Эксплуатация скважин штанговыми насосными установками

Содержание

1. Эксплуатация скважин штанговыми насосными установками

2. Обоснование выбора компоновки ШСНУ

3. Расчет коэффициента сепарации газа у приема насоса

4. Определение давления на выходе насоса

5. Определение потерь давления в клапанных узлах

6. Расчет утечек в зазоре плунжерной пары

7. Расчет коэффициента наполнения скважинного насоса

8. Расчет коэффициента усадки нефти

9. Расчет требуемой подачи насоса и скорости откачки

Литература

Эксплуатация скважин штанговыми насосными установками

Наиболее общая задача проектирования эксплуатации скважин штанговыми насосными установками (ШСНУ) формулируется следующим образом:

выбрать компоновку основного насосного оборудования и режим его работы для конкретной скважины (или группы скважин) таким образом, чтобы обеспечивался заданный плановый отбор жидкости при оптимальных технологических и технико-экономических показателях эксплуатации.

Такая задача решается при проектировании системы разработки и эксплуатации нового нефтяного месторождения или при переводе скважин на насосную эксплуатацию с других способов.

При оптимизации работы уже эксплуатируемых установок решаются более узкие задачи, связанные с подбором только некоторых узлов установки и режимных параметров. В качестве критерия оптимальности при сопоставлении возможных вариантов компоновки оборудования может быть использован минимум условных приведенных затрат на подъем нефти из скважины в части, зависящей от типоразмера и режима работы ШСНУ.

При проектировании эксплуатации скважины штанговым скважинным насосом выбирают типоразмеры станка-качалки и электродвигателя, тип и диаметр скважинного насоса, конструкцию колонны подъемных труб и рассчитывают следующие параметры: глубину спуска насоса, режим откачки, т.е. длину хода и число качаний, конструкцию штанговой колонны.

Для осложненных условий эксплуатации дополнительно подбирают газовые или песочные якоря или другие специальные приспособления.

Основные исходные данные для нескольких расчетных вариантов приведены в табл. 1. Первый вариант характерен для откачки малообводненной легкой нефти с высоким газовым фактором, второй - для обводненной нефти со средним по величине газовым фактором, а третий - для высоковязкой нефти. Известно, что высоковязкие нефти, как правило, содержат мало растворенного газа. Поэтому в последнем варианте для упрощения расчетов условно принято, что газовый фактор равен нулю. Кроме того, для всех вариантов принято, что содержание механических примесей мало и не превышает 0,05 % по объему.

Физические свойства компонентов добываемой продукции в функции давления и температуры могут быть рассчитаны по зависимостям, приведенным в гл. 1.

Для расчета физических свойств продукции используют следующие приближенные зависимости.

Количество растворенного в нефти газа Г_о(р) определяют по формуле

 (1)

где Г_о(р_нас) - количество газа, растворенного в 1 м³ нефти при давлении насыщения р_нас, приведенное к нормальным условиям, м³/м³; р, р₀ - соответственно текущее р_нас р р₀ и атмосферное давление, МПА, с - эмпирический коэффициент, значение которого для дальнейших расчетов в соответствии с номерами вариантов принимаем равным с₁=с₂=0,5.

Объемные коэффициенты нефти b _н (р)и жидкости b _ж (р) рассчитывают по следующим формулам:

 (2)

 (3)

где b _н , b _в (р) -объемный коэффициент нефти при р=р_нас и воды соответственно. В дальнейших расчетах принято, что b _в (р)=1.

Ниже приведены часто используемые формулы для расчета характеристик газожидкостного потока при текущем давлении р: расход жидкости, м³/с

Q _ж (р)= Q _нд b _ж (р)(1 - β_в); (4)

расход свободного газа, м³/м³

V_гв( p )=[Г₀(р_нас)-Г₀(р)] zp ₀ T_{c к} Q _нд /(рТ₀); (5)

расход газожидкостной смеси, м³/м³

Q _см (р)= Q _ж (р)+ V_гв( p ); (6)

плотность газонасыщенной нефти, кг/м³

ρ_н( p )=[ρ_нд+ρ_{г ст}Г₀(р)]/ b _н (р), (7)

где Q _нд = Q _жд (1 - β_В) - дебит дегазированной нефти, м³/с; Т₀=273 К; Т_скв - средняя температура в стволе скважины, К; z - коэффициент сверхсжимаемости газа, величина которого в дальнейших расчетах этой главы принята z=1.