_{МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН}

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Альметьевский государственный нефтяной институт»

Кафедра «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»

Дневное отделение Группа 19-12 .

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Осложнения в нефтедобыче»
на тему: «Анализ причин обрывов штанговых колонн при эксплуатации скважин, оборудованных ШСНУ, в условиях Восточно-Сулеевской площади Ромашкинского месторождения»

Студент Гилязетдинов Р.Ф _____________

^{фамилия, инициалы подпись}
Руководитель проекта

к.т.н., доцент кафедры РиЭНГМ

Хаярова Д.Р. ______________

^{должность, фамилия, инициалы подпись}

Оценка за:

текущую работу над курсовым проектом ………………………..………..………..

защиту курсового проекта ……………………………………..……….………….

Итоговая оценка ……………………………….……………………….……………..

Дата защиты курсового проекта …………………….………………………………


А льметьевск, 2022

С одержание


АННОТАЦИЯ

Пояснительная записка содержит 94 страниц машинописного текста, 41 рисунок, 4 таблицы, список использованных источников - 40 наименований.

Объектом исследования является Восточно-Сулеевская площадь Ромашкинского месторождения.

Цель работы – анализ причин подземных ремонтов скважин оборудованных ШГН, в условиях Восточно-Сулеевской площади Ромашкинского месторождения НГДУ “Джалильнефть”, которые включают в себя:

- анализ статистической информации по фонду скважин, оборудованных ШГН;

- анализ причин подземных ремонтов скважин Восточно-Сулеевской площади Ромашкинского месторождения, оборудованных установками ШГН;

- анализ динамики нагрузок, действующих на штанговую колонну, по осложненным скважинам Восточно-Сулеевской площади Ромашкинского месторождения, оборудованных установками ОРЭ;

- подбор скважин-кандидатов с установками ШГН на базе анализа эффективности методов, применяемых для предотвращения обрыва штанговой колонны в условиях Восточно-Сулеевской

---

площади Ромашкинского месторождения;

- подбор штанговой колонны оборудования для скважин кандидатов;

- Расчет напряжений цикла работы штанговой колонны

Область применения: внедрение технологии возможно на объектах месторождений со схожим геологическим строением.

ВВЕДЕНИЕ

На 2017 год более 65% действующих скважин содружества независимых государств (СНГ) эксплуатируются с помощью штанговых скважинных установок (ШСНУ). Широкое применение данных насосов обусловлено тем, что большая часть разрабатываемых месторождений на сегодняшний день находятся на последней стадии эксплуатации.

В большей степени, ШСНУ оборудованы на малодебитном фонде скважин, которые эксплуатируются с высокой обводненностью. Простота конструкции так же является одним из главных преимуществ данного типа насосов. Главной проблемой при эксплуатации ШСНУ является обрыв штанговой колонны. Причиной этому служат усталостные процессы протекающие в штанговой колонне (ШК), приводящие к растрескиванию или полному обрыву штанг.

Восточно-Сулеевская площадь Ромашкинского находится на последней стадии эксплуатации. Так как нефть на Восточно-Сулеевской площади высоковязкая, парафинистая, сернистая на штанговую колонну действуют большие нагрузки, и вследствие этого происходит обрыв штанг.

Цель курсового проекта состоит в статистическом анализе скважин вышедших в ремонт по причине обрыва штанг и анализе эффективности мероприятий по предотвращению обрывов штанговой колонны на Восточно-Сулеевской площади Ромашкинского месторождении НГДУ “Нурлатнефть”.

1 РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ ОБРЫВНОСТИ ШТАНГОВОЙ КОЛОННЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

В зависимости от того, в какой среде будет эксплуатироваться насос, штанговую колонну изготавливают из различных материалов, сталей, сплавов. Это выполняется для того, что бы увеличить срок службы штанг, межремонтный период скважин и коэффициент эксплуатации. Чаще всего обрыв штанг не носит аварийный характер, но количество ремонтов связанных с ликвидацией обрыва штанговой колонны дает о себе знать.

