Способ определения силы гидродинамического трения штанг в скважине

Способ определения силы гидродинамического трения штанг в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ТРЕНИЯ ШТАНГ В СКВАЖИНЕ, включающий заполнение кольцевого пространства между колон:ной насосных штанг и изолирующей колонной насосной установки, замещаемой жидкостью с известными параметрами , подачу в пространство замещающей жидкости с известными параметрами и измерение усилий в точке подвески штанг после каждого цикла замещения ;жидкостей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследований и снижения их трудоем кости при обеспечении сохранения заданного отбора жидкости из пласта, замещающую жидкость подают в кольцевое пространство между колонной насосных штанг и изолирующей колонной путем закачки ее отдельными порциями фиксированного объема с устья скважины, вытесняя из нижней части кольцевого пространства замещаемую жидкость, или путем отбора на устьг скважины порции замещаемой жидкости фиксированного объема, осуществляя заполнение освободившегося в нижней части кольцевого пространства откачиваемой жидкостью. 2. Способ по п. 1,отличающ и и с я тем, что в качестве известных параметров замещаемой и замещающей жидкостей используют вязкость .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

О 1

РЕСПУБЛИК

4(5!) Е 21 В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ (21) 3632025/22-03 (22) 06.07.83 (46) 23.02.85. Бюл. В 7 (72) А.Н.Клементьев, В.Г.Сансиев и Г.И.Богомольный (71) Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.276(088.8) . (56) 1. Гиматудинов М.К. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных . месторождений. Добыча нефти.. М., "Недра", 1983 с. 150.

2. Методическое руководство по улучшению работы глубиннонасосных скважин и систем отбора при добыче вязких жидкостей на примере месторождений северо-запада Башкирии

ВНИИСПТнефть. У@а, 1976 (прототип1). (54) (57) 1 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ТРЕНИЯ ШТАНГ

В СКВАЖИНЕ, включающий заполнение кольцевого пространства между колон.ной насосных штанг и изолирующей колонной насосной установки, замещаемой жидкостью с известная параметра„„SU„„1141176 А ми, подачу в пространство замещающей жидкости с известными параметрами и измерение усилий в точке подвески штанг после каждого цикла замещения жидкостей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследований и снижения их трудоем-: кости при обеспечении сохранения заданного отбора жидкости из пласта, эамещающую жидкость подают в кольцевое пространство между колонной насосных штанг и изолирующей колон- ной путем закачки ее отдельными порциями фиксированного объема с устья скважины, вытесняя из нижней части кольцевого пространства замещаемую жидкость, или путем отбора на устье скважины порции замещаемой жидкости фиксированного объема, осуществляя заполнение освободившегося в нижней части кольцевого пространства откачиваемой жидкостью.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве известных параметров замещаемой и замещающей жидкостей используют вязкость.

4 11411

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к исследованию влияния вязкости жидкости на нагрузки в точке подвески колонны насосных штанг при откачке вы5 соковязкой нефти.

Известны способы определения сил гидродинамического трения штанг расчетным путем

Однако эти способы применяются только для вертикальных скважин, так как они выведены для случая соосного расположения насосных штанг и насос» но-компрессорных труб 1,НКТ), а для условий эксплуатации наклонных скважин расчет по известным формулам дает погрешность, .так как не учитывается соприкосновение штанг со стенка=, ми НКТ.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения гидродинамического трения штанг в скважине, включающий заполнение кольцевого пространства между колонной насосных штанг и изолирующей колонной насосной установки, замещаемой жидкостью с известными параметрами, подачи в указанное пространство замещающей жидкости с известными параметрами и измерение усилий в

30 точке подвески штанг после каждого цикла замещения жидкостей j2).

Недостаток способа заключается в том, что для определения гидродинамического трения штанг жидкость в

НКТ по всей длине колонны замещается на жидкость с другой вязкостью..

При этом существенно возрастает время проведения опыта, а в промысловых условиях проведение таких исследований связано с ограничением или полным прекращением откачки нефти из пласта. Вместе с тем следует отме— тить низкую точность интерпретации результатов замера нагрузок относительно вязкости, так как не известна 45 средняя вязкость в подъемнике (не известно распределение вязкости по длине подъемника) .

Целью изобретения является повы- . шение точности исследований и снижение их трудоемкости при сохранении заданного отбора жидкости из пласта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определе- .55 ния силы гидродинамического трения штанг в скважине, включающему заполнение кольцевого пространства

7б 2 между колонной насосных штанг и изо-. лирующей колонной насосной установки замещаемой жидкостью с известными параметрами, подачу в пространство замещающей жидкости с извест— ными параметрами и измерение усилий в точке подвески штанг после каждоro цикла замещения жидкостей, замещающую жидкость подают в кольцевое пространство между колонной насосных штанг и изолирующей колонной путем закачки ее отдельными порциями фиксированного объема с устья скважины, вытесняя из нижней части кольцевого пространства замещаемую жидкость, или путем отбора на устье скважины порции замещае— мой жидкости фиксировàííîro объема, осуществляя заполнение освободившегося в нижней части кольцевого пространства откачиваемой жидкостью, причем в качестве известных параметров замещаемой и замещающей жидкостей испольэун т вязкость.

На чеотеже показана схема установки, иллюстрирующей предлагаемый способ.

