Повышение эффективности добычи нефти на малодебитном фонде скважин путем внедрения винтовых насосных установок

Современное состояние развития нефтегазового комплекса России на протяжении последних лет характеризуется не только высокими темпами добычи нефти, но и, к сожалению, ростом фонда малодебитных скважин. Как правило, к категории малодебитных скважин можно отнести скважины, которые по тем или иным причинам характеризуются относительно невысокими объемами добычи нефти (жидкости) за сутки операций по её подъему с забоя скважины на дневную поверхность.

На сегодняшний день основными способами механизированной добычи малодебитного фонда скважин являются:

• -    применение установок штанговых глубинных насосов (УШГН);

• -    применение низкодебитных УЭЦН;

• -    применение установок электроцентробеж-ных насосов (УЭЦН) в периодическом режиме;

• -    применение винтовых насосов.

В настоящее время наблюдается тенденция к сокращению доли УШГН в структуре добычи на малодебитном фонде, и УЭЦН становится основным механизированным способом добычи [2, 6, 7, 10]. Однако существенным недостатком центробежных насосов является его низкая эффективность при работе в скважинах с дебитами ниже 60 м3/сут и с малыми диаметрами эксплуатационных колонн [1, 3, 5].

Электровинтовые насосы скомпонованы аналогично УЭЦН, но вместо гидродинамического центробежного насоса используется объемный винтовой насос. Это решение позволяет использовать все преимущества объемного насоса.

Принцип действия винтовых насосов заключается в том, что винт или винты насоса и его обойма образуют по своей длине ряд замкнутых полостей, которые при вращении винтов передвигаются от приема насоса к выкиду. В начальный момент каждая полость сообщается с областью приема насоса, при продвижении вдоль оси насоса ее объем увеличивается, заполняясь перекачиваемой жидкостью, после чего становится полностью замкнутым. У выкида объём полости сообщается с полостью нагнетания, постепенно уменьшается, а жидкость выталкивается в трубопровод [8].

Можно выделить следующие преимущества использования системы винтового насоса с погружным приводом и замены действующих УЭЦН и ШГН [3, 4, 6, 9]:

• -    высокий КПД УЭВН 78-93% (35-60%

УЭЦН и 45-60% ШГН);

• -    снижение на 30% и более потребления электроэнергии;

• -    возможность работы с мало и среднедебитным фондом до 150 м³/сут;

• -    малый перегрев вентильного электродвигателя при низких дебитах;

• -    малые рабочие токи вентильного электродвигателя;

• -    постоянный крутящий момент на валу электродвигателя независимый от частоты вращения;

• -    широкий диапазон регулирования вращения и исключение срыва подачи;

• -    изменение оборотов вращения УЭВН по средствам станции управления в зависимости от давления на приеме насоса;

• -    постоянный напор при разных частотах вращения;

• -    работа с высоковязкими флюидами;

• -    работа при высоком газовом факторе (УЭВН до 50%, УЭЦН мах 10-20%);

• -    работа при высоких значениях выноса мехпримесей (до 50%);

• -   использование в солесодержащем фонде;

• -   использование в условиях АСПО;

• -    отсутствие водонефтяных эмульсий при откачке тяжелой высоковязкой нефти за счет не пульсирующего главного потока и отсутствия турбулентности;

• -    исключение риска износа штанг и НКТ вследствие их отсутствия;

• -   снижение потерь на трение;

• -   использование в скважинах с нестабильным

притоком;

• -    значительно увеличивает срок службы оборудования в осложненных условиях работы.

Примером эффективности использования УЭВН на скважинах с малым дебитом служат опытно-промышленные испытания ООО «РН-Краснодарнефтегаз», в ходе которых в результате замены на скважинах с низким дебитом УЭЦН и УШГН на электровинтовые насосы средний дебит скважин увеличился с 19 м3/сут до 24,6 м3/сут, средняя наработка на отказ увеличилась с 90 сут до 188 сут, срок окупаемости составил менее 1 года.

Таким образом, за счёт своих конструктивных особенностей винтовые насосы обладают рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с другими способами механизированной добычи нефти. В сочетании с погружным вентильным электродвигателем (ВЭД) спектр применения винтового насоса как наиболее эффективного способа добычи на скважинах с низким дебитом значительно расширяется. Отсутствие штанговой колонны позволяет эксплуатировать скважины с осложненным профилем, на больших глубинах, а также использовать механический метод очистки лифта колонны НКТ от парафинистых отложений.

IMPROVING THE EFFICIENCY OF OIL