На сегодняшний день вопрос о повышении надежности и качества штанговой колонны ШСНУ является одним из главных. Для решения этой проблемы предложены многие технологии, одной из которых является изготовление штанг из полимерных материалов, таких как стеклопластик [1]. Преимуществом данного вида штанг является возможность дозирования химического реагента при ликвидации различных осложнений и установка оптоволоконного кабеля.

---

Абуталипов У.М и Имашев Р.Н при анализе применения ШСНУ отмечают следующее, что штанговая колонна является наиболее частой причиной проведения ремонтных операций. Авторы обосновывают это с тем, что на штанги действуют нагрузки сжатия и растяжения которые не носят закономерный характер. Так же авторы отмечают, что не меньшую роль играет искривление ствола скважины и коррозийная активность среды. Совокупность всех этих факторов негативно влияет на скважину в целом, так как при выходе штанг из строя скважина окажется в простое, что негативно повлияет на ее ПЗС[2].

В статье [3] Абдулин Ф.С обнаружил, что долговечность колонны штанг зависит от следующих факторов:

- глубина спуска насоса;

- длина хода;

- число качаний.
Перечисленные параметры должны подбираться таким образом, что бы нагрузки действующие на штанговую колонну соответствовали условиям прочности штанг.

В статье [4] отмечено, что средняя наработка на отказ для российских ШСНУ составляет порядка 350 - 450 суток, в то время как за рубежом этот же показатель увеличивается в 2 раза и составляет 750 суток. Иванов А.В утверждает, что сталь низкая наработка на отказ связана с обрывом штанг, которые возникают из-за высоковязких эмульсий. При ходе плунжера вниз происходит трение между поверхностью штанги и высоковязкой жидкостью, возникают гидродинамические сопротивления в муфтах, вследствие этого появляется опасность зависания колонны штанг при движении вниз и удара, при обратном ходе вверх, т.е. возникают ударные нагрузки, приводящие к обрыву штанг.

В ОАО «Сургутнефтегаз» в период эксплуатации скважин с 2011 по 2014 год, выделено, что обрывы штанг в скважинах добывающего фонда составляют 20% из суммарного числа подземных ремонтов. Все ремонты проведенные по причине обрыва штанговой колонны принадлежат скважинам высокообводненного фонда. Анализ скважин вышедших в ремонт по причине обрыва штанг показал, что данные скважины эксплуатировались в периодическом режиме, а основной областью обрыва является приустьевая зона скважин [5].

В статье [6]Молчанов А.Г выделяет то, что обрыв штанг как в верхней так и в нижней области колонны напрямую связан с диаметром насоса. В частности при эксплуатации скважин с насосами малого диаметра происходит обрыв в верхней части колонны, так как в этой части колонны наиболее велики растягивающие нагрузки. При

---

работе насоса большого диаметра, обрыв штанг характерен для нижней части штанговой колонны, так как в нижней части нагрузки связанные с продольным изгибом наиболее максимальны.
Анализ обрывов штанг в искривленных скважин показывает то, что в 90% случаев обрыв связан с долговременным трением штанговой колонны о поверхность насосно-компрессорных труб (НКТ)[7]. Так же автор выделяет то, что коррозийная активность среды может увеличивать процесс истирания штанговой колонны. Решить данную проблему можно путем применения муфт с закаленными поверхностями или шарнирных муфт, которые имеют повышенную износостойкость.

Ишмурзин А.А при анализе подземных ремонтов скважин СНГДУ №2 «Самотлорнефтегаз» обнаружил следующее, что главной причиной выхода из строя штанговых глубинных насосов является обрыв штанговой колонны. Уменьшить долю ремонтов обрывности штанговой колонны удалось с помощью снижения кривизны ствола скважин. В наклонно-направленных скважинах в 80 % случаев, обрыв штанговой колонны приходился на участок набора кривизны ствола скважины. Однако причиной обрыва являлось не механическое воздействие на штанговою колонну а неверное сопоставление допустимых максимальных и минимальных нагрузок [8].

