Выбор УЭЦН для эксплуатации нефтяной скважины в заданном технологическом режиме.

В настоящее время известно много различных методик подбора УЭЦН как отечественных, так и зарубежных исследователей. Не останавливаясь на анализе существующих методик, отметим, что большинство из них достаточно сложны, перегружены расчетами непринципиальных характеристик (например, расчет температуры в обмотках ПЭД, хотя промысловому инженеру достаточно знать паспортную величину температуры продукции скважины, омывающей ПЭД) и требуют много дополнительной информации, не от­носящейся к эксплуатации скважин.

Излагаемый ниже экспресс-метод подбора УЭЦН базируется на результатах экспериментальных исследований работы погружных центробежных электронасосов на различных нефтяных месторож­дениях России.

В основу метода подбора положены следующие эксперименталь­но установленные факты:

1 Эффективность работы погружного насоса определяется дав­лением и коэффициентом сепарации свободного газа у его приема, т.е. количеством свободного газа, попадающего в насос и транс­формирующего его характеристики.

2 Реальные характеристики насосов могут отличаться (иногда значительно) от паспортных.

3 Свойства откачиваемой из скважины продукции (вязкость нефти или эмульсии, обводненность, газонасыщенность) оказывают существен­ное влияние на характеристики погружного центробежного насоса.

4 Подача насоса, свойства откачиваемой продукции и КПД установ­ки определяют температурный режим работы погружной установки.

5 Для нефтяных месторождений России давление на выкиде насоса Р_вык определяется по соответствующим кривым распределения давления в подъемнике (эталонным кривым распределения давле­ния). Эталонные кривые распределения давления справедливы при различных дебитах для различных диаметров подъем­ников. Эти зависимости приведены к давлению на устье скважины, равному нулю.

Суть метода подбора заключается в построении гидродинамичес­кой характеристики пласта, скважины и подъемника и совмещении ее с реальными характеристиками насосов. Точки пересечения реальных характеристик насосов с гидродинамической характеристикой систе­мы «пласт-скважина-подъемник» характеризуют совместные режи­мы работы всей системы «пласт-скважина-насос-подъемник».

Под гидродинамической характеристикой понимается совокупная характеристика системы «пласт-скважина-подъемник», которая вы­ражается графической зависимостью потребного давления (напора) в функции дебита скважины (подачи насоса). Глубина спуска вычисляется по следующей формуле:

По рассчитанной величине Н_сп для заданных Р_у и обводненности В по соответствующим кривым распределения давления определяется давление на выкиде насоса Р_вык для заданного дебита скважины (подачи насоса) Q. Потребное давление Р_пот, необхо­димое для подъема заданного Q на поверхность, рассчитывается так:

Р_пот = Р_вык – Р_опт

Задаваясь несколькими значениями дебитов (подач), вычисляют для каждого из них соответствующие величины Н_сп, Р_вык и Р_пот и строят графическую зависимость Р_пот = f (Q), которая представлена на рисунке 1 (линия 1). На этом же рисунке нанесены реальные характеристи­ки трех погружных центробежных насосов (линии 2,3 и 4). Точки пе­ресечения характеристик насосов с гидродинамической характерис­тикой определяют совместные (согласованные) режимы работы всей системы: Q₂ и P_пот2; Q₃ и Р_пот3; Q₄ и Р_пот4. После выбора необходимого насоса в соответствии с технической характеристикой УЭЦН подби­раются все остальные элементы погружного агрегата, кабель, станция управления и т.п. Наконец, проверяют поперечные габариты погруж­ного агрегата с кабелем и соответствие их поперечному габариту сква­жины, а также температурный режим работы УЭЦН.

Изложенная суть подбора УЭЦН к конкретным условиям сква­жины сохраняется в любой известной методике подбора; при этом отдельные технологические параметры, например, давление на выкиде Р_вык или давление на приеме насоса Р_пр могут определяться (рассчитываться) по другим методикам.

Рисунок 1 Гидродинамическая характеристика системы «пласт-скважина-подъемник (линия 1) и реальные характеристики трех погружных центробежных насосов (линии 2, 3 и 4)