Одной из причин образования АСПО (асфальтосмолопарафиновые осадки) в процессе нефтедобычи является разгазирование добываемой нефтепромысловой продукции из-за снижения давления в стволе скважины ниже давления насыщения. Выделение газообразных легкокипящих алифатических углеводородов из нефтяной фазы приводит к снижению растворимости высокомолекулярных парафиновых углеводородов и их выпадению в лифтовых трубах и выкидных линиях.
Второй основной причиной является снижение температуры жидкости при движении по лифту насосно-компрессорных труб до температуры начала кристаллизации парафина и ниже, что приводит к отложению и застыванию парафина на стенках НКТ.
Одним из распространенных методов борьбы против отложений парафинов в НКТ является промывка горячей нефтью, в процессе которой происходит размягчение и плавление АСПО с их последующим растворением в теплоносителе. Необходимым условием качественной очистки НКТ от АСПО является предотвращение их повторного осаждения из раствора. Это может быть обеспечено поддержанием на выходе из НКТ температуры, при которой растворенные АСПО не осаждаются из раствора. Верхней границей этой температуры для раствора является температура кристаллизации растворенного вещества. Основные технологические параметры промывки (объем горячей нефти, ее начальная температура) непосредственным образом зависят от количества АСПО, отложившихся в коллекторе, физико-химических характеристик нефти и АСПО (температуры плавления, теплоемкости, теплоты плавления), геометрических характеристик и условий эксплуатации коллектора. Количество горячей нефти, необходимой для очистки НКТ, в значительной степени зависит от физико-химических свойств АСПО. Это связано с тем, что с ростом молекулярной массы парафиновых углеводородов, входящих в состав АСПО, возрастает их температура плавления и количество тепла, необходимое для их перевода из твердого в расплавленное состояние.
Для очистки НКТ от отложений парафина возможно применение шаблона (механический скребок), в процессе спуска которого происходит удаление АСПО с внутренней поверхности лифтовых труб, или электронагреватели различных принципов действия;
Также для предотвращения образования АСПО применяют ингибиторы АСПО, которые могут подаваться как в затрубное пространство, так и дозироваться через в погружной скважинный контейнер, размещенный под ПЭД.
9.1.3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКВАЖИН, ОБОРУДОВАННЫХ УЭЦН С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ПРИВОДОМ
Эксплуатация УЭЦН с помощью частотно-регулируемого привода позволяет преследовать следующие цели:
§ достижение максимального дебита скважины за счет оптимизации работы погружного оборудования;
§ принятие решения о дальнейшей оптимизации скважин за счет спуска большего типоразмера УЭЦН (если при достижении максимальной частоты не выбран потенциал скважины);
§ сохранить работоспособность погружного оборудования.
При повышении частоты питающего напряжения необходимо учитывать зависимости изменения параметров погружного оборудования (закон подобия). Ограничивающими факторами при повышении частоты являются:
§ запас мощности погружного двигателя – при повышении частоты мощность изменяется линейно, в то время, когда потребляемая насосом мощность изменяется с кубической зависимости, и наступает момент, когда двигатель не сможет выдать необходимую насосу мощность (вырастет ток и произойдет остановка по перегрузу);
§ прочность валов погружной системы – при повышении частоты растет нагрузка на вал (т. к. меняется напор, производительность, и момент сопротивления вращению вала) и, выбрав погружной двигатель с большим запасом по мощности имеется риск скручивания вала, особенно при наличии в перекачиваемой жидкости механических примесей (эффект подклинивания);
§ глубина спуска УЭЦН – при повышении частоты в квадратичной зависимости увеличивается напор насоса и существует риск, что напор может превысить глубину спуска УЭЦН и произойдет остановка по недогрузу (когда насос откачает всю жидкость до приема насоса и перейдет в режим холостого хода).
При понижении частоты ограничивающими факторами являются:
§ напор насоса – при снижении частоты напор насоса ЭЦН снижается в квадратичной зависимости и может произойти момент, когда энергии насоса (напора) не хватит, чтобы поднять столб жидкости с динамического уровня и произойдет срыв подачи и остановка УЭЦН от срабатывания защиты по недогрузу (ЗСП).
§ минимально допустимая частота для погружных систем (рекомендуемая заводами-изготовителями) составляет 35Гц;
§ максимальная частота для погружных систем:
w для УЭЦН отечественного производства – 60 Гц;
w для УЭЦН импортного производства – 70 Гц.
§ максимально возможное напряжение питания ПЭД – при повышении частоты необходимо повышать напряжение, подаваемое на двигатель с учетом потерь в кабельной линии, потому что может наступить момент, когда при увеличении частоты вырастет ток и произойдет остановка по перегрузу.
Учитывая ограничивающие факторы при повышении частоты, максимальной частотой для работы с УЭЦН считать частоту, при которой рабочий ток не превышает номинальные значения.