Глубинно †насосн установка содержит глубинный насос 1, колонну насосных штанг 2, подъемную колонну насосно-компрессорных труб (НКТ)

3 с пластовой высоковяэкой жидкостью

4, изолирующую колонну 5 насосной установки, сообщающуюся в нижней части с подъемной колонной НКТ 3, задвижку б изолирующей колонны насосной установки 5, отдельные порции 7 и 8 эамещающей жидкости 7 и 8 с известными параметрами фиксированного объема, подаваемой в кольцевое пространство между колонной НКТ 3 и изолирующей колонной 5 насосной установки замещаемой жидкости 9 с известными параметрами.

Предлагаемый способ может быть также осуществлен на установке с однорядным лифтом, в которой НТК устанавливают с пакером.

Способ о суще ствляет ся следующим образом.

Колонна штанг 2 движется в замещаемой жидкости 9 с известными параметрами, заполняющей кольцевое пространство между колонной НТК 3 и изолирующей колонной 5 насосной установки, глубинный насос 1 откачивает пластовую жидкость 4. Измеря.ют экстремальные нагрузки, напри11411 76

3 мер гидравлическим динамографом, в точке подвески штанг G . Откры0 вают задвижку 6 и сливают порцию замещаемой жидкости 9 с известными параметрами контролируемого объема.

Такое же количество замещающей жидкости 7 с известными параметрами заполнит кольцевое пространство между колонной НКТ 3 и изолирующей колонной 5 насосной установки. После этого производят замер экстремальной нагрузки С(. Затем в кольцевое пространство между колонной НКТ 3 и изолирующей колонной 5 насосной установки закачивают новую порцию 8 замещающей жидкости с известными параметрами (величина порции вязкой жидкости также определяется по количеству жидкости, истекшей через задвижку 6} и замеряют экстремальную нагрузку G

Возможна и другая реализация способа, при которой порции замещающей жидкости 7 и 8 с известными параметрами подают в кольцевое пространство между колонной НКТ 3 и изолирующей KoJIoF!HoH 5 насосной установки путем закачки ее с устья скважины, вытесняя из нижней части кольцевого пространства между колонной НТК

3 и изолирующей колонной 5 насосной установки замещаемую жидкость 9 с из вестными параметрами. После подачи каждой порции жидкости производят замер экстремальной нагрузки G1.

Разность нагрузок С -G дает ве2 1 личину силы вязкого трения на участке, равном длине изолирующей колонны насосной установки 5, заполненном второй порцией 8 вязкой нефти, а разность нагрузок С -С дает величину силы вязкого трения на участке, равном длине изолирующей колонны насосной установки, заполненном двумя порциями 7 и 8 вязкой нефти.

В случае необходимости циклы закачки порций вязкой жидкости и измерения нагрузок повторяют до полного замещения маловязкой жидкости в изолирующей колонне насосной установки.

Возможно и обратное вытеснение вязкой жидкости порциями маловязкой жидкости

Зная вязкости замещаемой и замещающей жидкостей, зависимость силы вязкого трения от вязкости определяют по приведенной вязкости = (((" ((р, >

p„< (ЕL, ; К.(1 - :Л-;) p;)S где L — длина порций вязкой жидкости — длина изолирующей колонны насосной установки;

13; — вязкость порций замещающей

10 жидкости;

1 ( — вязкость остатка замещае1 мой жидкости.

Исследования влияния сип вязкого трения на экстремальные нагрузки в точке подвески штанг проводились на стендовой скважине, диаметр эксплуатационной колонны которой 140 мм, глубина 1104 м, нижняя часть колонны загерметизирована от нефтегазопроявлений взрывным пакером и цементным мостом. Измерение нагрузок в точке подвески штанг проводилось гидравлическим динамографом ГДМ-3. Резупьтаты динамографирования для штанг

22 мм, длиной 800 м, НТК 73 мм, режима качаний S 11 2,1 8 мин и вязкости нефти 3000 мПа - с при 20 С приведены в таблице.

Анализ динамограмм позволяет опреЗО делить силу (нагрузку вязкого трения как пазницу максимальных нагрузок веса штанг при ходе штанг вверх или как разницу минимальных нагрузок веса штанг при ходе штанг вниз. Зная вязкость замещаемой и

Ç5 замещающей жидкостей и длины порций вязкой жидкости, определяют приведенную вязкость и строят график зависимости силы (нагрузки) вязкого трения от приведенной вязкости. По40 лученная зависимость позволит рассчитать силу вязкого трения и, следовательно, экстремальные нагрузки на насосные штанги в зависимости от вязкости откачиваемой жидкости, что позволит правильно подобрать глубинное оборудование.

Таким образом, использование данного способа позвол:ет получить эффект разной длины штанговой колонны

50 без спускоподъема штанг; получить эффект разной зязкости жидкости в колонне НКТ без заливки в НКТ жидкостей с различной вязкостью.

При этом значительно сокращается

55 время исследований работы штангового насоса и одновременно с исследованиями проводится откачка пластовой жидкости из скважины.

1 141 1 7h

Опыт

Максимальная нагрузка, кг

С 2300

630

241

850

658

G — С 620

2 о

1480

ИПЙПН Заказ 4о5/25 Харак. 5еП Подписное

Филйал ШШ "Иаира", г. Уагород, ул.Проектная,4

Уровень нефти в

НКТ (длина порции вязкой жидкости), м

Сила (нагрузка) вязкого трения, кг

G 2410 С - G 110

1 . о

С 2920 С -G = 510

Приведенная вязк .сть, мПа с/и