Технологическая характеристика скважины № 1500

Скважина 1500 куст 56 цеха добычи нефти и газа №2 Суторминского месторождения. Скважина пробурена (бурение закончено) 19 ноября 1988 года освоена и введена в эксплуатацию 14 мая 1989 года.

Мощность двигателя N_дв, кВт 55

По данным технологическим характеристикам скважины № 1500 выберем насосно-скважинное оборудование: определим глубину спуска насоса и т.д.

Выбор насосно-скважинного оборудования. Скважинное оборудование УЭЦН выбирается на основании универсальной методики подбора установок погружных центробежных электронасосов к нефтяным скважинам.

Основным условием выбора УЭЦН является обеспечение дебита скважины при минимальных затратах.

На практике это сводится к нахождению такого сочетания режима работы скважины, типоразмера ПЭД с гидрозащитой, электрокабеля, трансформатора, диаметра НКТ, глубины спуска насоса, которое бы обеспечило заданный дебит при минимальных затратах.

2.8.1 Определение дебита скважины

Планируемый дебит скважины определяют по формуле:

Q = K (Р_пл - Р_заб)ⁿ (2.1)

где K - коэффициент продуктивности, т/сут. МПа;

Р_пл - давление пластовое, МПа;

Р_заб. - давление забойное, Мпа;

Q = 0, 9 (240 - 123)¹ = 105 т/сут

2.8.2 Определение глубины спуска насоса

Определяем из условия обеспечения минимально необходимого (оптимального) давления на приеме насоса – P_пр.опт.:

(P_заб - P_нас) ^. 106

L_н = Н_ф- ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾, (2.2)

r_см ^. g

где Н_ф – глубина фильтра, м = 2712

Р_заб. – давление забойное, МПа

Р_нас. – давление насыщения, МПа - 10, 3

r_см. – плотность смеси, кг/м³ - 854;

(12, 3 - 10, 3) ^. 106

L_н = 2712 - ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = 2473

854 ^. 9, 81

2.8.3 Выбор диаметра НКТ

Выбирают согласно их пропускной способности и возможности размещения труб в скважине вместе с кабелем и агрегатом (с учетом соединительных труб):

насосно-компрессорные трубы:

d_нкт – диаметр наружный

d_нкт = 73 мм

d_вн - диаметр внутренний

d_вн = 62 мм

толщина стенок НКТ – 5, 5 мм.

Расчет НКТ для спуска ЭЦН

H_уэцн=2473м – глубина спуска ЭЦН

Рассчитаем секцию НКТ 73 марки “Д”

=p ^. L ^. k, (2.3)

где - max. нагрузка на НКТ;

p - вес 1 п.м. НКТ;

L – длина секции НКТ;

k – коэффициент запаса прочности.

Для того чтобы рассчитать L, нужно компенсировать вес УЭЦН уменьшением длины секции НКТ. В нашем случае Э-125-2500 имеет массу 3000кг.

Рассчитаем длину секции, равную весу УЭЦН – 3000кг.

P_уст

L = ¾ ¾, (2.4)

p

где P_уст - вес установки УЭЦН;

р - вес 1 п.м. НКТ;

P_уст 3000

L = ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾ = 312, 5 м

p 9, 6

Это значит, что расчетная длинна секции НКТ 73 марки “Д” будет меньше на 312, 5 м как компенсация на вес установки.

P_стр = L 73 марки “Д”

= p ^. L ^. k,

следовательно, выведем нужную нам формулу:

L = ¾ ¾, (2.5)

p ^. k

где - max. нагрузка на НКТ;

p - вес 1 п.м. НКТ;

L – длина секции НКТ;

k – коэффициент запаса прочности.

значит:

28400

L = ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾ ¾ = 2250 м

p ^. k 9, 6 ^. 1, 3

C учетом веса УЭЦН:

L = L_p – L_{коэф. устан.} = 2050 – 312, 5 = 1737, 5 м,

так как Н_уст до 1737, 5 м, то рассчитаем секцию 73 марки “K”

37200

L = ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾ ¾ = 2980 м

p ^. k 9, 6 ^. 1, 3

Если использовать только НКТ 73 марки “K”, то L секции = 2980м. В нашем случае мы уже имеем длину секции НКТ 73мм «Д» равную L=1737, 5 значит, до проектной глубины спуска УЭЦН – 2980м – нас все устраивает.

Исходя из расчетов, принимаем:

- первая секция марки 73 марки “Д” = 1737, 5 м;

- вторая секция марки 73 марки “K” = 2473 – 1737, 5 = 735, 5 м.

