 |
Ршт - статическая нагрузка веса штанг в жидкости
|
|
|
|
Ршт - статическая нагрузка веса штанг в жидкости
Рж - нагрузка на колонну штанг от веса жидкости на плунжер насоса
Fтр. н и Fтр. в - сила трения колонны штанг об эмульсию при ходе штанг вниз и вверх
Рисунок – Типовые динамограммы работы ШСНУ в маловязкой (а) и высоковязкой (б) средах
При ходе колонны штанг вверх нагрузки на колонну растут по двум причинам:
- за счет роста трения штанг о вязкую среду;
- благодаря росту потерь давления на трение между частицами эмульсии по формуле Дарси-Вейсбаха; это происходит из-за роста вязкости транспортируемой вверх жидкости.
При ходе колонны штанг вниз нагрузки на колонну снижаются настолько, что часто их движение вниз запаздывает относительно движения головки балансира вниз и траверсной подвески. Из-за этого коэффициент заполнения насоса значительно снижается и производительность насоса ощутимо уменьшается.
Авторы книги [2, стр. 66] отмечают следующее:
- в эмульсиях обратного типа размеры глобул воды равны: для УЭЦН и газлифта – 3-15 мкм, для скважин с ШСНУ – 10-30 мкм, то есть примерно в два раза крупнее;
- рост вязкости обводненной нефти является причиной снижений подачи насоса, повышения давления на выкиде глубинного насоса и снижения межремонтного периода работы скважины.
Снижать отрицательное влияние эмульсии на работу глубинного насоса можно двумя способами:
1. Чередовать поступление воды и нефти на прием насоса. В этом направлении имеется много изобретений в ПАО «Татнефть» имени В. Д. Шашина.
2. Подавать деэмульгатор на прием насоса.
В глубинном насосе происходит интенсивное перемешивание реагента в эмульсии, реагент адсорбируется на межфазной поверхности, вытесняет природные эмульгаторы: асфальтены, смолы, парафины, мехпримеси и нафтеновые кислоты в сплошную нефтяную фазу. При движении верх и дальнейшей турбулизации СП происходит сталкивание глобул воды и их слияние, так как искусственные ПАВ – деэмульгаторы не обладают прочностной структуры, межмолекулярные силы на такой межфазной границе слабы, а молекулы воды притягиваются со значительной силой друг к другу. В результате образуются крупные глобулы воды, которые при дальнейшем сливании образуют сплошную фазу свободной воды. По колонне НКТ идет чередование нефти, ПНГ и воды, а средневзвешенная вязкость такой системы значительно снижается и как следствие снижаются потери давления на трение по формуле Дарси-Вейсбаха.
|
|
|
Существуют десятки способов подачи реагента в заданную точку скважины. Рассмотрим это в Презентации в программе показа слайдов.
Рассмотрим лишь две технологии по раздельной добыче нефти и воды из скважин.
Технология 1, стр. 228 книги [2]. Хвостовик 2 в обоих случаях спускается ниже продуктивного пласта с единственной целью – чтобы лишь вода могла поступать внутрь хвостовика при открытии отверстия, который находится ниже пласта. Нефть не сможет проникнуть в это отверстие, так как на неё действет сила Архимеда и она движется быстрее потока воды в кольцевом пространстве.
Итак, нефть всплывает и накапливается в кольцевом пространстве ниже клапанов 3. В этот момент идет откачка воды их хвостовика 2. Как только появляется нефть в составе жидкости в хвостовике клапаны 3 переключаются так, что открывается отверстие в кольцевое пространство. Начинается отбор нефти из межтрубного пространства.
Хорошая идея не воплощается ввиду нескольких факторов:
- клапаны не чувствуют появление нефти или воды, нет датчиков типа влагомера, нет обратной связи в ШСНУ со станцией управления скважины;
|
|
|
- не хватает времени на разделение пластовой продукции на потоки нефтит и воды.
1- насос, 2- хвостовик, 3- переключающие клапаны, 4- пакер в скважине с ЭЦН
Рисунок – Схема последовательного отбора нефти и воды в призабойной зоне скважин с ШСНУ и УЭЦН
Вторая технология предусматривает наличие электропакера 4 (рис…) под электроцентробежным насосом 3 с кожухом 7.
|
|
|