Кочеков М.А при анализе обрывности штанговых колонн в скважинах, ОАО «Сургутнефтегаз» отмечает то, что большая часть ремонтов по причине обрывности штанговых колонн возникают при эксплуатации с насосами НВ-38 и НВ-44 [9]. Для уменьшения доли ремонтов в скважинах эксплуатирующими насосами НВ-38 и НВ-44 в ОАО «Сургутнефтегаз» было принято решение о применении:

- центраторов;

- укороченных штанг или конусных штанг.

При анализе обрывов штанговых колонн в условиях Западной Сибири было выявлено, что частой зоной обрывов является область муфтового соединения штанг. Автор выделает совокупность факторов негативно влияющих на штанговую колонну, к ним входят: массовое содержание воды в нефти, содержание солей в пластовой воде и присутствие механических примесей. Перечисленные параметры в условиях Западной Сибири деформируют внутреннюю поверхность муфтовых соединений, после чего возникают обрывы штанг [10].

---

В работе [11] обнаружено следующее, что в скважинах Ишимбайского месторождения штанговые колонны быстро выходят в ремонт из-за высокой коррозионной активности извлекаемой пластовой жидкости. Одним из главных компонентов пластовой жидкости является сероводород.При высоком содержании сероводорода происходит быстрое наводораживание металла. В следствие этогоштанговая колонна теряет свою прочность, увеличивая вероятность выхода скважины в ремонт.

В процессе работы штангового глубинного насоса больше всего нагрузок на штанговую колонну приходится в середине хода колонны и в период пуска. Именно в данных условиях наиболее вероятного образование обрыва штанговой колонны. Так же негативную роль возникновение эмульсии, которая будет содержать в себе парафины, смолы и асфальтены. Для снижения вероятности обрыва штанговой колонны в России используют пневмокомпенсаторы. Пневмокомпенсаторыпредназначены для выравнивания скорости и давления жидкости за счет снижения действия пускового момента и пульсаций давления на НКТ [12].

На сегодняшний день насосные штанги производят из стали или стеклопластика. Антоненко А.А, Шайдаков В.В и Людвиницкая А.Р [13] полагают, что наиболее перспективной конструкцией обладают металлополимерные штанговые колонны (МШК). Данные штанги состоят из:

- волокон,

- лент,

- нитей,

- проволок и канатовсармированной оболочкой.

Преимущество металлополимерных штанговых колонн над металлическими является легкость в монтаже и ремонте.Так же данные штанги могут быть использованы при ОРЭ.

В трудах Гиматутдинова Ш.К [14],описывается штанговая колонна, включающее в себя штанги, которые связаны между собой посредством муфт, обладающие утяжеленным низом. Данное конструктивное решение было принято для того, что бы снизить негативное влияние сил, действующие на колонну штанг снизу. Автором предполагается снижение обрывов и отвинчиваний штанговой колонны в ее нижней части.

Никищенко С.Л в статье [15] утверждает, что техническое состояние штанговой колонны в большей степени зависит от:

- правил эксплуатации,

- правилтранспортировки,

- правилхранения.

Так же автор выделяет то, что долговечность штанговой колонны зависит от марки стали примененных для ее изготовления.

ТатНИПИнефть с 2006 решает вопросы о повышении долговечности и надежности применяемого нефтепромыслового оборудования [16]. Решение данной задачи требует оценки технического состояния насосных штанг и состоит из двух этапов:

---

Смотрите также файлы

• Виды документов и их классификация.ppt

• Интервью алу гімелесу.docx

• Период тейлоризма в развитии тм (Ф. Тейлор, А. Н. Гастев, П. М. Керженцев).pptx

• Иммунная система.doc

• Понятие, цели и задачи маркетинга МаркетингЦели изучения темы.pdf