Исходя из расчетный данных, лифт НКТ 73 мм будет составлять из марки “Д” – 1737, 5 м и марки “K” – 735, 5 м

2.8.4 Выбор насоса

Определяют требуемое давление насоса, равное потерям давления в скважине:

Р_н^Т = L_н ^. r_см ^. g ^. 106 + Р_у + Р_тр - Н_г ^. r_см ^. g ^. 106 - Р_опт, (2.6)

где L_н – глубина спуска насоса, м;

r_см – плотность смеси, кг/м³;

Р_у – давление на устье, МПа;

Р_тр – потери давления на преодоление сил гидродинамического трения, МПа;

Н_г – работа газа, м;

Р_опт. – давление оптимальное, МПа.

2.8.5 Работа газа

Определяют по формуле:

______

Н_г = 0, 1575 ^. d_в ^. Г ^. (1- 3Ö Р_у / Р_нас) ^. (1- n_в / 100), (2.7)

где d_в– диаметр внутренний НКТ, мм;

Г – газовый фактор, м³/т;

Р_у – давление на устье, МПа;

Р_нас. – давление насыщения, МПа;

n_в – процентное содержание воды в смеси, %.

_______

Н_г = 0, 1575 ^. 62 ^. 53 ^. (1- 3Ö 0, 9/ 10, 3) ^. (1- 77/100) = 84

Р_н^т=2473 ^. 854 ^. 9, 81 ^. 10^{- 6} + 0, 9 + 0, 5 – 84 ^. 854 ^. 9, 81 ^. 10^-6 - 7, 7=21, 4 МПа

2.8.6 Требуемый напор насоса

Определяем по формуле:

Р_н^{т .} 106

Н_н^т = ¾ ¾ ¾, (2.8)

r_в ^. g

где Р_н^т – требуемое давление насоса, МПа;

r_в – плотность воды, кг/м³.

21, 4 ^. 106

Н_н^т = ¾ ¾ ¾ ¾ = 2156 м.ст. воды

1012 ^. 9, 81

2.8.7 Выбор группы насоса

Определяют диаметр насоса в зависимости от диаметра эксплуатационной колонны:

Таблица 2.2 - Выбор группы насоса

2.8.8 Исполнение насоса

Определяют в зависимости от содержания механических и коррозирующих примесей в продукции скважины

Насос обычного исполнения, наружная поверхность насоса покрыта грунтовкой.

2.8.9 Тип насоса

Выбирают по напору и производительности из условия:

Н_н > Н_н^т

при Q_н=Q и максимальном КПД

где Н_н – напор насоса, м.ст.воды

Н_н^т - требуемый напор насоса, м.ст.воды

Q_н – производительность насоса, т/сут

Q - планируемый дебит, т/сут

h_max – КПД максимальный, %

2400т.воды > 2156 м.ст.воды

2.8.10 Выбор оборудования

Остальное оборудование выбирают согласно комплектности поставки установки:

двигатель: ПЭД 55-103

гидрозащита: П-92Д

кабель: КПБПЗ х 16к46

трансформатор: ТМПН 100

станция управления: «Электон»

2.8.11 Определение мощности

Проверяют соответствие мощности двигателя условиям откачки. Для чего определяют необходимую мощность и сравнивают с мощностью выбранного двигателя:

N_дв.> N_р

Q ^. H_н^{т .} r_см ^. g ^. 103

N_р = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾, (2.9)

86400 ^. h_н

где Q – заданный дебит, т/сут

H_н^т - требуемый напор насоса, м.ст.воды

r_см - плотность смеси, кг/м³

h_н – КПД насоса = 43

105 ^. 2156 ^. 854 ^. 9, 81 ^. 103

N_р = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = 51, 1 кВт

86400 ^. 43

N_дв = 55кВт

55кВт > 51, 1 кВт

2.8.12 Длина кабеля

Определяют минимально необходимую длину кабеля по формуле:

L_к = L_н + l (2.10)

где L_н – глубина спуска насоса, м

l – расстояние от устья скважины до станции управления, м =30

L_к = 2473 + 30 = 2503м

2.8.13 Определение габаритов агрегата

Проверяют возможность спуска агрегата в скважину, для чего определяют максимальные габариты агрегата и сравнивают их с внутренним диаметром эксплуатационной колонны:

Диаметр насоса: 112 мм

Двигатель, его диаметр: 103 мм

Внутренний диаметр

эксплуатационной колонны: 130 мм

Составляют таблицу выбранного оборудования:

Таблица 2.3 – выбранное оборудование