МУ ПР ОНГМ-22. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине Освоение нефтяных и газовых месторождений Шымкент 2021г

• Название: Методические указания к практическим занятиям по дисциплине Освоение нефтяных и газовых месторождений Шымкент 2021г
• Дата: 08.02.2022
• Размер: 0.99 Mb.
• Имя файла: МУ ПР ОНГМ-22.docx
• Тип: Методические указания; #355046
• страница: 5 из 11

Тема: Проектирование технологического режима работы скважин, оборудованных УЭЦН

Учебная цель: сформировать умение выполнять расчеты по проектированию технологического режима работы скважин, оборудованных УЭЦН
Ход работы:

1. Внимательно прочитайте задания

2. Выполните расчеты
Задание 1. Рассчитать оптимальное, допускаемое и предельное давление на приеме ПЦЭН. Исходные данные для расчёта в таблице 4.

Таблица 4. Исходные данные для расчета

Наименование данных	Варианты
	1,11, 21,10	6,16, 26	7,17, 27	8,18, 28	9,19, 29	2,12, 20,22	3,13, 23	4,14, 24	5,15, 25
Давление насыщения, Рнас, МПа	8,7	6,5	7,4	7,1	7,4	8,3	6,8	7,3	7,1
Вязкость пластовой нефти Мн.пл., м Па*с	14,1	17,6	37,5	17,5	17,3	13,1	29,7	29	29
Вязкость дегазированной нефти Мн.д.,м Па*с	29	31	50	35	35,1	30	49	49	48,9
Обводненность продукции, nb	0,125	0,4	0,2	03	0,7	0,13	0,135	0,5	0,6

Методические указания по выполнению задачи №1

1. Рассчитываем оптимальное давление на приеме насоса:

При n_в ≤ 0,6:

Р_опт = Р_нас (0,325-0,316_∙n_{в нд}/ _н.пл (36)
При n_в≥0,6:

P_опт=P_нас (6,97∙n_в-4,5∙n_в² – 2,43) _нд/ _н.пл (37)

2. Рассчитываем допускаемое давление на приеме насоса.

При n_в ≤ 0,6:

Р_опт=Р_нас (0,198-0,18_∙n_{в) нд}/ _н.пл (38)
При n_в≥0,6:
P_опт=P_нас (2,62∙n_в-1,75∙n_в² – 0,85) _нд/ _н.пл (39)
2. Рассчитываем предельное давление на приеме насоса.

Р_пред =Р_нас (0,125-0,115_∙n_в) _нд/ _н.пл (40)
Задание 2. Скорректировать паспортную характеристику ПЦЭН. Исходные данные в таблице 5.

Таблица 5. Исходные данные

Варианты__1,3,5,7,9__2,4,6,8,10__11,13,15,17,19'>Варианты	1,3,5,7,9	2,4,6,8,10	11,13,15,17,19
ПЦЭН	ЭЦН5А-360-600	1ЭЦН6-500-750	ЭЦН5 130-1200
Варианты	22,24,26,28,30	14,12,16,18,20	21,23,25,27,29
ПЦЭН	1ЭЦН6-500-450	1ЭЦН6-250-1050	1ЭЦН6-350-850

Методические указания по выполнению задачи №2

1. 
   По паспортной характеристики данного насоса находим основные параметры для подач: 100,200,300,400 и 500м³ /сут. и представляем их ниже:
   

Подача Q, м³ /сут 100 200 300 400 500

Напор Н,м …. … … … ….

КПД, ŋ …. … … … ….

2. 
   Рассчитываем снижение напора:
   

ΔН=0,92∙Н_опт / (3,9+0,23∙Q_опт) (41)

Где Н_опт и Q_опт – соответственно паспортные данные напора и подачи на оптимальном режиме работы насоса.

3. 
   Рассчитываем реальный напор Н’ и КПД ŋ’ для принятых Q₁, Q₂, Q₃ и т.д. по формулам:
   

H_i= H_i – ΔН, (42)
ŋ_i = ŋ_i (1- ΔН/ H_i), (43)
4.Результаты представляем в виде таблицы

Подача Q, м3 /сут
Напор Н’,м
КПД, ŋ’

5. По вычисленным значениям Н’ и ŋ’ строят реальные характеристики Qi –H’ и Qi - ŋ’. Мощностная характеристика остается без изменений (Q-N).
Задание 3. Рассчитать гидродинамическую характеристику скважины, выбрать типоразмер ПЦЭН и глубину его спуска. Исходные данные взять из таблицы 6.
Таблица 6. Исходные данные

Наименование данных	варианты
	1,11, 21	2,12, 22	3,13, 23	4,14, 24	5,15, 25	6,16,26	7,17,27	8,18,28	9,19,29	10,20,30
Глубина скважины Lc,м	1800	1850	1900	1950	2000	2050	2100	2080	1900	1970
Пластовое давление, Pпл, МПа	19	18,5	19,2	19,5	18,3	18,9	18,1	19,1	19,3	18,4
Коэффициент продуктивности, К, м3/ (сут∙МПа)	29	30	31	33	32	33	34	31	35	32
Объемная обводненность, В	0,25	0,3	0,4	0,5	0,2	0,3	0,35	0,25	0,3	0,2
Плотность воды ρв, кг/м3	1170	1170	1170	1170	1170	1170	1170	1170	1170	1170
Давление на устье Ру, МПа	0,5	0,6	0,5	0,4	0,6	0,7	0,5	0,6	0,4	0,6
Диаметр эксплуатационной колонны Dэкс , м	0,168	0,168	0,168	0,168	0,168	0,168	0,168	0,168	0,168	0,168
Давление насыщения, Pнас, МПа	9,9	8,7	8,3	8,9	7,5	7,8	7,8	8,7	9	7,5
Оптимальное давление у приема насоса Pопт , МПа	3	2,5	3,1	5,1	4	2	2,5	3	3,2	4
Плотность пластовой нефти, ρпн, кг/м3	874	874	895	869	869	872	884	881	869	874
Плотность дегазированной нефти, ρдн, кг/м3	893	893	907	893	885	893	895	892	885	893

Методические указания по выполнению задачи №3

1. 
   Вычисляем минимально забойное давление:
   

P_з.min.=0,75∙P_нас, МПа, (44)

Вычисляем дебит скважины:

Qф=К∙ (Р_пл — P_заб) , (т/сут), (45)

2. 
   Задаемся значениями дебитов (подач): Q_1, Q_2, Q₃ (м³/ сут.)
   

3. 
   Вычисляем глубину спуска насоса для заданных подач (при Q_1, Q_2, Q₃)
   

, м (46)
где L_c – глубина скважины, м

P_опт - оптимальное давление на приеме насоса, МПа

Q – дебит, м³/сут.

К – коэффициент продуктивности, м³/ (сут∙МПа)

P_пл – пластовое давление МПа

ρ'_ж - средняя плотность жидкости, кг/м³
ρ'_ж = (ρ_нп+ ρ_нд)/2, кг/м³ (47)

4. 
   Для каждой глубины спуска насоса находим (по рис. 2.) давление на выкиде насоса P_вых1, P_вых2, P _вых3.
   

На оси давлений откладывают давление P_у , и проводит линию до пересечения с кривой, соответствующей обводненности, прибавляют глубину спуска насоса H_H. Из данной глубины проводят линию до пересечения с кривой, соответствующей обводненности и получают давление на выкиде насоса P_вых.

5. 
   Рассчитываем потребное давление (давление необходимое для подъема заданного Q на поверхность):
   

P_H =P_вых – P_опт, МПа (48)

6. 
   Вычисляем потребные напоры:
   

H = (P_вых – P_опт)∙10⁶/ (ρ'_ж ∙g), м (49)

7. 
   По результатам расчета строим зависимость H= f (Q). Построенную графическую зависимость совмещают с реальными характеристиками ПЦЭН (справочная книга по добыче нефти под ред. Ш.К. Гиматудинова, стр.360-361). Точка пересечения характеризует возможные совместные режимы работы системы.
   
8. 
   Рассчитать глубину спуска выбранного насоса по (по формуле 46.)
   
9. 
   В соответствии с технической характеристикой УПЦЭН , выбираем погружной электродвигатель (справочная книга по добыче нефти под ред. Ш.К. Гиматудинова стр. 384).
   

Рисунок 2. Экспериментальные кривые распределение давления

(ρ_в = 1170 кг/м³). 1,2,3 и т.д. – соответственно при обводненности В = 0,1;0,2; 0,3, и т.д.
10. Определяем основной диаметр агрегата.

Наружный диаметр двигателя, насоса и подъемных труб выбирают с учетом размещения их вместе с кабелем в эксплуатационной колонне данного диаметра. При этом имеют ввиду, что погружной агрегат и ближайшие к агрегату трубы составляют жесткую систему и расположение их в скважине должно рассматриваться совестно. Зная глубину спуска, искривлённость скважины и состояние эксплуатационной колонны, выбирают допустимые зазор между агрегатом и колонной. От зазора зависят основные размеры насоса и двигателя, связанные с мощностью погруженного агрегата. Для сохранности кабеля и устранения опасности прихвата агрегата в эксплуатационной колонне диаметральный зазор для скважин с диаметром колонн до 219мм принимают равным 5-10мм.

Наибольший основной размер погружного агрегата равен разности между внутренним диаметром эксплуатационной колонны и допустимым зазором. Основной диаметр агрегата с учетом плоского кабеля (рисунок 3.)
, (50)
где D_эд – наружный диаметр электродвигателя

D_H - наружный диаметр насоса;

h_k – толщина плоского кабеля;

S – толщина металлического пояса, крепящего кабель к агрегату.

h_{k =}13,1мм,

S = 1мм.



Рисунок 3 . Схема расположения погружного агрегата, насосных труб и кабеля
Основной размер агрегате с учетом насосных труб и круглого кабеля (см. рис.3.)

, (51)
где d_м - диаметр муфты насосной трубы, определяется по таблице (Юрчук "Расчеты в добыче нефти, стр. 249 ) в соответствии с рисунком 4 , d_к =32,1мм – диаметр круглого кабеля. Кр БК3х25.


Рисунок 4. Кривые потерь напора в насосных тубах

Для определения диаметра труб необходимо из точки дебита провести вертикаль вверх до пересечения кривых потерь напора в трубах разного диаметра. Затем исходя из предварительно принятого к.п.д. ( например 0,94), найти в пересечении указанной вертикали с линией 0,94 необходимый диаметр труб. При пересечении кривых для труб нескольких диаметров предпочтение отдают тому, который дает более высокий к.п.д., учитывая при этом также прочность труб и возможность размещения их в скважине

Если А_max > D_max, что может иметь место при большом диаметре насосных труб, то выше агрегата следует установить 10-150м. насосных труб меньшего диаметра, то А_max < D_max.