Образование высоковязких эмульсий
.pdfБН разработаны ступени с открытыми рабочими колесами. В частности, системы с открытыми радиальными лопатками в рабочих колесах, системы с наклонными рабочими лопатками и системы со сборными направляющими аппаратами.
Газосепараторы предназначены для обеспечения устойчивой работы погружных насосов типа ЭЦН для добычи нефти при откачивании ими пластовой жидкости с большим содержанием свободного газа (до 55 %). Они устанавливаются вместо входного модуля насоса и обеспечивают принудительную подачу газожидкостной смеси из скважины в сепарационную камеру, разделение газа и жидкости в поле центробежных сил, возврат отделенного газа в межтрубное пространство скважины и подачу очищенной от свободного газа жидкости в насос.
По данным компании «Новомет-Пермь» с 2007 года на различных месторождениях успешно работают уже более чем 1000 установок с газосепараторами нового поколения. Новая конструкция характеризуется высокой эффективностью сепарации (до 80 %) и надежностью. За это время не было ни отказов по причине перерезания, ни «полётов». При общей надежности оборудования на месторождениях Западной Сибири на уровне 500 суток конструкционная надежность новых газосепараторов превышает 1000 суток. Таким образом, данное оборудование не ухудшает показателей общей надежности УЭЦН. Абразивостойкие газосепараторы выпускают в 5 и 5А габаритах с пропускной способностью до 200 и до 350 и 500 соответственно.
Наряду со своими достоинствами газосепаратор имеет следующие недостатки:
-применение газосепаратора может привести к частичному фонтанированию скважины по затрубному пространству, что может привести к его перекрытию из-за отложений парафина и к прекращению функционирования сепаратора;
-известно, что при применении сепаратора практически не используется полезная работа газа при подъеме пластовой жидкости в НКТ, так как большей частью газ направляется в затрубное пространство;
-наблюдаются колебания потребляемой насосом с газосепаратором мощности при откачивании ГЖС. Эти колебания при наличии газовой пробки могут привести к частым остановкам по недогрузке, повторным запускам, что снижает надежность работы всей установки;
-при добычи жидкости с мехпримесям возможен «полет» установки по телу газосепаратора.
Исходя из вышеизложенного, в последние годы, как в зарубежной, так и в отечественной практике начали применяться диспергирующие устройства для откачки ГЖС из скважин. Диспергаторы предназначены для измельчения газовых пробок, подготовки однородной газожидкостной смеси и подачи её на вход погружного центробежного насоса. В скважинах, которые склонны к повышенному пенообразованию, на вход вместо газосепараторов устанавливают диспергатор.
Газосепараторы-диспергаторы предназначены для снижения содержания газа в пластовой жидкости с последующим измельчением газовых включений и подготовки однородной газожидкостной смеси и подачи её на вход погружного центробежного насоса. Газосепараторы-диспергаторы устанавливаются на входе насоса вместо газосепаратора или диспергатора в скважинах с особо высоким газовым фактором, где применение ни
Консорциум « Н е д р а »
газосепаратора, ни диспергатора не обеспечивает стабильной работы погружного центробежного насоса.
Имеется опыт внедрения мультифазных насосов на месторождениях «Газпромнефть-ННГ».
Мультифазный осевой насос (МФОН) отечественного производства «Новомет-Пермь» включается перед основным насосом и предназначен для расширения его рабочего диапазона при наличии нерастворённого газа в перекачиваемой жидкости, а также для обеспечения работоспособности установки при более высоком входном объёмном газосодержании. Обеспечивают устойчивую работу установки при концентрации нерастворённого газа до 70 % на входе в УЭЦН.
МФОН серийно выпускается в двух габаритах:
-2а габарит: МФОН2а-125;
-5 габарит: МФОН5-200;
-5А габарит: МФОН5А-125, 5А-320 И 5А-500.
Ведутся разработки и постановка в серию МФОН 3,6 и 7А габаритов.
Из импортного оборудования достаточно активно используются разработки компаний Centrilift и REDA. Одна из них – технология многолопастного мультифазного насоса MVP Gas-Master производства Centrilift. Оснащенные MVP системы УЭЦН могут успешно перекачивать жидкость с содержанием свободного газа до 75 %.
Многофазный насос осевого потока Poseidon производства Schlumberger REDA позволяет эффективно перерабатывать в больших количествах газ, выделяющийся из раствора. Система может быть установлена либо над газосепаратором, либо над стандартным приемным модулем.
Лабораторные испытания и фактическое применение продемонстрировали, что Poseidon успешно работает в скважинах с объемным содержанием газа до 75 %. Система разработана для работы в скважинах с высоким содержанием газа, она способствует ускоренному прохождению пробок в горизонтальных скважинах, улучшению характеристик ЭЦН.
При работе погружного насоса часть газа сепарируется в затрубное пространство. Накапливаясь, газ возрастающим давлением отдавливает уровень жидкости до приема насоса и попадает в насос, это вызывает остановку УЭЦН по ЗСП, либо (при неточной настройке ЗСП) насос переходит на работу в режиме сухого трения, что ведет к увеличению температуры и может вызвать отказ УЭЦН.
Для сброса газа из затрубного пространства в линию применяются различные виды устьевых обратных клапанов.
Кроме сброса затрубного газа в линию его можно также периодически перепускать в колонну НКТ через специальные клапаны. Например, НПФ Пакер производит клапаны для перепуска жидкости или газа из кольцевого пространства скважины в НКТ при эксплуатации их с закрытым затрубным
Консорциум « Н е д р а »
пространством. Клапан устанавливается выше динамического уровня и может применяться как при фонтанном, так и при насосном способе добычи. Принцип действия: при превышении затрубного давления над давлением в НКТ – клапан открывается, и затрубный газ поступает в лифтовую колонну, тем самым создавая дополнительную энергию для подъема жидкости. Кроме того при отключении насоса скважина может продолжать фонтанировать, получается так называемая комбинированная эксплуатация скважины.
Существует технология «Тандем-3», в которой струйный аппарат стационарно расположен выше динамического уровня и откачивает попутный газ из затрубного пространства в колонну НКТ. При работе системы в скважине газосепаратор отделяет свободный газ на приеме насоса, который нагнетает продукцию в сопло струйного аппарата. Эжектор, в свою очередь, откачивает газ из затрубного пространства в колонну НКТ. Такая разновидность тандемной технологии позволяет использовать работу газа по подъему продукции в НКТ. Еще одним преимуществом системы при расположении эжектора над динамическим уровнем является возможность эксплуатировать скважину при закрытом затрубном пространстве. Это позволяет отказаться от ненадежных и замерзающих в зимнее время перепускных клапанов из затрубного пространства в линию на устье скважины. Основным недостатком данной технологии является отсутствие доступа в колонну НКТ ниже струйного аппарата.
Конкретный метод борьбы с повышенным газосодержанием продукции на входе в насос должен производится после специальных технологических расчетов.
Можно порекомендовать пробное испытание диспергаторов, с применением которых используется полезная работа газа при подъеме пластовой жидкости в НКТ, так как попутный газ сжимается и через насос проходит в НКТ.
Консорциум « Н е д р а »