Осложнения в работе скважин, оборудованных эцн.
Влияние эмульсий и вязкости откачиваемой ж-ти. Обводненность продукции скважин явл-ся фактором, оказывающим существенное влияние на работу ЭЦН. В интервале обводн-ти от 30 до 80% м. образовываться высоковязкие эмульсии. При этом вязкость эмульсии м. в 2-3 раза превышать вязкость нефти. При откачке высоковязкой эмульсии ухудш-ся раб. Харак-ки ЭЦН: КПД и напор насоса падают, а потребляемая мощность растет. ЭЦН не реком-ся использовать, если продукция скважин м. образовывать стойкие эмульсии. Выполнен-ми ТатНИПИ исследованиями было установлено, что ЭЦН м. работать при величинах эффективной вязкости среды не более 350 мПа*с. При этом подача насоса падает до 0,7 от подачи на воде, а потребляемая мощность возрастает в 1,7 раза. Осложнения, связанные с образованием высоковязкой эмульсии, м.б. уменьшены применением деэмульгаторов.
Влияние газа. Выводы. 1. Работа ЭЦН на газожидкостных смесях характеризуется снижением внешних параметров: Q, H, N, η. 2. Снижение параметров работы насоса зависит от величины газосодержания в откачиваемой ж-ти. При увеличении газосодержания до определенной величины м. произойти срыв подачи. 3. при откачке ГЖС по мере роста газосодержания Г (отношение объема газа к объему ж-ти) резко сокращается область работы насоса.
Харак-ки ЭЦН при работе на ГЖС при содержании газа от 0 до 0,1. Независимо от конструкции раб. Органов, типа направляющего аппарата и т.д., внешние параметры меняются незначительно только в области малых газосодержаний (0,01-0,02). Наибольшее изменение при увеличении газосодержания испытывает напор насоса Н, а наименьшее – потребляемая мощность N. Снижение относительных параметров исследованных насосов не зависит от режима их работы. Увеличение числа ступеней насоса приводит к меньшему изменению КПД и напора и к большему изменению мощности. Общий характер изменения относительных параметров исследуемых насосов одинаков.
Работа ПЦЭН при откачке вязкой ж-ти также сопровождается ухудшением его рабочих характеристик. В теории гидромашин и компрессоров разработаны методы пересчета рабочих характеристик центробежных насосов для перекачки вязких жидкостей. Эти методы основаны на обобщении результатов практических испытаний насосов на жидкостях различной вязкости и определения поправочных коэф-тов к величинам H, Q и η в зависимости от числа Re. В теории центробежных насосов применяются различные формы записи числа Рейнольдса. В данном случае используется следующий безразмерный комплекс:
(XI.41)
Здесь n — частота вращения вала; Q — подача; v — кинематическая вязкость ж-ти.
Эксплуатация фонтанных скважин. Артезианское фонтанирование.
Общим обязат-м усл-м д/работы любой фонтанирующей скв будет рав-во:
Рс = Рг+Ртр+Ру, где PC — давл-е на забое скв; Рг, Ртр, Ру — гидростатическое давл-е столба ж-ти в скв, рассчитанное по вертикали, потери давл-я на трение в НКТ и противодавл-е на устье, соотв-но.
Различают 2 вида фонтанир-я скв-н:
фонтанирование ж-ти, не содержащей пузырьков газа,- артезианское фонтанирование;
фонтанирование ж-ти, содержащей пузырьки газа, облегчающего фонтанирование,- наиболее распространенный р-б фонтанирования.
Рис. 1. артезианское фонтанирование:
артезианское фонтанирование рз > рн, р2 pн, т. е. фонтанирование происх-т за счет гидростатического напора (рис. 1). В скв-не наблюдается обычный перелив ж-ти, движется негазированная (без свободного газа) ж-ть (аналогично артезианским водяным скв-нам). В затрубном простр-ве м/у НКТ 1 и обсадной ЭК-й 2 находится ж-ть, в чем можно убедиться, открыв, н-р, трехходовый кран под манометром, показывающим затрубное давление рзатр. Газ выделяется из нефти за пределами скважины в выкидной трубе.
Артезианский способ встречается при добыче нефти редко. Он возможен при полном отсутствии растворенного газа в нефти и при Рзаб, превыш-щем гидростатическое давл-е столба негазировапной ж-ти в скв-не. При наличии растворенного газа в ж-ти, который не выделяется благодаря давл-ю на устье, превышающему Рнас, и при Рзаб, превышающем сумму двух давл-й: гидростатического столба негазированной ж-ти и Ру.
Т.к. присутствие пузырьков свободного газа в ж-ти ум-ет ее и гидростатическое давл-е такого столба ж-ти, то Рзаб, необходимое для фонтанирования газированной ж-ти, существенно <, чем при артезианском фонтанировании.
Условие артезианского фонтанирования непосредственно следует из р-я (1) баланса давлений:
(1)
(2)
где Н глубина скважины по вертикали (принимается обычно до середины продуктивного пласта); = (3 + 2)/2 средняя плотность жидкости в скважине; 3, 2 плотность жидкости соответственно в условиях забоя и устья; g ускорение свободного падения.