ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО УРОВНЯ ПРИ РАБОТЕ ШТАНГОВОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА С НОРМАЛЬНОЙ И АНОМАЛЬНОЙ НЕФТЬЮ Дамирова Д.Р.

Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности


Номер: 8-1
Год: 2016
Страницы: 64-70
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

эксплуатация насоса, динамический уровень, аномальная нефть, глубинный насос, напряжение сдвига жидкости, pump exploitation, dynamic level, abnormal oil, deep pump, fluid shift stress

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье на основе составленного дифференциального уравнения аналитическим путем изучается колебание динамического уровня при работе штангового глубинного насоса. Решение этого уравнение позволяет определить параметры колеблющегося уровня жидкостей насоса и дано практическое рекомендация урегулирование колебании уровня. В статье также определено динамический уровень вязко-пластической нефти в глубинно насосных скважинах.

Текст научной статьи

• Определение динамического уровня Практика показывает, что эффективность работы при использование штангового скважинного насоса (ШСН) во многом зависит от регулирование колебаний динамического уровня. Несмотря на ряд работ [1,2] посвященных этой проблеме, требуются повысить эффективность исследовательский работ по этой областью. Для оценки величины колебаний динамического уровня в затрубном пространстве скважины эксплуатируемых с ШСН можно воспользоваться схемой представленным на рис.1. Pис. 1. Cхема положений динамического уровня в затрубном пространстве скважины Направление отсчета от забоя к устью принимаем как положительное, т.е. повышение уровня будем считать положительным, снижение - отрицательным. Если число ходов насоса довольно велико (от единиц до десятков ходов минуту) можно считать, что пласт не успевает среагировать на незначительные изменение давления. При этом наблюдается установившийся приток из пласта в скважину, описываемый равенством (1) где k - коэффициент продуктивности, м3/сек. МПа; Рпл, Рзаб - соответственно пластовое и забойное давления, МПа. Для хода всасывания можно написать следующий баланс расходов: (2) где - количество жидкости, поступающей в насос за ход всасывания, м3; - количество жидкости, поступающее из затрубного пространство в насос за ход всасывания, м3. Выразив Рзабой и Qзатруб - через текущее положение динамического уровня Н(t) ; (3) и пологая, что скорость плунжера изменяется по гармоническому закону, c учетом уравнения баланса (2), получим: (4) где Н(t) - текущее положение динамического уровня, м; fзат - площадь сечения затрубного пространства, м2; F - площадь сечения плунжера насоса, м2; - скорость перемещения плунжера насоса кг/м3; S - пробег плунжера с начала такта всасывания, сек; t - время, отсчитываемое от начала такта всасывания, сек; t0 - длительность одного полупериода работы насоса, сек. Обозначив , после некоторых преобразований из формулы (4) получим [3] (5) Для определения скорости колебания динамического уровня в скважине при совместной работе пласта и насоса продифференцируем уравнение (5): (6) Кривая (рис.2) построена для: ; плотности жидкости ; число качаний -10 в минуту. Из уравнения (6) следует вывод: уровень в затрубном пространстве скважин при равной производительности насосов, но различных параметрах откачки равны. Pис. 2. Амплитуда колебания динамического уровня в глибиннонасосной скважине (; k= 0,8; n=10 в минуту, длина хода S=1,8м; f=38,3см2; F=25см2; плотности жидкости . Найдем из уравнения (6) выражение для максимальной скорости при условии : , (7) В уравнение (5) а2 и - величины различного порядка. Для оценки величин а и - воспользуемся значением сек (что, соответствует числу качаний от 20 до 1 в минуту), и для практически возможных значений fзат. Подсчеты показали, что даже самые большие значения составляют 2-3% от значения [MПа]. Исследование глубинно насосных скважин также крайне осложняется тем, что насосно - компрессорные трубы, занимая большую часть сечения эксплуатационной колонны, затрудняют, а во многих случаях делают невозможным спуск приборов на забой из-за аномальной - вязко-пластической нефти при работе насоса. В связи с этим до настоящего времени большинство глубинно насосных скважин с аномальным - вязко-пластической нефтью исследуется звукометрическим методом, при котором давление на забое скважины определяется расчетом по динамическому уровню вязко-пластической нефти. Поэтому, по допустимому забойному давлению определим динамический уровень в аномальном вязко-пластическом нефти скважин, при условии, что динамическому уровню нефти соответствуют установившиеся режим у приема насоса. Таким образом, примем, что у динамического уровня жидкости (нефти) отсутствуют колебаний [4, 5]. • Определение скорости потока вязко-пластичной нефти По принятым условиям определим динамический уровень жидкости для аномальной нефти (вязко-пластической нефти). С этой целью напишем скорость вязко-пластической нефти движущиеся по вертикальном направлении в эксплуатационном колонне (8) здесь - установившейся допустимое забойное давление; - давление в динамическом уровне; - вязкость нефти; - средняя удельная весь нефти; - начальная напряжения нефти; - внутренний радиус эксплуатационной колонны; - текущий радиус потока жидкости; - высота жидкости движущейся в скважине. Таким образом по принятым обозначениям вышеуказанных параметров: ; и Тогда получим: (9) Если рассмотрим граничные условия движение вязко-пластический нефти по вертикали в трубах (рис. 3) [Введите цитату из документа или краткое описание интересного события. Надпись можно поместить в любое место документа. Для изменения форматирования надписи, содержащей броские цитаты, используйте вкладку "Средства рисования".] [Введите цитату из документа или краткое описание интересного события. Надпись можно поместить в любое место документа. Для изменения форматирования надписи, содержащей броские цитаты, используйте вкладку "Средства рисования".] [Введите цитату из документа или краткое описание интересного события. Надпись можно поместить в любое место документа. Для изменения форматирования надписи, содержащей броские цитаты, используйте вкладку "Средства рисования".] При ; ; - радиус ядра потока жидкости, определяется - скорость ядра потока, определяется следующим: Рис.3. Эпюра скоростей вязко-пластической нефти Сначала определим среднюю скорость для градиентного слоя (10) Теперь определим средняя скорость потока (11) С другой стороны суммарное (общее) средняя скорость движение потока имеет: (12) здесь Q - производительность скважин по вязко-пластической нефти; - поперечное сечение эксплуатационной колонны. • Определение динамического уровня вязко-пластической нефти Если учесть равенства выражений (10) и (11) получим [6]: (13) Потом, определяем расстояние от устья скважины до высоты динамические уровню вязко-пластический жидкости (нефти) (14) где - расстояние от устья скважины до высоты динамического уровня жидкости; - высота динамического уровня; H - глубина скважины. Получено, что с регулированием динамического уровня можно регулировать коэффициент сепарации при постоянном и переменном расходах жидкости у приёма насоса (рис.4). Рис.4. Кривая коэффициента сепарации при постоянном и переменном расходах жидкости у приёма насоса. Относительная скорость газа , дебит жидкости q=200м3/сутки, скорость газа в жидкости Выводы 1. В статье на основе составленного дифференциального уравнения аналитическим путем изучается колебание динамического уровня при работе штангового глубинного насоса. 2. Получена аналитическая формула для определения высоты динамического уровня вязко-пластической нефти в глубинно насосных скважинах. 3. Зная величины динамического уровня вязко-пластической нефти, можно определит расстояние от устья скважины до динамического уровня. 4. Зная величины динамического уровня, можно определить давление в забое скважин с аномальной вязкопластической нефти, которой позволяет применять звукометрический метод для исследование скважин.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.