Doslidjenya2

колони 146 мм та діаметром НКТ 73 мм, тобто для найбільш поширених в практиці нафтовидобутку їх розмірів.

Конструкція малогабаритних манометрів дещо відрізняється від стандартної. В ній використовується звичайний пружинно-поршневий манометр, але можуть бути різними способи приведення в рух записуючої каретки приладу (електричний, пневматичний) та використовується гідравлічне реле часу, яке і забезпечує запис зміни тиску в часі.

Як і ліфтові манометри, малогабаритні манометри теж не знайшли широкого застосування, в основному, через небезпеку обривів їх в процесі проведення досліджень.

Тому в більшості випадків визначення вибійного тиску в насосних свердловинах при експлуатації їх ШГНУ проводиться непрямим методом шляхом заміру рівня рідини в затрубному просторі. Доцільно зазначити, що такі дослідження проводяться методами звукометрії (коли записують час розповсюдження звукового сигналу до рівня рідини та повернення його відбиття від рівня рідини на поверхню), та методом хвилеметрії при якому в затрубному просторі створюють імпульс миттєвої зміни тиску (наприклад, шляхом швидкого випуску газу із затрубного простору при наявності там певного тиску). Останній метод дає можливість отримати більш чітке відбиття рівня рідини особливо, при

279

наявності в затрубному просторі спіненого шару рідини.

Точність обробки результатів звукометричного методу визначення рівня рідини в затрубному просторі залежить і від того, чи правильно визначена швидкість розповсюдження звукових коливань в газовому середовищі затрубного простору.

Ця швидкість залежить від тиску, молекулярного складу газу та інших параметрів і коливається в значних межах, що в свою чергу збільшує похибку у визначенні динамічного та статичного рівнів рідини.

Істотним недоліком гідродинамічних методів дослідження насосних свердловин при використанні непрямих методів визначення вибійного тиску є вказана вище необхідність аналітичних розрахунків величини вибійного тиску, яка визначається за формулою:

де hд - динамічний рівень рідини, отриманий в

результаті звукометричного методу його заміру (від рівня рідини до вибою свердловини);

с - густина суміші в затрубному просторі. Визначення густини с на відрізку рівень рідини

– прийом насоса потребує знання величини коефіцієнту сепарації газу на прийомі насоса або

280

об’ємної витрати його через затрубний простір. Тільки в цьому випадку шляхом аналітичних розрахунків можна з певною точністю знайти густину газорідинної суміші с . Використовуючи відомі методики таких

розрахунків, можна знехтувати втратами тиску на тертя, оскільки рівень рідини в затрубному просторі змінюється в незначних межах.

При значній відстані від прийому насоса до вибою необхідно проводити додаткові розрахунки для визначення густини газорідинної суміші при її русі по експлуатаційній колоні. Обводненість свердловинної продукції, явище осідання (скупчення) води на вибої свердловини, утворення водонафтових емульсій можуть істотно знижувати точність таких розрахунків.

Одним із можливих непрямих методів визначення тиску на прийомі штангового глибинного насоса є використання даних їх динамографії. В процесі дослідження глибинно-насосних свердловин методом динамометрування можна зафіксувати на динамограмі значення зусиль у верхній ( Pв ) та у

нижній ( Pн ) мертвих точках розміщення головки балансира (див. рис. 16.2).

281

викривленні її стовбура від вертикалі та наявності значних зусиль тертя, які впливають на величину Рв і

Рн , явищах парафіновідкладення на колоні штанг.

Дослідження свердловин, обладнаних зануреними електровідцентровими насосами, може здійснюватись розглянутими вище методами (застосуванням ліфтових манометрів, визначенням динамічного рівня шляхом звукометрії і т.д.). Прямі методи вимірювання вибійного тиску глибинними манометрами у таких свердловинах є практично неможливі.

З іншої сторони, існує можливість визначення тиску на прийомі відцентрового насоса з допомогою спеціальних пристроїв, так званих “суфлерів”.

Такі пристрої встановлюються в колоні НКТ на невеликій відстані від зануреного електровідцентрового насоса 5 (див. рис. 16.3) і дозволяють визначити тиск в затрубному просторі свердловин, тобто на рівні установки ЕВН шляхом спуску в колону НКТ глибинного манометра 3 дещо зміненої конструкції.

284

через спеціальні створи до затрубного простору, а, отже, і вимір та запис тиску в ньому.

Обладнання колони НКТ суфлерами, як і будьяке інше ускладнення конструкції підземного свердловинного обладнання, не завжди є доцільне, і, як правило, рідко використовується у зв'язку із зменшенням надійності роботи обладнання в цілому, можливою появою втрат рідини через негерметичність в окремих вузлах і т.д.

Тому існують і застосовуються менш точні розрахункові методи визначення тиску на прийомі глибинних насосів та на вибої свердловин. В свердловинах, обладнаних. ЕВН, можна використати наступний метод їх досліджень. За допомогою глибинного манометра, опущеного в колону НКТ, вимірюють тиск на викиді насоса (або напір

в метрах стовпа рідини) при його нульовій подачі, тобто після закриття засувки на викидній лінії. При відсутності подачі тиск, який створює відцентровий насос Рн , є максимально можливий і залежить від

його типорозміру. Сумарний тиск на викиді з насоса повинен дорівнювати:

286

де Рпр - тиск на прийомі насоса, який залежить від

висоти динамічного рівня рідини в затрубному просторі.

Допускаючи, що цей рівень за порівняно невеликий час проведення досліджень не змінюється і, знаючи паспортну характеристику насоса, можна визначити тиск на прийомі насоса Рпр , при цьому тиск

Рн потрібно вираховувати як гідростатичний в колоні НКТ, тобто

де H 0 - паспортний напір насоса на нульовій подачі,

м;

c - густина газорідинної суміші, кг/м3, яку можна

визначити за відомими стандартними методиками шляхом побудови кривої розподілу тиску в колоні НКТ методом “зверху-вниз”.

Оскільки широке застосування електровідцентрових насосів можливе в свердловинах з порівняно низькими газовими факторами, тоді з достатньою точністю густина газорідинної суміші може бути визначена і за емпіричними залежностями.

Існує ще один простий, але найменш точний метод дослідження видобувних свердловин, обладнаних ЕВН. Він полягає в тому, що в свердловині кілька разів змінюють режим роботи або

287

її дебіт шляхом зміни протитиску на викиді і після встановлення усталеної фільтрації на кожному режимі закривають на деякий час викидну лінію та вимірюють величину буферного тиску зразковим манометром.

Враховуючи, що напір, який розвиває електровідцентровий насос на режимі нульової подачі, є однаковим, та допускаючи рівність густини рідини в колоні НКТ та затрубному просторі, можна отримати наступну наближену формулу для визначення коефіцієнта продуктивності свердловин

К п :

де Q1 і Q2 - дебіт свердловини (подача насоса) на двох режимах її роботи;

Pб 1 і Pб 2 - відповідні значення буферного тиску. Точність у визначенні К п розглянутим методом

відносно невелика, але дозволяє виявити його зміну і зробити певні висновки про стан привибійної зони свердловини.

Контрольні питання до лекції 16

1 Що є основною особливістю експлуатації свердловин, обладнаних установкою ШГН?

288