ВВЕДЕНИЕ

В России, а ранее в СССР, нефтедобыча всегда была одним из клю­ чевых секторов экономики и в связи с этим отечественная нефтедобы­ вающая отрасль достаточно хорошо развита в различных направлени­ ях: научном, инженерно-прикладном и финансовом. Непререкаемым авторитетом пользуются российские научные школы; отечественные заводы-производители покрывают более 95% практических потреб­ ностей в оборудовании для добычи нефти. Устойчиво высокие цены на нефть и перспективность их сохранения на ближайшие годы позволя­ ют делать необходимые финансовые вложения. На настоящее время Россия имеет все предпосылки к тому, чтобы занимать лидирующие позиции в области разработки и практического применения в нефте­ добыче новых, высокоэффективных, наукоемких и интеллектуальных технологий и оборудования. К подобному оборудованию относятся установки электроприводных центробежных насосов (УЭЦН) с ин­ теллектуализацией процесса согласования режимов работы системы «скважина — установка».

Первые установки погружных центробежных насосов в мире были применены на нефтяных скважинах для их эксплуатации в 1928 году. С данного периода УЭЦН являются одним из главных видов оборудо­ вания для добычи нефти: в настоящее время 90 000 нефтяных скважин эксплуатируется УЭЦНами во всем мире. Погружные насосы выпуска­ ются на объемные подачи от 15 до 9 500 м3/сут. и на напоры до 4500 м. В нашей стране данный вид оборудования появился в 1950 году и по состоянию на начало 2006 года в РФ около 60 000 скважин эксплуати­ руется установками ЭЦН. С использованием данного оборудования в России обеспечивается более 70% всей добываемой нефти.

Топливно-энергетический комплекс России обеспечивает при­ мерно третью часть всех доходов бюджета, около 45% экспортных валютных поступлений и примерно 35% объема промышленно­ го производства нашей страны. Доля РФ в мировых запасах нефти 12—13% , газа 32%, в общем объеме мирового экспорта нефти — 7%, газа примерно 38%. Сегодня на Россию приходится 8—10% мирового объема добычи нефти, 26—30% — газа. На рубеже веков планировалось довести уровень добычи нефти в 2005 году до 320 млн тонн. Фактичес­ ки в указанный год добыча нефти составила 469 млн 986,2 тыс. тонн. Однако, качественная структура прироста ресурсов продолжает ухуд­

шаться и начала расти доля трудноизвлекаемых запасов. К последним относятся те залежи, которые, в отличие от активных, не могут эф­ фективно эксплуатироваться с применением традиционных методов

разработки.

Напряженное состояние сырьевой базы нефти определяется вы­ соким уровнем выработанности запасов (более 60%) уникальных не­ фтяных месторождений (Саматлорское, Мамонтовское, Федоровское идр.), определяющих суммарную добычу нефти по Российской Феде­ рации в целом, а также преимущественным выборочным отбором на­ иболее рентабельных запасов нефти на средних и мелких месторож­ дениях, недавно введенных в эксплуатацию. За последние 15—20 лет дебит новых нефтяных скважин снизился в Западной Сибири при­ мерно в 10 раз и в целом по России — в 5 раз. Выработанность запасов в старых нефтедобывающих районах Приволжского, Южного феде­ ральных округов достигла 70—80%. Серьезной проблемой нефтедобы­ чи является большое количество бездействующих эксплуатационных скважин, и их число на начало 2006 года превысило 20% эксплуатаци­ онного фонда.

Распределение скважин по способам эксплуатации зависит от при­ меняемой технологии разработки месторождений, производитель­ ности скважин, а также от физико-химических свойств добываемой продукции. При анализе перспективы развития в России разнообраз­ ных способов эксплуатации скважин, а следовательно, и перспектив применения различных видов нефтегазового оборудования, и при­ чин, определяющих выбор того или иного способа, можно выделить следующие моменты:

1. На разрабатываемых месторождениях распределение фонда скважин будет сохраняться на сложившемся уровне. Некоторое уве­ личение числа УЭЦН вызовет более широкое применение гидрораз­ рыва пласта, позволяющего в 2—3 и более раз повысить суточную про­ изводительность скважин; внедрение интенсификации добычи нефти при заглублении установок;

2. На новых месторождениях выбор способа эксплуатации будет определяться дебитами скважин и физико-химическими свойствами нефти. Следует отметить, что повышение качества первичного вскры­ тия, бурение горизонтальных скважин, а также первоочередное разбу­ ривание и ввод в эксплуатацию высокопродуктивных месторождений будет способствовать увеличению числа УЭЦН;

3. Многие месторождения, открытые еще в Советском Союзе, до настоящего времени не введены в разработку из-за расположения в труднодоступных неосвоенных районах или из-за реологических осо­ бенностей нефтей. Освоение некоторых месторождений требует при­ менения насосного оборудования, в том числе УЭЦН со специальны­ ми характеристиками, позволяющими эффективно их использовать в осложненных условиях эксплуатации при откачке сильно коррози­ онной пластовой жидкости с большим содержанием механических примесей.

В конце 90-х годов нефтяники не были обеспечены всем необ­ ходимым оборудованием для эксплуатации скважин установка­ ми электроприводного центробежного насоса от российских ма­ шиностроителей. Отсутствовали конструкции оборудования для добычи нефти больших объемов пластовой жидкости с больших глубин при осложненных условиях эксплуатации, не имелось ка­ чественных комплектующих, наработка до отказа УЭЦН постоян­ но уменьшалась. Только за период с 1999 до 2001 год в некоторых регионах Западной Сибири средняя наработка до отказа УЭЦН уменьшилась в 5—8 раз дойдя до значений 80—90 суток. Перед не­ фтяниками встала дилемма: многократно увеличивать закупки отечественного оборудования и создавать огромный сервисный комплекс по обслуживанию и ремонту, как оборудования, так и самих скважин, или перейти на закупки намного более дорогих, но имеющих на порядок большие наработки до отказа импортные установки ЭЦН? При этом и перед машиностроителями нависла угроза полного отказа российских нефтяников от закупок отечес­ твенного оборудования.

Следует отдать должное флагманам российского машинострое­ ния, производящим УЭЦН — АО «АЛНАС», АО «Борец», АО «Но- вомет-Пермь» — они мобилизовали все ресурсы и сделали огром­ ный скачок вперед. Сегодня можно сказать, что по большинству направлений отечественные УЭЦН могут успешно конкурировать по показателю «цена — качество» с ведущими зарубежными фир­ мами. Интенсификация добычи нефти, сопровождающаяся сниже­ нием забойных давлений, увеличением требуемых напоров, темпе­ ратуры откачиваемой пластовой жидкости, долей свободного газа на приеме, выносом механических примесей из пласта, потребо­ вала от разработчиков нефтедобывающего оборудования создания