Применение установок электровинтовых насосов ЭВН с тихоходными двигателями ВПЭД на Кальчинском месторождении

Внедрение программ энергоэффективности на предприятиях топливно-энергетического комплекса, которые занимаются добычей, подготовкой, транспортом и переработкой нефти и газа, привело к необходимости разработки методик удельного расхода электроэнергии различных технологических процессов. В данной статье рассматривается метод снижения затрат на электроэнергию при механизированном способе добыче нефти с помощью установок электровинтовых насосов с тихоходным вентельным погружным электродвигателем. А так же увеличения наработки на отказ определенного фонда скважин, и соответственно снижения межремонтного периода на скважинах Каль-чинского месторождения, за счет проведения детального анализа по отказам скважинного оборудования в период 2012-2014 годов.

Ни для кого не секрет, что самым энергоемким технологическим процессом на нефтедобывающих предприятиях является механизированная добыча нефти - на долю приводов скважинных насосов приходится до 60% всей потребляемой предприятием электроэнергии.

Кальчинское месторождение находится на 4 этапе разработки и с каждым годом все больше и больше обводняется. Сегодня мы можем себе позволить эксплуатировать малодебитный фонд скважин насосами ЭЦН 25-2500 + ПЭД 32-117, так как полученная прибыль с извлекаемым количеством нефти покрывает расходы на электроэнергию и операционные затраты, но через какое-то время обводненность по данному фонду увеличится, потребление электроэнергии останется прежним или вырастет из-за износа насоса (за счет увеличения частоты), а количество извлекаемой нефти уменьшится и эксплуатировать малодебитный фонд будет не рентабельно. Поэтому предлагается внедрить ЭВН 25-2500 + ВПЭД 18-117, что снизит затраты на электроэнергию минимум в 3 раза.

Так же на Кальчинском месторождении существует проблема преждевременного отказа ЭПО, на определенном фонде скважин, которая снижает среднюю наработку на отказ по всему фонду. Средняя наработка на отказ по малодебитному фонду (0-30 м3/сут) тянет вниз наработку по всему фонду, а именно отдельные скважины, основной причиной отказа которых является наличие мехпримесей в рабочих органах погружного оборудования. Средняя наработка скважин отказавших из-за мехпримесей равно 400 суток, что, как минимум, меньше в 3 раза средней наработки по фонду. С правильным подходом при комплектации установки ЭВН мы сможем решить данную проблему.

Винтовые насосы являются одной из наиболее перспективных технологий для добычи нефти в России и за рубежом. Относительная простота конструкции, способность откачки высоковязких эмульсий и жидкостей с повышенным содержанием газа и механических примесей, широкий диапазон рабочих дебитов и давлений, низкое электропотребление, возможность использования без потери эффективности в наклонных и горизонтальных скважинах - эти и другие достоинства винтовых насосов позволяют им успешно конкурировать с электроцентробежными и штанговыми насосами.

По сравнению со штанговыми винтовые насосы отличаются низкой металлоемкостью (масса наземного привода винтового насоса на порядок меньше массы станка качалки), простотой установки и обслуживания, значительно меньшими экологическими рисками (при возвратно-поступательном движении полированного штока станка-качалки происходит катастрофический износ устьевого сальника, который зачастую приводит к разливу нефти).

Долгое время считалось, что область применения винтовых насосов ограничивается вязкой нефтью. Это, например, сдерживало их массовое внедрение в Западной Сибири. Однако современные установки винтовых насосов при соответствующем выборе кинематических параметров (коэффициент натяга, кинематическое соотношение и др.) позволяют успешно работать и в условиях маловязкой (нормальной) нефти.

В последние годы в связи с разработкой трудноизвлекаемых запасов нефти роль винтовых насосов существенно возросла, поскольку во многих осложненных условиях они оказываются единственно возможной технологией для добычи нефти.

В зависимости от места расположения двигателя различают установки винтовых насосов с поверхностным и погружным приводом. В первом случае передача энергии от двигателя, расположенного на поверхности, к насосу осуществляется посредством колонны вращающихся насосных штанг. Во втором случае электродвигатель входит в состав погружной части насосной установки и соединен с наземной станцией управления с помощью электрического кабеля.

Сравнительные преимущества и недостатки винтовых насосов с поверхностным и погружным приводом во многом повторяют те, которые имеют место для штанговых и электроцентробежных насосов. В первом случае основные ограничения и риски связаны со штанговой колонной (проблемы эксплуатации в искривленных скважинах, вероятность обрывов и отворотов штанг, более жесткие по сравнению с винтовым насосом с погружным двигателем ограничения по частоте вращения ротора), во втором - с электродвигателем, гидрозащитой и кабелем (отказы по электрооборудованию и др.).

Указанные особенности определяют наиболее приемлемую область для использования каждого типа винтовых насосов.

Установки винтовых насосов с погружным электродвигателем (УЭВН) могут использоваться в более глубоких (до 3000 м) искривленных и горизонтальных скважинах, где применение УШВН ограничено из-за штанг.

Винтовые насосы не являются узконаправленной технологией добычи нефти, а могут массово использоваться и успешно конкурировать с традиционными технологиями – электроцентробежными и штанговыми насосами – в широком диапазоне изменения параметров добычи. При этом основные достоинства винтовых насосов (работа с высоковязкими эмульсиями, большим содержанием механических примесей и свободного газа в пластовой жидкости) обеспечивают их преимущества в тех зонах, где применение УЭЦН и УСШН ограниченно или невозможно.

На Кальчинском месторождении существует проблема преждевременного отказа ЭПО, на определенном фонде скважин, которая снижает среднюю наработку на отказ по всему фонду. Если поделить фонд на 5 групп по дебиту, то получается следующая картина (рис. 1). Средняя наработка на отказ по малодебитному фонду тянет вниз наработку по всему фонду, а именно отдельные скважины, основной причиной отказа которых является наличие мехпримесей в рабочих органах погружного оборудования. Средняя наработка скважин отказавших из-за мехпримесей равна 400 суток, что, как минимум, меньше в 3 раза средней наработки по фонду. Применив электровинтовые насосы, как один из перспективных методов механизированной добычи нефти, мы имеем возможность избавиться от данной проблемы, а следовательно увеличить наработку на отказ по проблемному фонду.

чески оправданного типоразмера винтового насоса соответствующего параметрам работы скважины.

• 3.    Легко сочетается с интеллектуальной систе

• 4.    Главным достоинством такой установки является энергоэфективность, благодаря чему КПД данного насоса равняется 85%, что в сравнении с УЭЦН позволит экономить до70% электроэнергии.

мой управления работой скважин.

Таким образом, эксплуатационная привлекательность заключается в следующем: