4. Преимущества и недостатки установок Тандем по сравнению с другими видами эксплуатации скважин (на примере струйных насосов и ЭЦН)

Установки погружных центробежных электронасосов предназначены для откачки из нефтяных скважин пластовой жидкости (нефти, воды, нефтяного газа и механических примесей).

ЭЦН рассчитан на добычу жидкости с наличием различных примесей.

Эффективность работы ЭЦН зависит от содержания свободного газа в откачиваемой жидкости на входе в насос и обеспечивается поддерживанием на приеме насоса оптимального давления или использованием газосепараторов.

Струйные аппараты имеют: простую конструкцию, отсутствие движущих частей, отличаются хорошей надежностью и способностью работать в очень сложных условиях: при высоком содержании в откачиваемой жидкости механических примесей и свободного газа, в условиях повышенных температур и агрессивности инжектируемой продукции.

Струйный насос имеет устойчивую работу при любом объемном расходном содержании фаз в приемной камере или перед входом в нее.

Преимущество струйного насоса является то, что струйный аппарат выполнен без диффузора, а роль камеры смешения играет сам подъемник (колонна насосно-компрессорных труб). Преимуществом этой схемы является наличие обратного клапана, предотвращающего слив жидкости из подъемника при кратковременных отключениях установки ЭЦН, что благоприятно сказывается на пусковом режиме погружной установки при последующих ее включениях.

Эффективная эксплуатация скважин Тандемными установками "УЭЦН-СН» может быть достигнута только в случае согласования работы погружного центробежного насоса (силового привода для СН) и струйного насоса при их работе на оптимальном режиме.

Подача струйного насоса с оптимальными геометрическими параметрами является функцией пяти основных характеристик: давления и расхода силовой (рабочей) жидкости, поступающей из ЭЦН, давления и газосодержания инжектируемой продукции из затрубного пространства (газожидкостной смеси) на глубине установки струйного насоса, а также давления на выкиде струйного насоса.

Наличие свободного газа в инжектируемой струйным насосом жидкости снижает подачу струйного насоса с неизменными геометрическими параметрами и для поддержания подачи требует увеличения глубины спуска струйного насоса. Однако при этом возрастает противодавление на выкиде струйного насоса, что приводит также к снижению подачи последнего. Из пяти перечисленных параметров, влияющих на работу СН, три -- давление на входе в струйный насос, газосодержание инжектируемой жидкости и давление на выкиде струйного насоса -- напрямую связаны с глубиной его спуска, т.е. глубина спуска струйного насоса является оптимизируемым параметром.

Сопоставление характеристик серийного ЭЦН и погружной насосно- эжекторной системы "Тандем" в координатах подача Q - давление Р представлено на рис 3

Рис. 3 Характеристики ЭЦН и системы «Тандем»

Вид рабочей характеристики ЭЦН широко известен и коментариев не требует. При снабжении системы струйным аппаратом характеристика системы меняется, и на новой характеристике можно выделить две области: левую и правую. Если погружная насосно-эжекторная система работает в левой области характеристики при высоких значениях развиваемого давления Р, струйный аппарат выполняет роль забойного штуцера, а дебит скважины равен подаче ЭЦН. При небольших значениях Р насосно- эжекторная система эксплуатируется в правой части характеристики, а дебит скважины складывается из подачи ЭЦН Q и подачи струйного аппарата Q.

При рациональном проектировании геометрии проточной части эжектора можно добиться того, что граница между левой и правой областями, характеристики системы "Тандем" будет соответствовать подаче ЭЦН в оптимальном режиме Q. В этом случае при работе системы в право части характеристики режим эксплуатации ЭЦН будет неизменным и соответствующим оптимальному, а все изменения подачи при различных противодавлениях Р возьмет на себя струйный аппарат. Дополнительным преимуществом при работе в правой части характеристики установки "Тандем" является улучшение условий охлаждения погружного электродвигателя и кабельного удлинителя в следствие повышения общего дебита системы по сравнению с подачей ЭЦН.

Погружная насосно-эжекторная система, таким образом, является в левой части характеристики высоконапорной низкодебитной установкой, а в правой - высокопроизводительной низконапорной системой, причем в этом случае погружной центробежный насос работает в оптимальном режиме вне зависимости от колебаний противодавления.

Такая форма характеристики позволяет системе подстраиваться к изменяющимся в широком диапазоне режимов работы добывающих скважин, а также успешно проходить этап освоения скважин после глушения при подземных ремонтах.

Технология «Тандем» позволяет не только освоить бездействующую скважину, но и успешно ее эксплуатировать в течение длительного времени в достаточно тяжелых условиях, причем параметры работы существенно менялись вследствие не стационарности разработки месторождения.

Из всего выше изложенного, а так же из опыта применения технологии «Тандем» можно сделать следующие выводы:

-применение погружных насосно-эжекторных систем является эффективным средством для вывода скважин из бездействия в осложненных условиях эксплуатации;

-установки «Тандем» успешно адаптируются к условиям существенного изменения добывных возможностей скважин при выводе на режим и нестационарной фильтрации флюидов в пласте;

-технология «Тандем» дает возможность надежно эксплуатировать скважины при значительном падении пластового давления, а так же при очень высоких входных газосодержаниях.