкое байонетное соединение насосных штанг, рекомендуемое к использованию на месторождениях Западной Сибири, характеризующихся интенсивным искривлением скважин и повышенной коррозионной активностью пластовых и техногенных вод; - устройство для добычи нефти из осложнённых скважин, оснащённых бесштанговыми насосами. Практическая ценность и реализация результатов работы Разработанные при участии автора методические рекомендации и технические средства позволяют устранить причины обрывности насосных штанг и найти пути их предупреждения. Разработаны технические устройства для снижения межремонтного периода работы интенсивно искривлённых скважин в условиях усталостно-коррозионного износа. Методические рекомендации и комплекс технических решений используются на месторождениях ТПП Лангепаснефтегаз ОАО ЛУКОЙЛЗападная Сибирь. Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались: на научно-практической конференции Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа в рамках VII Конгресса нефтегазопромышленников России (Уфа, 2007 г.); на научно-практической конференции Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа в рамках XVI международной специализированной выставки Газ. Нефть. Технологии-2008 (г. Уфа, 2008 г.). Публикации По материалам диссертации опубликовано 6 работ, получено 2 патента РФ. Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, основных выводов и списка использованной литературы, включающего 105 наименований. Содержит 120 страниц машинописного текста, 14 таблиц и 18 рисунков. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дана общая характеристика работы, обоснована её актуальность, сформулированы цель и основные задачи работы, показаны её научная новизна и практическая ценность. В первой главе приведены результаты анализа опыта эксплуатации скважинных насосных установок малодебитных и высокообводнённых добывающих скважин механизированного фонда. На рисунке 1 приведено распределение количества скважин действующего фонда по способам эксплуатации на примере ОАО НК Роснефть. Рисунок 1 Распределение количества скважин действующего фонда ОАО НК Роснефть по способам эксплуатации На рисунке 2 показаны причины осложнений при эксплуатации УСШН в ОАО НК Роснефть. Рисунок 2 Причины осложнений при эксплуатации УСШН в ОАО НК Роснефть Как показал анализ, у специалистов различных институтов (СибНИИНП, МИНХ и ГП, ПермНИПИнефть, БашНИПИнефть, ВНИИнефть) нет общепризнанных оценок влияния кривизны скважин на работу глубинных насосов. Недостаточно однозначных количественных оценок, пригодных для надежного использования на промысле. Не разработаны удобные и применимые на практике методики оценки и вычисления ряда показателей кривизны скважин и нагрузок. Соответственно отдельные специалисты и предприятия применяют разноплановые методы повышения работоспособности штанговых насосов в интенсивно искривленных скважинах. К примеру, в ОАО Татнефть приоритетное внимание уделяется наклонно направленным скважинам с максимальными абсолютными значениями зенитного угла, методам борьбы с утечками через клапаны насоса в ННС. Проведенные исследования показали, что при подвеске насоса в интервале с кривизной 6 градусов на 10 м происходит заклинивание насоса, а в интервале с абсолютными значениями зенитного угла более 42 градусов неизбежна потеря устойчивости работы клапанов. В технических условиях на бурение новых ННС требуется, чтобы в зоне подвески насоса кривизна скважины была не более В ОАО АНК Башнефть наибольшее внимание уделяют методам обеспечения максимальной производительности насоса в ННС. Проведенные исследования показали, что особенности профиля скважины существенно влияют на максимальную производительность насоса. Институтом БашНИПИнефть В ОАО Томскнефть наибольшее внимание уделяется методам защиты глубинно-насосного оборудования в интервалах знакопеременной кривизны скважин. В ОАО Сургутнефтегаз определяющим методом повышения долговечности считается защита оборудования в интервалах максимального значения зенитного угла и интенсивности набора кривизны. Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям
|
