Файл: Одним из новых и перспективных способов добычи нефти в настоящее время является эксплуатация скважин установками струйных насосов.docx

ВВЕДЕНИЕ

Одним из новых и перспективных способов добычи нефти в настоящее время является эксплуатация скважин установками струйных насосов. Струйные аппараты получили широкое распространение в различных отраслях техники благодаря простоте конструкции, высокой надежности и уникальным техническим возможностям при откачке газожидкостных смесей. Они применяются в нефтедобыче - для освоения скважин и вызова притока, для поддержания пластового давления, а в нефтепереработке - для создания вакуума в сепарационных установках. Однако до настоящего времени многие вопросы работы струйных аппаратов изучены не полностью и остаются открытыми, что препятствует их широкому применению в нефтепромысловой практике. Неясными остаются вопросы, связанные с освоением из бездействия и исследованием скважин в течение длительных периодов времени, а также с эксплуатацией скважин в осложненных условиях. Отметим, что высоконапорные струйные аппараты в настоящее время применяются при эксплуатации скважин в осложненных условиях. Недостатком существующих известных технологий освоения, исследования и эксплуатации скважин с помощью струйных насосов является невозможность оперативного контроля забойного давления при проведении технологического процесса, а также высокие материально - технические и трудовые затраты, которые накладывают ограничение на область их применения.

Актуальность темы. Разработка технологии освоения, исследования и эксплуатации скважин с применением струйных насосов.

В связи с этим, исследование становления и развития добычи нефти насосными установками является весьма актуальным и представляет интерес не только для историков, но и для специалистов-нефтяников для дальнейшего совершенствования техники и технологии добычи нефти.

Цель работы. Разработка технологии освоения, исследования и эксплуатации скважин с помощью насосно-эжекторных систем, разработка технологии промывки и обработки призабойной зоны струйными насосами, обеспечивающих очистку забоев скважин от продуктов кольматации, проведение экспериментальных исследований работы высоконапорного струйного аппарата на газожидкостных смесях

---

, оптимизация проточной части высоконапорного струйного аппарата для получения высоких КПД и разработка методики расчета кавитационного режима работы высоконапорного струйного аппарата к конкретным условиям призабойной зоны скважины.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие основные задачи:

• 
  на основе анализа создания и развития насосного способа добычи нефти выявление проблем, возникающих при его эксплуатации;
  
• 
  проведение исторического анализа апробации струйных насосных установок;
  
• 
  исследование этапов совершенствования добычи нефти с помощью установок электроцентробежных насосов;
  
• 
  изучение опыта применения струйных насосов для добычи нефти;
  
• 
  исследование возможностей перевода высокообводненных скважин от газлифтного к механизированному способу добычи нефти электроцентробежными насосами.
  

Струйные насосы являются разновидностью гидроприводных насосов, и они обладают всеми достоинствами этого вида оборудования.

Благодаря своим конструктивным особенностям струйные аппараты отличаются высокой надежностью и эффективностъю, особенно в осложненных условиях эксплуатации, например, при добыче пластовой жидкости со значительным содержанием механических примесей и коррозионно-активных веществ из наклонно направленных скважин.

К преимуществам струйных насосов относят их малые габариты, большую пропускную способность и возможность стабильно отбирать пластовую жидкость с высоким содержанием свободного газа. Кроме того, проста конструкция установок, отсутствуют движущиеся детали, возможно исполнение струйного насоса в виде свободного, сбрасываемого агрегата.

Степень разработанности темы. Механизированная добыча нефти с помощью насосных установок является одной из наиболее динамичных областей нефтяной промышленности. Советские инженеры, начиная с 1920-х гг., разрабатывали технологии производства поршневых насосов с поршневым пневматическим двигателем. Один из первых патентов на такую конструкцию получил М.И. Марцишевский в 1936 г.

Большую работу по созданию и развитию погружных центробежных электронасосов в СССР выполнили Ш.Р. Агеев, А.А. Богданов, А.С.

---

Бодаревская, А.Н. Воронов, Н.Е. Гринштейн, Н.М. Дубовская, Н.Ф.Ивановский, Б.Г. Карташев, М.А. Кузнецов, П.Д. Ляпков, К.В. Лебедев, А.И. Лепеха, Е.П. Никуличев, В.В. Родкин, В.Д. Резников, А.И. Рыженков, Н.В. Свердлик, А.А. Чудиновский, Ю.К. Шокальский, Я.Я. Шкадов и др.

В 1980–2000-е гг. в мировой практике насосный способ добычи нефти широко применялся. В этот период необходимо отметить работы следующих ученых: Р.Ш. Бурцев, В.М. Валов, В.В. Вершковой, А.Н. Губкин, Г.М. Джамгаров, А.Н. Дроздов, Н.Ф. Ивановский, В.И. Игревский, Л.С. Каплан, И.Т. Мищенко, Н.Х. Мусин, В.И. Назаров, В.А. Петров, К.Р. Уразаков, П.Н. Фонин, В.Г. Ханжин, А.Т. Цветков, W.J. Dittman, M.A. Hewett, C. Hyde, V.M. Luhowy, A.W. Marino, В. Rintoul, P.D. Sametz, G. Sivertsen, W. Schmoeller, A.R. Way, R.Wash, D. Zeus и др.

