ВПЛИВ СКЛАДУ ТА РЕОЛОГІЇ НАФТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ НА РОБОТУ ШТАНГОВОЇ НАСОСНОЇ УСТАНОВКИ
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Розглянуто експлуатацію нафтових свердловин із застосуванням штангових глибинних насосів. Досліджено, що склад і властивості середовищ, що перекачуються, істотно впливають на робочі параметри насосного обладнання, приводять до підвищення енергетичних витрат на підйом продукції, зриву подачі та іншим технічним проблемам. Продукція свердловин є суміш нафти, води та газу – газорідинна суміш. Зміна пластових умов (тиск та температура) уздовж свердловини змінює об'ємну частку вільного/розчиненого газу у нафті та фізичні властивості газорідинної суміші. Проведено огляд промислових реологічних показників водонафтової суміші при механізованому видобутку нафти. Аналіз показав, що зміна об'ємної концентрації води в нафті у діапазоні 50–80 % сприяє зміні реологічних показників та приводить до підвищення в'язкості. Прийнято допущення, що нелінійну в'язку модель водонафтової емульсії типу Гершеля-Балклі можна описати узагальненою ньютонівської моделлю з введенням ефективної в'язкості. Для дослідження складу нафтової продукції на ефективність роботи насосної установки розглянуто наступні взаємопов'язані задачі. Перша – визначити залежності зміни гідродинамічних характеристик нафтогазового потоку у свердловині, динамічного рівня та місця установки насоса. На пластові умови на прийомі у насос провести розрахунки робочих характеристик штангового насоса. Для обраної конструкції колони штанг визначити напругу у точці підвісу штанг – перевірка забезпечення міцності. Розрахувати основні енергетичні показники всієї насосної установки. Розв'язання цих завдань виконано за допомогою програмного комплексу. У роботі удосконалена методика визначення ефективної в'язкості з урахуванням зміни реології промислових даних. У роботі проведено дослідження зміни об'ємної долі вільного газу та води у нафтогазової продукції на глибину установки насоса, динамічний рівень, тиск у насосі, режимні параметри насоса. Надано результати аналізу впливу зміни структурної в'язкості водонафтової продукції на параметри всієї насосної установки.
Блок інформації про статтю
Посилання
Kopey B. V., Bilyk N. D. Analiz prychyn obryvu nasosnykh shtanh v ekspluatatsiynykh umovakh Ukrayiny ta SshA [Analysis of the causes of breakage of pump rods in the operating conditions of Ukraine and the USA]. Nafta i haz. Nauka. Osvita. Vyrobnytstvo: shlyakhy intehratsiyi ta innovatsiynoho rozvytku: materialy vseukrayins'koyi naukovo-tekhnichnoyi konferentsiyi [Oil and gas. Science. Education. Production: ways of integration and innovative development: materials of the all-Ukrainian scientific and technical conference]. Drogobich, LLC "Trek-LTD" Publ., 2019, pp. 47–53.
Savchuk V. V. Vydobuvannya nafty z vysokym vmistom pisku, smol i parafinu iz zastosuvannyam spetsial'nykh konstruktsiy nasosiv [Extraction of oil with a high content of sand, resins and paraffin using special pump designs]. Naukovyy visnyk Ivano Frankivs'koho natsional'noho tekhnichnoho universytetu nafty i hazu [Scientific Bulletin of the Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas]. 2016, no 1, pp. 20–28.
Valiakhmetov R. Vsemu svoe mesto. Primenenie ShGN ostaetsya effektivnym pri opredelennykh usloviyakh [Everything has its place. The use of sucker rod pumps remains effective under certain conditions]. Neftegazovaya Vertikal'. 2017, no 9, pp. 78–79.
Mishchenko I. T. Skvazhinnaya dobycha nefti [Downhole oil production]. Moscow, Rossiyskiy gosudarstvennyy universitet nefti i gaza im. I. M. Gubkina Publ., 2015. 448 p.
Persiyantsev M. N. Dobycha nefti v oslozhnennykh usloviyakh [Oil production in complicated conditions]. Moscow, OOO "Nedra Biznestsentr" Publ., 2000. 653 p.
Drozdov A. N. Tekhnologiya i tekhnika dobychi nefti pogruzhnymi nasosami v oslozhnennykh usloviyakh [Technology and technique of oil production by submersible pumps in complicated conditions]. Moscow, MAKS Press Publ., 2008. 615 p.
Naslyednikov S. V., Tymkiv D. F., Onatsko R. H. Analiz strukturnoyi skhemy ustatkuvannya dlya vydobuvannya nafty i yiyi kinematyka [Analysis of the structural scheme of equipment for oil production and its kinematics]. Naftohazopromyslove obladnannya. Naukovyy visnyk IFNTUNH [Oil and gas equipment. Scientific Bulletin IFNTUNG]. 2012, no 1 (31). Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvif_2012_1_11 (accessed 30.03.2021).
Yamalie V. U., Ishemguzhin I. E., Latypov B. M. Otsenka sily treniya plunzhera o tsilindr shtangovogo skvazhinnogo nasosa pri proektirovanii kolonny shtang [Estimation of the friction force of the plunger on the cylinder of a sucker rod pump in the design of a rod string]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy AN. 2017, vol. 19, no. 1, pp. 70–75.
