МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РФ  

УФИМСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 

                                                                                       КАФЕДРА РАЗРАБОТКИ И                                                                         

                                                                       ЭКСПЛУАТАЦИИ  ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ

                                                                                 МЕСТОРОЖДЕНИЙ

АНАЛИЗ  ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН, ОБОРУДОВАННЫХ УЭЦН, В НГДУ “ПОВХНЕФТЬ”     НА         ПОВХОВСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ.

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

ПО КУРСУ  «СКВАЖИННАЯ ДОБЫЧА НЕФТИ»

2001

                                              Содержание

      Введение                                                                                                                 

1  Геолого – физические  условия и состояние  разработки                              

1.1 Общие сведения  о Повховском месторождении                                   

1.2 Коллекторские свойства  пласта БВ₈                                                      

1.3 Физико-химические  свойства нефти,  газа, воды пласта  БВ₈               

1.4 Состояние разработки  месторождения                                                  

1.5 Характеристика фонда  скважин                                                        

2  Оценка эффективности  применения УЭЦН

2.1 Принципиальное устройство  УЭЦН

2.2 Анализ эксплуатации  скважин, оборудованных  УЭЦН

2. 2 .1 Сравнение работы  УЭЦН и ШСНУ

2.3 Анализ эксплуатации  скважин, оборудованных  УЭЦН в НГДУ“ПН” 

за 6 месяцев

2.3.1 Динамика наработки на отказ скважинного оборудования  УЭЦН и основные причины ремонтов   

2.4 Пути оптимизации  работы скважин,  оборудованных УЭЦН

3  Проверочные расчёты  и подбор оборудования 

3.1 Принцип упрощенного  подбора УЭЦН (предложенный  П.Д.Ляпковым) для случая,  когда  дебит жидкости скважины в стандартных условиях задан

3.2 Методика подбора  оборудования и  режима работы  скважин,

оборудованных УЭЦН (Девликамовым В.В , Зейгманом Ю.В)

3.3  Промысловый расчет  глубины спуска  УЭЦН  НГДУ “ПН”  ЦДНГ-2

3.4 Выбор группы скважин и обоснование целесообразности

выполнения  проверочных расчетов по подбору УЭЦН

4  Расчет УЭЦН и  сопоставление фактических  и расчетных параметров  их работы

4.1 Оценка технологической  эффективности подбора  УЭЦН

4.2 Требования безопасности и охраны окружающей среды

     Выводы

     Список используемых  источников

Список  сокращений

      ППД – поддержание  пластового давления;

      ШСНУ  – установка штангового скважинного насоса;

      УЭЦН  – установка электроцентробежного насоса;

      НГДУ -  нефтегазодобывающее управление;

      ВНК – водо-нефтяной контакт;

      ГРП – гидроразрыв  пласта;

      АО  – акционерное  общество;

      НКТ – насосно-компрессорные  трубы;

      ПЭД – погружной электродвигатель;

      КПД – коэффициент  полезного действия;

      ЦДНГ  – цех добычи нефти  и газа;

      УРС – управление ремонта  скважин;

     ЗАО «О-П» - закрытое акционерное  общество «Ойл-Памп»;

     КЦТБ  – когалымская  центральная трубная  база;

     ОГС – отработавшие гарантийный  срок;

     ВНР – водонапорный режим;

     ГТМ – геолого-технические  мероприятия;

     АСПО  – асфальто-смолистые парафинистые отложения;

     СП  – совместное предприятие;

     МРП – межремонтный период;

     ГЖС – газожидкостная смесь;

     КПБК  – кабель с полиэтиленовой изоляцией, бронированный, круглый.

                                               ВВЕДЕНИЕ

     В основе всех способов механизированной  добычи нефти  лежит ввод  в поток продукции  энергии  от внешнего источника. В настоящее  время для этой цели можно  использовать   практически все  известные формы энергии: сжатого  газа (газлифт), тепловую ( термолифт), механическую ( ШСНУ), электрическую , гидравлическую и пневматическую . Последние три способа подвода энергии используют при эксплуатации скважин бесштанговыми насосами . Усложнение требований к насосным установкам в связи  с ростом глубин скважин , необходимостью достижения заданных дебитов , напоров и мощностей , появление сильно искривлённых скважин , а также вследствие разнообразных осложнений – высокой вязкости продукции , наличия песка , высокого газосодержания , отложений солей и парафина  , смол- послужило основой для появления разнообразных установок бесштанговых насосов,  основанных на использовании видов привода , не имеющих подвижных деталей в стволе скважины . В этих случаях к насосу подводится либо электрическая энергия по специальному кабелю , либо поток энергонесущей среды - жидкости, сжатого газа ,теплоносителя по трубе  .

     Поэтому возникла необходимость   создания принципиально нового  насосного оборудования для механизированной  добычи нефти .Работа по разработке  ЭЦН велись у нас с 1940 года. Однако , первые промышленные образцы этих насосов появились с России в 1950 году. Они способны работать при значительной обводнённости продукции скважин , в агрессивных средах: газ , соли , песок и др.).

