способ вывода скважины, оборудованной установкой электроцентробежного насоса с частотно-регулируемым приводом, на стационарный режим работы

Формула изобретения

Способ вывода скважины, оборудованной установкой электроцентробежного насоса (УЭЦН) с частотно-регулируемым приводом, на стационарный режим работы, включающий запуск УЭЦН, подачу жидкости центробежным насосом в колонну подъемных труб и повторение циклов, в каждом из которых меняют частоту питающего напряжения, отличающийся тем, что в течение всего времени освоения скважины работа центробежного насоса непрерывна, а в каждом цикле осуществляется замер динамического уровня жидкости в скважине, его сравнение с требуемым значением, полученным в результате исследований предыдущего освоения данной скважины, и расчет частоты питающего напряжения для следующего цикла, причем расчет повторяют до полного совмещения гидравлических характеристик центробежного насоса и пласта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к добыче нефти и используется для вывода скважин, оборудованных установкой электроцентробежного насоса (УЭЦН), на стационарный режим работы после проведения подземного ремонта.

Известен способ вывода скважин на стационарный режим работы после проведения подземного ремонта, основанный на периодическом отключении погружного электродвигателя при заданном значении давления на приеме центробежного (ц/б) насоса и последующем запуске по истечении установленной для данной скважины технологической паузы [1].

Характерной особенностью данного способа является сложность в определении времени, в течение которого происходит накопление жидкости в затрубном пространстве скважины в результате притока жидкости из пласта, что не обеспечивает эффективного режима освоения и эксплуатации скважины. Кроме того, большое количество циклов снижает вероятность безотказной работы погружного электродвигателя из-за старения изоляции обмотки статора.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому изобретению является способ эксплуатации малодебитной скважины электронасосом с частотно-регулируемым приводом, основанный на регулировании скорости притока жидкости из пласта в скважину путем периодического повторения циклов, каждый из которых состоит из последовательно осуществляемых процессов запуска центробежного насоса при увеличивающейся частоте питающего напряжения, подачи жидкости насосом в колонну подъемных труб при повышенной в сравнении с номинальным значением частоте и уменьшения до нуля подачи ц/б насоса путем снижения частоты питающего напряжения после достижения заданной величины давления в колонне подъемных труб с последующим отключением ц/б насоса и сливом жидкости из колонны труб через ц/б насос в скважину [2].

Недостатком этого способа является наличие многократных включений установки электроцентробежного насоса в работу, что снижает вероятность безотказной работы погружного электродвигателя, поскольку его пусковой ток в 4-5 раз превышает свое номинальное значение, следовательно, во столько же раз в момент пуска возрастает вероятность пробоя изоляции обмотки статора. Кроме того, наличие дополнительного подземного оборудования - термоманометрической системы, устанавливаемой под погружным электродвигателем, - усложняет конструкцию и увеличивает стоимость способа эксплуатации скважины.

Целью изобретения является повышение эффективности эксплуатации скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов. Задача, на которую направлено заявляемое изобретение, обусловлена особенностью эксплуатации некоторых скважин, заключающейся в невозможности согласования их гидравлических характеристик с гидравлическими характеристиками промышленных ц/б насосов сразу же с момента первого пуска электроцентробежной установки в работу. Поэтому вывод таких скважин на стационарный режим работы производят путем многократного периодического прекращения отбора жидкости из таких скважин с целью накопления жидкости в пространстве между насосно-компрессорными трубами и эксплуатационной колонной за счет ее притока из пласта. Однако этот процесс происходит при отключенном состоянии УЭЦН. В результате таких вынужденных остановок и последующих пусков УЭЦН возрастает вероятность отказа в работе погружного электродвигателя, нарушается необходимый режим эксплуатации скважины, происходят потери в добыче нефти. Известные технические решения не позволяют реализовать поставленную проблему.

По своей сущности предлагаемый способ вывода скважины на стационарный режим основан на регулировании скорости отбора жидкости из скважины и ее притока из пласта в скважину путем постепенного изменения частоты питающего установку напряжения электрического тока и отличается от прототипа тем, что работа центробежного насоса в этом случае непрерывна в течение всего времени освоения и эксплуатации скважины, а частота питающего напряжения изменяется в зависимости от положения динамического уровня жидкости скважине и сравнения этого положения с требуемым значением, полученным в результате предыдущего периода работы данной скважины. Непрерывность процесса достигается специальным регулированием частоты питающего напряжения, получаемым из замера динамического уровня в скважине и его сравнения с требуемым значением, полученным в результате исследований предыдущего освоения данной скважины.

Способ реализуется следующим образом.

1. По результатам предыдущего освоения данной скважины строят график изменения динамического уровня жидкости в скважине (фиг.1).

2. Спущенную в скважину на колонне насосно-компрессорных труб установку ЭЦН подключают к электросети через тиристорный преобразователь частоты тока и запускают в работу, при этом в колонну насосно-компрессорных труб ц/б насосом подается жидкость.

3. При помощи эхолота или волнометра через заданный промежуток времени производят замер динамического уровня жидкости в скважине.

4. Определяют необходимое изменение производительности ц/б насоса по формуле



где f - площадь затрубного пространства скважины; h*, h - динамический уровень жидкости в скважине соответственно замеренный и с графика; t- временной интервал между замерами динамического уровня в скважине.

5. Определяют частоту питающего напряжения для нового значения производительности скважины и потребного напора по обобщенной гидравлической характеристике ц/б насоса, построенной для различных частот питающего напряжения. Производительность ц/б насоса определяют как сумму текущей производительности и Q_нас, потребный напор - как сумму текущего динамического уровня жидкости в скважине и необходимого противодавления на устье.

6. Повторяют операции замера динамического уровня жидкости в скважине, сравнения его с требуемым значением и операции расчета частоты питающего напряжения до полного совмещения гидравлических характеристик ц/б насоса и пласта.

Пример осуществления способа. На Кудиновском месторождении скв. 67 внутренним диаметром 126 мм оборудована установкой УЭЦН5-80-1200, спущенной на насосно-компрессорных трубах наружным диаметром 73 мм. По результатам исследования динамического уровня жидкости в затрубном пространстве строят график (фиг.1).

Временной интервал между замерами динамического уровня и корректировкой частоты питающего напряжения - 10 мин. В конце первого цикла, при производительности ц/б насоса 130 ³/сут, динамический уровень жидкости в скважине составил 305 м вместо требуемых 280 м. Поэтому изменение производительности определится по (1) как 29,8 м³/сут. Новая производительность ц/б насоса - 100 м³/сут, частота питающего напряжения (при потребном напоре 500 м: 200 м - противодавление на устье; 300 м - подъем жидкости на устье) - 37,5 Гц. Аналогично производятся операции в последующих циклах до полного совмещения графиков (см. таблица).