Urazakov K. R., Bogomol'nyy E. I., Seytpagambetov Zh. S. Nasosnaya dobycha vysokovyazkoy nefti iz naklonnykh i obvodnennykh skvazhin [Pumping production of high-viscosity oil from inclined and flooded wells]. Moscow, OOO "Nedra Biznestsentr" Publ., 2003. 303 p.
Romanova N. A., Aliev Z. Z., Buranchin A. R. Vyazkost' vodoneftegazovoy emul'sii i ee vliyanie na effektivnost' raboty glubinnonasosnykh ustanovok [Viscosity of water-oil-and-gas emulsion and its influence on the efficiency of deep pumping units]. Neftegazovoe delo. 2009, vol. 7, no. 1, pp. 43–48.
Evdokimov I. N., Losev A. P. Korrelyatsiya otkazov skvazhinnykh nasosov s izmeneniyami struktur dispersnoy fazy dobyvaemykh vodoneftyanykh emul'siy [Correlation of borehole pump failures with changes in the structure of the dispersed phase of the produced oil-water emulsions]. Burenie i neft'. 2013, no. 7–8, pp. 40–42. Available at: http://eee.gubkin.ru/PUBLICAT_RUS_files/PREPR_ BUR_NEFT_7_8_2013.pdf (accessed 25.04.2021).
Shevchenko N. H., Shudryk O. L., Koval' O. S, Doroshenko O. V. Vrakhuvannya reolohichnykh vlastyvostey vodonaftovoyi emul'siyi na robochi kharakterystyky vidtsentrovoho nasosa [Accounting rheology water-oilemulsiontoperformance of centrifugal pumps]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2018, no. 17 (1293), pp. 58–65.
Gimatudinov Sh. K. Spravochnoe rukovodstvo po proektirovaniyu razrabotki i ekspluatatsii neftyanykh mestorozhdeniy. Dobycha nefti [Reference guide for the design, development and operation of oil fields. Oil production]. Moscow, Nedra Publ., 1983. 455 p.
Kolesova S. B., Nasyrov A. M., Polozov M. B. Snizhenie vliyaniya svobodnogo gaza na rabotu nasosnogo oborudovaniya [Reducing the influence of free gas on the operation of pumping equipment]. Ekspozitsiya Neft' Gaz. 2018, no. 6 (66). Available at: https:// cyberleninka.ru/article/n/snizhenie-vliyaniya-svobodnogo-gaza-na rabotu-nasosnogo-oborudovaniya (accessed 02.04.2021).
MakKoy Dzh. N. Kak podderzhat' vysokuyu effektivnost' dobychi nefti pri ekspluatatsii skvazhin shtangovymi glubinnymi nasosami [How to maintain high efficiency of oil production when operating wells with sucker rod pumps]. Dobycha. 2014, no. 10, pp. 44–66. Available at: https://rogtecmagazine.com/wp-content/uploads/ 2014/10/07_Maintenance.pdf (accessed 05.04.2021).
Kopey V. B., Kopey B. V., Kuz'min O. O. Pryntsypy pobudovy modeli sverdlovynnoyi shtanhovoyi nasosnoyi ustanovky dlya seredovyshcha Maplesoft MapleSim 7 [Principles of construction of a model of downhole rod pump installation for Maplesoft MapleSim environment 7]. Naukovyy visnyk Ivano-Frankivs'koho natsional'noho tekhnichnoho universytetu nafty i hazu [Scientific Bulletin of the Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas]. 2017, no 2, pp. 42–52. Available at: http://elar.nung.edu.ua/handle/123456789/6568 (accessed 10.04.2021).
Shevchenko N. H., Shudryk O. L. Komp"yuterna prohrama "Prohrama modelyuvannya sumisnoyi roboty zahlybnoho vidtsentrovoho nasosa (EVN) ta sverdlovyny pry vydobutku nafty" ("PVT-Well-pump") [Computer program "Program for modeling the joint operation of submersible centrifugal pump (ECCP) and wells for oil production" ("PVT-Well-pump")]. Certificate of copyright registration for the work Ukraine, no. 74077, 2017.
Shevchenko N. G., Shudrik A. L. Kompleks programm dlya rascheta parametrov raboty shtangovoy nasosnoy ustanovki [A set of programs for calculating the parameters of the sucker rod pumping unit]. Visnyk Nats. tekhn. un-ta "KhPI". Seriya: Enerhetychni i teplotekhnichni protsesy i ustatkuvannya [Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Energy and heat engineering processes and equipment]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2014, no. 1 (1044), pp. 175–179.
Dunyushkin I. I., Mishchenko I. T., Eliseeva E. I. Raschety fiziko khimicheskikh svoystv plastovoy i promyslovoy nefti i vody [Calculations of physical and chemical properties of reservoir and field oil and water]. Moscow, Neft' i gaz Publ., 2004. 448 p.
Shevchenko N. H., Shudryk O. L. Prohramnyy modul' prohnozuvannya hidrodynamichnykh kharakterystyk hazoridynnoyi sumishi sverdlovyny pry mekhanizovanomu vydobutku nafty [Software module for forecasting the hydrodynamic characteristics of the gas-liquid mixture of wells in mechanized oil production]. Visnyk Nats. tekhn. un-ta "KhPI". Seriya: Matematychne modelyuvannya v tekhnitsi ta tekhnolohiyakh [Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Mathematical modeling in engineering and technology]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2014, no. 39 (1082), pp. 190–197.