3.3 Расчет и подбор глубинно-насосного оборудования уэцн к скважине
Межремонтный период работы скважин с установками ЭЦН сильно зависит от правильности выбора конструкций установок и режима их работы. Значительные осложнения при работе скважин (образование вязких водонефтяных эмульсий, вынос в скважину песка, работа насосов в присутствии свободного газа и т.д.) предъявляют особые требования к проектированию работы насосного оборудования.
Зададим данные и произведем подбор с расчетом УЭЦН:
Ph = 860 кг/м3 m/м3 - плотность нефти
Обводненность (объемная) в = 92%
Газовый фактор Гпло = 50 нм3/м3
Плотность воды ρв = 1120 кг/м3
Объемный коэффициент нефти Вн = 1,16
Давление насыщения Рнас = 8,6 МПа
Пластовое давление Рпл = 18,2 МПа
Глубинные залегания пласта Lф = 1700 м
Коэффициент продуктивности Кпр =0,78 м3/сут.от
Буферное давление Рб = 2,7 МПа
Дебит (жидкость) проект. Qж = 75 м3/сут.
Диаметр лифта d = 2,5 4
Температура пласта tпл = 40 0С
Плотность газа Рr = 1,2 кг/м3
Забойное давление 86 атм. = 8,6 МПа
Тип ЭЦНМ5-80
Подача на оптимальном режиме при работе на воде Qбо = 85 м3/сут. Давление на оптимальном режиме при работе на воде Рбо = 12МПа. Число ступеней z = 354
Расчет
1. Плотность пластовой жидкости:
(3.3.1)
где Рн.с. - плотность сепарированной нефти;
Рн.с. = 860 кг/м3
Рr - плотность газа;
Рr = 1,2 кг/м3 = 1,2 10-3 m/м3
Гпло - пластовой газовой фактор;
Гпло = 50 нм3/м3
Рв - плотность воды;
Рв = 1120 кг/м3
В - объемная обводненность, доли единицы;
В = 0,92
Вн - объемный коэффициент нефти;
Вн - 1,16
Забойное давление принимает равное давлению насыщения
Рзаб = Рнас = 8,6 МПа
2. Определяем дебит нефти:
(3.3.2)
где Кпр - коэффициент продуктивности;
Кпр = 7,8 м3/сут МПа
Рпл - пластовое давление;
Рпл = 18,2 МПа
Рзаб - забойное давление;
Рзаб = 8,6МПа
Q = 7,8 (18,2-8,6) = 75 м3/сут
3. Определяем работу газа в лифте Lr:
(1
– 0,92) = 12,7
(3.3.3)
где dn - диаметр насосно-компрессорных труб, дюйм;
dn = 2,5 4
Гпло - пластовый газовый фактор;
Гпло = 50 нм3/м3
Рб - буферное давление;
Рб = 2,7 МПа
Рнас - давление насыщения;
Рнас = 8,6 МПа
4. Определить давление развиваемое насосом:
Рн при Рвпх = Рвх = Рпл
Рн = 10-5Lф Рпл + Рб-10-5Lr Рпл – Рзаб (3.3.4)
где Lф - глубина пласта;
Lф = 1694,4 м
Рпл - удельный вес пластовой жидкости;
Рпл = 1090 m/м3
Рб - буферное давление;
Рб = 2,7 МПа
Lr - работа газа в насосно-компрессорных трубах;
Lr = 12, 7 м
Рн = 10-5 1694,4 1090 + 2,7 -10-5 12,7 1090-8,6 = 12,43 МПа
5. Определить коэффициент давления Кр:
(3.3.5)
где Рн - давление разбиваемое насосом;
Рн = 12,43 МПа
Кz - поправочный коэффициент, учитывающий излишние коэффициента давления в зависимости от числа ступеней z;
z = 354
Кz = 1,01 мм
6. Определить относительную подачу насоса по жидкой фазе в условиях лирника qж:
Qж = Qm/Qво (3.3.6)
где Qm = проектный дебит (жидкость);
Qm = 75 м3/сут
Qво - относительная подача подбираемого насоса при работе на воде;
Qво = 84 м3/сут
Qж = 75/84 = 0,89
7. Определить коэффициент М, учитывающий излишние газосодержания в зависимости от обводненности:
(3.3.7)
где Ввх – газасодержание;
Ввх = 0,1
Вн - объемный коэффициент;
Вн = 1,16
в - объемная обводненность;
в = 0,92
Гпло - пластовый газовый фактор;
Гпло = 50 нм3/ м3
М = 2,81
8. Определить давление на входе в насос Рвх:
Рвх = 5,33 МПа
9. Определить глубину подвески насоса Ln, исходя из условия отсутствия, водяной подушки на забое:
(3.3.8)
где Lф - глубина занимания пласта (фильтра);
Lф = 1694,4 м
Рзаб - забойное давление;
Рзаб = 8,6 МПа
Рвх - давление на входе в насос;
Рвх = 5,33 МПа
Р - удельный вес пластовой жидкости;
Р = 1090
Ln = 1388,6 м
Выбираю установку УЭЦН-80-1200 исходя из оптимального режима при обеспечении производительности установки.
Qж.фак = 75 м3/сут
(3.3.9)
Таким образом, коэффициент подачи установки находится в области оптимального режима эксплуатации, которым рекомендуется от 0,8 -1,2