     В этих установках канал электропередачи обладает достаточно высокой надёжностью, кривизна скважины не вызывает дополнительных потерь энергии, а повышение параметров энергопередачи позволяет передать насосу мощность, достигающую сотен киловатт, многократно превышающую возможность механических приводов.

     Но для того , чтобы получить  максимум от использования УЭЦН  необходимо грамотно подбирать  типоразмер установки и отдельно  для каждой скважины и условий  её эксплуатации .

1  ГЕОЛОГО – ФИЗИЧЕСКИЕ  УСЛОВИЯ И СОСТОЯНИЕ                   РАЗРАБОТКИ   

   1.1 Общие сведения о Повховском   месторождении

      Повховское многопластовое месторождение нефти было открыто в 1972 году поисковой скважиной №7 , пробуренной на Средне-Ватьеганской сейсмической структуре.

     Месторождение находится в центральной части  Западно-Сибирской равнины и тяготеет к северо-восточной части Сургутского нефтегазоносного района (Рисунок 1 ).

     В административном отношении месторождение  расположено в северной части  Сургутского района Ханты-Мансийского  автономного округа Тюменской области, в 90 км к северо-востоку от города Когалым и 102 км на северо-восток от г.Сургута.

     В пределах площади в 31 км. расположен пос.Новоаганск – Сургут-Омск. В  непосредственной близости от месторождения  находится газопровод Уренгой- Вынгапур-Челябинск-Новополоцк.

     Ближайшие месторождения:

     Ватьеганское – в25км к юго-западу; Южно-Ягунское – в90км к юго-западу; Северо-Ватьеганское – в54 км  к востоку.

     Географически район месторождения приурочен  к верховьям и средней части  рек Котухта и Ватьеган, впадающих  в реку Аган.

     Район месторождения представляет собой слаборасчлененную, заболоченную равнину. Абсолютные отметки рельефа изменяются от +75 до + 110 м. Сильная заболоченность района, как и остальных районов севера Тюменской области связана с наличием мощного  слоя вечномерзлых пород, играющих роль водоупора, слабой испаряемостью влаги и затрудненным стоком.

     Вследствие  большой глубины болот и их позднего промерзания движения сухопутным транспортом затруднено.

     Климат  района резко-континентальный с  продолжительной холодной зимой  и коротким жарким летом. Среднегодовая температура –3 С. Самый холодным месяц – месяц – январь (до –50 –58С), самый теплый – июль (до +30С). Общее количество осадков в год достигает 400-500мм. Наибольшее количество осадков на начало и конец летаРастительность представлена сосной, кедром, на заболоченных участках, в поймах рек встречается береза и тальник.

1.2  Коллекторские свойства

Пласт БВ₈ Повховского месторождения

     Коллекторские свойства пласта БВ₈  Повховского месторождения определяются по данным лабораторных исследований керна и  гидродинамических исследований скважин.

     Исследования  показали, что продуктивный горизонт БВ₈ неоднороден как по разрезу, так и по площади. По разрезу происходит ухудшение коллекторских свойств к подошве, а наличие глинистой перемычки толщиной 3-5м привело к выделению при подсчете запасов пласта БВ_2/8.

     Пласт БВ_1/8 – основной, содержит до 80% месторождения. Залегает повсеместно, общая толщина 17,6-26,6м. Верхняя часть пласта 10-16м монолитна с хорошими коллекторскими свойствами, нижняя- тонкое чередование проницаемых и плотных непроницаемых пород.

     Пласт БВ_2/8 содержит до14% запасов месторождения. Залегает в нижней части горизонта БВ₈, развит не повсеместно. Общая толщина от 18,6 до 27,4м. Пласт еще более неоднороден и более заглинизирован по сравнению с БВ_1/8.

     Среднее значение гидродинамических параметров пластов БВ_1/8 и БВ_2/8 приведены в таблице 1.2.

  1.3  Физико – химические  свойства нефти,  газа, воды пласта 

 Пласт БВ₈ Повховского месторождения

     Свойства  пластовой нефти залежи являются основными для  Нижневартовского свода. При погружении залежей давление и температура повышаются. Нефть  не донасыщена газом, давление насыщения  значительно ниже пластового и изменяется в диапазоне 10-14 МПа. Давление насыщения, газосодержание, усадка нефти от сводовых частей к зонам ВНК уменьшаются, соответственно увеличиваются плотность и вязкость нефти. Свойства нефти – табл.1.3.1 и 1.3.2

     Нефть содержит в весовых  процентах  табл.1.3.1 и 1.3.2

Таблица 1.3.1

Таблица 1.3.2

Растворенный  в нефти газ  содержит в молярных процентах см. таблицу 1. 3. 3

Таблица 1.3.3

        Из этого видно, что нефти  Повховского месторождения легкие, малосмолистые, маловязкие, сернистые,  парафинистые.