До принятия решения по «раскрутке» скважин необходимо оценить следующие критерии:
§ максимально возможные токовые нагрузки на наземное электрооборудование;
§ максимально возможные нагрузки на автомат в трансформаторной подстанции;
§ сечение силового кабеля по стороне 0,4 кВ для работы с необходимыми нагрузками;
§ текущую и ожидаемую загрузку трансформаторной подстанции 35/6 кВ;
§ текущую и ожидаемую загрузку кустовой трансформаторной подстанции КТППН 6/0,4 кВ;
§ столб жидкости над приемом насоса должен быть достаточным для обеспечения работы УЭЦН без срыва подачи;
§ содержание механических примесей в перекачиваемой жидкости при работе на повышенных частотах не должно превышать значений, заданных заводом-изготовителем согласно исполнения установки;
§ режим работы УЭЦН по токовым характеристикам должен быть стабильным (отсутствие скачков тока характерных подклиниванию насоса или прорывам газа).
Уровень токовых нагрузок УЭЦН не должен быть близким к значению уставки защиты по перегрузу (ЗП). В этом случае необходимо выполнить оптимизацию выходного напряжения на повышающем трансформаторе (подобрать оптимальное напряжение, при котором значение тока минимально). Напряжение на трансформаторе должно быть рассчитано исходя из напряжения, необходимого для двигателя и потерь напряжения в кабельной линии, относительно глубины спуска УЭЦН.
При оптимизации скважин выделяются следующие технологические фазы:
§ Разгон – работа УЭЦН по определенной программе в сторону увеличения рабочей частоты;
§ Отработка – временное прекращение разгона при достижении определенной частоты для снятия контрольных параметров (замеры дебита и КВЧ производить в период после непрерывной отработки в период от 6 до 12 часов);
§ Стабилизация – прекращение разгона на определенном уровне при ухудшении режима работы или выносе КВЧ до возвращения параметров в нормальный режим;
§ Оптимальный режим – режим, при котором достигнут оптимальный режим по дебиту и частоте;
§ Отход – снижение рабочей частоты ниже ранее достигнутой, вследствие остановок УЭЦН по срабатыванию защит, резкого ухудшения режима работы или залповом выносе КВЧ.
Темпы разгона обозначены следующими условиями:
§ Нормальный разгон – программа разгона 0.1Гц/3600сек (2Гц в сутки). Критерии применения:
w режим работы УЭЦН стабильный (токовые нагрузки ровные);
w высота столба жидкости над приемом насоса более 400 м.;
w стабильный вынос или отсутствие мехпримесей, не превышающий критических значений.
§ Осторожный разгон – программа разгона 0.1Гц/7200сек – 0,1Гц/5400сек (1 – 1,5 Гц в сутки). Критерии применения:
w режим работы УЭЦН удовлетворительный (колебания токовых нагрузок не приводят к остановке УЭЦН по недогрузу (ЗСП) или перегрузу (ЗП));
w высота столба жидкости над приемом насоса более 400 м.;
w стабильный вынос или отсутствие мехпримесей, не превышающий критических значений
§ Быстрый разгон (до ранее достигнутой рабочей частоты) – программа разгона 0.1Гц/120-360сек (1Гц за 20 мин - 1Гц за 60 мин). Критерии применения:
w применяется для быстрого возврата на рабочую частоту после текущих или плановых отключений УЭЦН при стабильном режиме работы до остановки (токовые нагрузки ровные).
Действия персонала при остановках скважин во время оптимизации.
Отключения электроэнергии (плановые или аварийные):
§ произвести запуск УЭЦН на минимальной частоте (в зависимости от уровня жидкости в затрубном пространстве) с обязательной корректировкой защиты по недогрузу (ЗСП);
§ по результатам запуска принять решение по «разгону» УЭЦН на частоту, с которой насос эксплуатировался до остановки;
§ после выхода УЭЦН на частоту до остановки принять решение по дальнейшему «разгону» на основании рабочих параметров.
Отключается автомат в ТП:
§ проверить техническое состояние НЭО: СУ, ТМПН, кабельную линию. Кабельная линия проверяется визуально (на наличие механических повреждений, вздутий и т. д.) от автомата до СУ, кабельная обвязка СУ и ТМПН, от ТМПН до сальниковой разделке на ФА, а также мегаомметром проверяется сопротивление изоляции кабеля;
§ произвести запуск УЭЦН на минимальной частоте (в зависимости от уровня жидкости в затрубном пространстве) с обязательной корректировкой защиты по недогрузу;
§ произвести ревизию нагрузок на ТП, при необходимости согласовать замену автомата;
§ по результатам запуска принять решение по «разгону» УЭЦН на частоту, с которой насос эксплуатировался до остановки;
§ после выхода УЭЦН на частоту до остановки принять решение по дальнейшему «разгону» на основании рабочих параметров.
Недогруз (отключение по защите от недогруза – ЗСП):
§ проанализировать причину снижения нагрузки (снижение динамического уровня, негерметичность НКТ, заморожена линия, недостаточный напор, слом вала и др.);
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 |
Основные порталы (построено редакторами)