В новом столетии в работах ученых: Д.Ф. Балденко, А.В. Власов, М.М. Велиев, Н.Х. Габдрахманов, Т.С. Галиуллин, В.Г. Гилев, Н.В. Гусин, А.Ю. Дарищев, В.А. Ю.А. Донской, Хабецкая, М.В. Шардиков, В.Н. Ивановский,

Д.Ю. Мельников, П.А. Некрасов, Т.Т. Нгиа, С.С. Пекин, М.О. Перельман, А.И. Рабинович, А.А. Сабиров, M.R. Tyler, A. Khatib, D.W. Wright, R.L. Adair и др. продолжается изучение новых возможностей насосного способа.

Научная новизна.

Впервые в хронологической последовательности исследованы этапы становления и развития добычи нефти насосными установками, начиная с 1917 г. и до настоящего времени.

Впервые на основе исторического анализа определены перспективы развития механизированного способа добычи нефти шельфовых нефтяных месторождений насосными установками.

Проанализирован и обоснован перевод высокообводненных скважин от газлифтного к механизированному способу добычи нефти с помощью установок струйных насосов.

---

Теоретическая значимость работы

Теоретическое значение исследования состоит в том, что результаты работы позволяют расширить представление о возможностях применения насосного способа добыча нефти в наклонных скважинах, а также в научном обосновании перевода высокообводненных скважин от газлифтного к механизированному способу добычи нефти с помощью установок струйных насосов.

Практическая ценность работы.

Материалы дипломной работы могут быть использованы при создании обобщающих историко-научно-технических трудов, посвященных развитию нефтяной промышленности в России и за рубежом.

Материалы работы используются в учебном процессе для переподготовки специалистов Российского предприятия в «Центре обучения» по программе «Эксплуатация нефтедобывающих скважин».

Показана роль ученых, инженеров и специалистов, внесших значительный вклад в развитие насосного способа добычи нефти (А.С. Арутюнов, А.А. Богданов, Д.Ф. Балденко, В.Н. Ивановский, А.С. Казак, П.Д. Ляпков, В.И. Игревский, Л.Г. Чичеров и другие).

Методы исследований.

Поставленные цели и задачи были решены путем исследования и систематизации результатов статистических отчетов и проработки опыта эксплуатации скважин шельфовых нефтяных месторождений с помощью насосных установок на основе широкого спектра печатных и электронных источников.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность полученных результатов обоснована анализом данных промысловых гидродинамических исследований, а также результатами эксплуатации скважин нефтяных месторождений гидропоршневыми и электроцентробежными насосными установками.

Основные положения дипломной работы докладывались и обсуждались на: семинарах НИПИморнефтегаз (г. Вунгтау, Социалистическая Республика Вьетнам, 2017–2019); III Международная научно-практическая конференция молодых ученых и студентов «Инновации. Интеллект. Культура» (г. Тобольск, 24 мая 2019); VIII Международная научно-практическая и методическая конференция «Инновации и наукоемкие технологии в образовании и экономике» (г. Уфа, 30-31 мая 2019); IX Международная молодежная научная конференция «Наукоемкие технологии в решении проблем нефтегазового комплекса» (г. Уфа, 14-15 ноября 2019).

---

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 10 научных трудах: 4 статьи в изданиях из перечня ВАК РФ, из них 2 статьи в журнале, индексируемом в международной базе Scopus; 6 публикаций в материалах научных конференций.

Структура и объем работы

1.Характеристика технологического процесса нефтедобычи 1.1Общая характеристика способов добычи

Добыча нефти - это процесс извлечения нефти на поверхность земли. Для этого используется сила давления, естественного или создаваемого искусственно. В начале эксплуатации месторождений, основным способом добычи нефти является фонтанная эксплуатация. Данный способ добычи возможен только при условии, что пластовое давление превышает давление забойное, и нефть самотеком поступает в скважину и выходит на поверхность по колонне. Этот способ один из самых менее затратных, так как для его создания необходим минимум оборудования. Но в процессе эксплуатации давление пласта падает, и эксплуатация замедляется, а иногда и прекращается. Следующим этапом развития нефтедобычи становиться механизированный способ добычи. Механизированные способы добычи являются неотъемлемой частью добычи на месторождениях поздней стадии разработки, где продуктивные пласты не обладают достаточным давлением для подъема нефти на поверхность.

На одном месторождении отдельные скважины или группы скважин могут эксплуатироваться различными способами В таблице 1 приведено распределение способов добычи нефти по России. [9]

Способ эксплуатации	Число скважин, %		Средний дебит, т/сут			Добыча, % от общей
			нефти	жидкости		нефти	жидкости
фонтанный	8,8		31,1	51,9		19,5	9,3
газлифтный	4.3		35,4	154,7		11,6	14,6
УЭЦН	27,4		28,5	118,4		52,8	63,0
ШСН	59,4		3,9	11,0		16,1	13,1
Прочие	0,1		-	-		-	-

---