        Пластовые воды относятся к  хлоркальциевому типу. Минерализация  – от 14 до 20,5г/л. Характеризуются значительным содержанием брома и ионов кальция. Содержание йода – 2,1 – 2,34 г/л, аммония – от 24,3 до 34,5мг/л. Величина рН - 0,8 – 7,2. Удельный вес – 1,016 г/см3. Воды повсеместно насыщены углеводородным газом. Содержание метана – 58,5%; азота – 1,128%; углекислого газа – 0,609%; гелия – 0,005%; тяжелых углеводородов 39,758

1.4  Состояние разработки  месторождения

Пласт БВ₈ Повховского месторождения

       Промышленная  разработка горизонта БВ₈ началась в 1978году. Интенсивное разбуривание залежи привело к быстрому и резкому наращиванию объемов добычи нефти. До 1989 года бурение шло в основном на горизонт БВ₈, запасы которого составляют 95% всех балансовых запасов Повховского месторождения. С 1979 года начинает осваиваться система внутриконтурного заводнения. Для системы ППД используются  подземные воды апт-альб-сенаманского водоносного комплекса.

       1986-87 годы характеризуются максимально  достигнутыми уровнями добычи  нефти (11232,8 и 11283,6 тыс.тонн),что  соответствовало 5,0-5,02% отбора в  год от начальных извлекаемых запасов нефти (Рисунок 2).

       С 1988 по 1994 годы отметилось неуклонное снижение  добычи нефти, и  нарастанием текущей  обводнённости. Принятие кардинальных мер по увеличению текущих отборов  жидкости в 1995-97 годах обеспечило стабилизацию добычи нефти и даже ее рост в 1997 году. Темп разработки горизонта БВ₈ в 1997 году составил 2,28% от начальных извлекаемых запасов нефти, а по состоянию на 1.01.98 года из скважин с начала разработки было добыто 120242,3 тыс.тонн нефти или 23,7% от начальных балансовых запасов. Среднегодовая обводнённость добываемой продукции в 1997 году составила 55,9% (весовых).

Динамика основных показателей разработки пласта БВ₈ Повховского месторождения

представлено  в табл.1.4.   На динамику отборов  нефти и жидкости значительное влияние оказали следующие факторы:

• Во-первых, снижение дебитов скважин при переводе их с фонтанного способа на механизированную добычу в связи с ростом обводненности продукции. По скважинам пласта БВ_1/8 осредненный потенциальный дебит в период их фонтанирования после перевода скважин на механизированный способ добычи составил половину от максимально достигнутого при фонтанном способе. С ростом обводненности продукции и снижением проводимости пласта почти в 4 раза сократился текущий дебит жидкости по скважинам после их перевода на мех.добычу. При этом рабочие депрессии на пласт выросли.

Аналогичные показатели по скважинам, эксплуатирующим  менее продуктивный пласт БВ_2/8: падение потенциальных дебитов в 1,5 раза при переводе на мех.добычу при одновременном росте обводнения в 4,2 раза.

• Вторым существенным фактором является качественное  и количественное  изменение структуры ввода новых запасов. К 1987 году основная продуктивная часть запасов  нефти была уже введена в разработку и весь объем эксплуатационного бурения был перенесен в краевые области залежи, характеризующиеся низкими добывными возможностями, низкой степенью подключения запасов в разработку.

       Проведенный анализ показал, что возможности  по существенному приросту запасов  отсутствуют, а, следовательно, тенденция к падению добычи нефти сохранится и будет определяться темпом обводнения вовлеченных запасов.

       Некоторым фактором стабилизации добычи нефти  может являться бурение уплотняющей  сетки скважин на менее продуктивную часть горизонта БВ₈. Поэтому центральная часть пластов БВ_1/8 и БВ_2/8  была разбурена по прямоугольной сетке плотностью 8 га/скв. Дальнейшее исследование  и экономические расчеты показали, что бурение уплотняющей сетки скважин на краевых зонах невыгодно, т.к. большинство новых скважин будет иметь дебит не более 7 м³/сут, что автоматически переводит их в бездействующий или малодебитный фонд.

       Поэтому было решено провести ряд геолого-технических  мероприятий с целью повышения  степени пласта воздействием. Так, для  вовлечения балансовых запасов, отличающихся худшими  продуктивными свойствами, в активную разработку с 1992 года по краевой части горизонта в добывающих скважинах начал успешно применяться метод гидравлического разрыва пласта. Это позволило повысить дебит нефти обработанных скважин в 6.5 раза, сократить величину пассивных запасов, увеличить величину коэффициента эксплуатации скважин от 0,5 до 0,95.

       Быстрая окупаемость капитальных вложений позволила добиться высоких экономических  показателей при продолжительности  эффекта 2-3года и создать базу для проведения ГРП в АО «Лукойл-Когалымнефтегаз» и других   районах.

        Рисунок 2 - График разработки  пласта БВ₈ Повховского месторождения.

                                   Динамика основных показателей разработки пласта БВ₈ Повховского месторождения