ДИНАМИКА СКОРОСТИ ПОТОКА И ДАВЛЕНИЯ В ЛИФТОВЫХ ТРУБАХ УСТАНОВОК ПЛУНЖЕРНЫХ НАСОСОВ С ПОГРУЖНЫМ ПРИВОДОМ

К. Р. Уразаков, Э. О. Тимашев

Аннотация


Введение Достигнут значительный прогресс в совершенствовании конструкции штанговых насосных установок (УСШН), обладающих наибольшим КПД в сравнении с альтернативными способами механизированной добычи при эксплуатации мало- и низко-дебитного фонда добывающих скважин. Успешно ведется разработка научно-обоснованных методов подбора и оптимизации режима эксплуатации скважин штанговыми насосами, благодаря чему эффективная добыча нефти УСШН достигается в широких пределах изменения эксплуатационных параметров. Однако следует отметить, что при эксплуатации скважин штанговыми установками имеются существенные ограничения, связанные с наличием в системе станка-качалки и колонны насосных штанг. Цели и задачи Математическое моделирование гидродинамических процессов в лифтовых трубах и выкидной линии скважин с целью расчета оптимальных геометрических размеров и технологических параметров пневмокомпенсаторов, прогнозирования изменения их характеристик при изменении режима эксплуатации скважины. Результаты Исследованы механизмы и особенности формирования скорости потока и давления в лифтовых трубах и выкидной линии скважин, оборудованных установками плунжерных насосов с линейным приводом. Предложена математическая модель нестационарного течения газожидкостной смеси. Представлен анализ формирования поля давления и скорости течения в полости лифтовых труб при откачке добываемой продукции. Моделированием откачки высоковязкой нефти и водонефтяной эмульсии установками плунжерных насосов с линейным приводом показано, что с увеличением вязкости флюида амплитуда колебаний на выкиде насоса растет. На устье при росте вязкости до 0,1 Паˑс амплитуда колебаний давления снижается, а при дальнейшем увеличении до 0,2 Паˑс повышается. Расчетами показано, что с увеличением газосодержания нефти амплитуда колебаний давления на выкиде насоса и в устье снижается, что связано с демпфирующими свойствами газа за счет его высокой сжимаемости, а также со снижением вязкости газожидкостной смеси по мере роста объемной доли газа в продукции скважины. Моделированием откачки высокообводненной нефти показано, что формируемые при ее течении колебания давления незначительны. В соответствии с результатами моделирования сделан вывод, что при откачке высоковязкой продукции (вязкость более 0,05 Паˑс) наибольший эффект за счет выравнивания скорости потока жидкости в трубах может быть получен при оборудовании скважины глубинными пневмокомпенсаторами, например при размещении пневмокомпенсаторов на выкиде насоса и выше по глубине.

Ключевые слова


погружной привод;плунжерный насос;колебания давления;скорость потока;пневмокомпенсатор;вязкость;нестационарное течение;downhole drive;plunger pump;pressure oscillations;flow rate;pneumatic compensator;viscosity;non-stationary flow;

Полный текст:

PDF

Литература


Бахтизин Р.Н., Уразаков К.Р., Латыпов Б.М., Ишмухаметов Б.Х. Утечки жидкости в штанговом насосе с регулярным микрорельефом на поверхности плунжера // Нефтегазовое дело. 2016. Т. 14. № 4. С. 33-39.

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: 19.07.2019).

Вдовин Э.Ю., Локшин Л.И., Лурье М.А., Коротаев А.Д., Тимашев Э.О. Новые технологии эксплуатации малодебитного и периодического фонда // Инженерная практика. 2017. № 11. С. 40-43.

Николаев Г.И., Уразаков К.Р., Валеев М.Д. Совершенствование эксплуатации наклонных и обводнившихся глубиннонасосных скважин // Нефтяное хозяйство. 1980. № 1. С. 32-35.

Зотов А.Н., Тимашев Э.О., Уразаков К.Р. Методы гашения колебаний давления на устье штанговых установок // Нефтегазовое дело. 2018. Т. 16. № 6. С. 56-64. DOI: 10.17122/ngdelo-2018-6-56-64.

Уразаков К.Р., Тимашев Э.О., Тухватуллин Р.С. Устьевой пневмокомпенсатор штанговой скважинной насосной установки // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2017. № 12. С. 60-64.

Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987. 464 с.

Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. М.: Энергия, 1976. 296 с.

Wallis G.B. One-Dimensional Two-Phase Flow. New York: McGraw-Hill Book Co. Inc., 1969. 408 p.

Beggs H.D., Brill J.P. A Study of Two-Phase Flow in Inclined Pipes // Journal of Petroleum Technology. 1973. Vol. 25. Issue 5. P. 607-617. DOI: 10.2118/4007-PA.

Hasan A.R., Kabir C.S. A Study of Multiphase Flow Behavior in Vertical Wells // SPE Production Engineering. 1988. Vol. 3. Issue 2. P. 263-272.

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




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2019-5-45-55

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) К. Р. Уразаков, Э. О. Тимашев

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