МЕТОД ОПТИМИЗАЦИИ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА В ЗАТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ

В. В. Белозеров, Р. У. Рабаев, К. Р. Уразаков, В. П. Жулаев, М. Я. Хабибуллин

Аннотация


Процесс добычи нефти штанговыми установками, в особенности при высоком газосодержании пластового флюида, сопровождается накоплением нефтяного газа в затрубном пространстве скважин. Рост затрубного давления газа обуславливает увеличение противодавления на пласт и ряд других негативных последствий, для исключения которых применяются различные технологии для откачки газа из затрубного пространства добывающих скважин. В статье рассмотрена задача оптимизации давления газа в затрубном пространстве путем откачки газа компрессором с постоянной скоростью. Предложены конструкция подвесного плунжерного компрессора с приводом от балансира станка-качалки и метод расчета технологических параметров компрессора, основанный на балансе подачи компрессора и объемного расхода отсепарировавшегося газа в затрубное пространство. Разработан двухэтапный алгоритм расчета параметров оптимального технологического режима эксплуатации скважины. В качестве критерия оптимизации предложено совместное выполнение условий: обеспечения допустимой объемной доли газа на приеме, минимального погружения насоса под динамический уровень, максимизации дебита скважины. Для оценки эффективности предложенной технологии эксплуатации скважины и расчета прироста дебита скважины при работе компрессора предложена математическая модель многофазного стационарного течения газожидкостной смеси в стволе скважины, эксплуатируемой штанговой насосной установкой, учитывающая равновесные процессы выделения и растворения нефтяного газа, эффекты проскальзывания (дрейфа) нефтяной и газовой фаз, режима течения потока в обсадной колонне и кольцевом затрубном пространстве. Результаты расчетов подтверждают, что применение компрессоров для откачки газа из затрубного пространства позволяет получить существенный прирост дебита жидкости и нефти, который зависит от параметров и свойств откачиваемой продукции, эксплуатационных характеристик пласта и баротермических условий.

Ключевые слова


штанговая насосная установка;компрессор;затрубное пространство;динамический уровень;градиент давления;нефтяной газ;проскальзывание;механистическая модель;sucker-rod pumping installation;compressor;bore-hole annulus;flowing level;pressure gradient;petroleum gas;slipping;mechanistic model;

Полный текст:

PDF

Литература


Топольников А.С., Уразаков К.Р., Молчанова В.А. Моделирование процесса перепуска газа из затрубного пространства при эксплуатации малодебитных скважин, осложненных высоким газовым фактором // Научно-технический вестник «НК «Роснефть». 2009. № 2. С. 33 - 37.

Уразаков К.Р., Вахитова Р.И., Топольников А.С., Дубовицкий К.А., Ахметшин Р.А. Расчет и подбор устьевого эжектора для скважин, оборудованных электроцентробежными установками // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2013. № 4. С. 212223. URL: http://ogbus.ru/authors/UrazakovKR/ UrazakovKR_2.pdf. (дата обращения: 11.06.2019).

Топольников А.С., Уразаков К.Р., Вахитова Р.И., Сарачева Д.А. Методика расчета параметров струйного насоса при совместной эксплуатации с ЭЦН // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2011. № 3. С. 134 - 146. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/ authors/Topolnikov/Topolnikov_1.pdf (дата обращения: 03.07.2019).

Севастьянов А.В., Мингулов Ш.Г., Нигай Ю.В., Валеев М.Д. и др. Исследование и оптимизация отбора газа из затрубного пространства нефтяных скважин // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2016. Вып. 2 (104). С. 42 - 48.

Пат. 162632 РФ, МПК E 21 B 43/00. Подвесной компрессор к станку-качалке нефтяной скважины / Валеев М.Д., Ахметзянов Р.М., Севастьянов А.В., Нигай Ю.В. и др. Заявлено 18.11.2015; Опубл. 20.06.2016.

Уразаков К.Р., Молчанова В.А., Топольников А.С. Математическая модель штанговой установки с эжектором для откачки газа из затрубного пространства // Нефть. Газ. Новации. 2007. № 6. С. 54 - 60.

Брилл Дж.П., Мукерджи Х. Многофазный поток в скважинах. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006. 384 с.

Уразаков К.Р., Минликаев В.З., Баймухаметов Т.К. Область применения и подбор компрессоров для откачки газа из затрубного пространства насосных скважин. Депон. в ВИНИТИ, № 485-В99, 1999. 10 с.

Shi H., Holmes J., Diaz L., Durlofsky L.J., Aziz K. Drift-Flux Parameters for Threephase Steady-State Flow in Wellbores // SPE Journal. 2005. Vol. 10(2). P. 130-137.

Hasan A.R., Kabir C.S. Two-Phase Flow in Vertical and Inclined Annuli // Int. J. Multiphase Flow. 1992. Vol. 18. P. 279 - 293.

Bakhtizin R.N., Urazakov K.R., Ismagilov S.F., Topol'nikov A.S., Davletshin F.F. Dynamic Model of a Rod Pump Installation for Inclined Wells // Socar Proceedings. 2017. No. 4. P. 74 - 82.

Standing M.B. Volumetric and Phase Behavior of Oil Field Hydrocarbon Systems. Dallas: Society of Petroleum Engineers of AIME, 1981. 142 p.

Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти. М.: Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. 816 с.

Уразаков К.Р., Андреев В.В., Жулаев В.П. Нефтепромысловое оборудование для кустовых скважин. М.: Недра, 1999. 268 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2019-5-23-32

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2019 В. В. Белозеров, Р. У. Рабаев, К. Р. Уразаков, В. П. Жулаев, М. Я. Хабибуллин

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2017