Повышение продуктивности и реанимация скважин

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

учитывающему изменение диаметра струи при выходе из сопла в камеру смешения:

В выражениях (9.1.3)–(9.1.4) ∆ рк = рн – р2 – снижение статического давления на входном участке камеры смешения; р2 = рр2 – рн2 – статическое давление во входном участке камеры смешения;

∆ рс = рс – рн; ∆ рр = рр – рн;

рр – давление в рабочей жидкости (перед соплом струйного насоса); рн – давление в инжектируемой жидкости (на забое); рс – давление при выходе из диффузора струйного насоса; fр2 – площадь сечения рабочей струи при входе в камеру смешения;

fн2 = f3 – fр2.

Подставляя полученное по (9.1.2) оптимальное значение f3/fр1 в уравнение (7.2.3) или (7.2.4), определяем величину А = ∆ рс/∆ рр, которая дает достижимый при исходных условиях перепад давления, создаваемый струйным насосом ∆ рс = рр – рн при заданном ∆ рр = рр – рн.

Поскольку на совместную работу струйного насоса и генератора налагается условие выноса жидкости от выхода струйного насоса на устье скважины:

рс ≥ ρ gН + ∆ р ,

а давление рабочей жидкости на входе в сопло струйного насоса определяется как:

рр = ρ gН + ра – ∆ р ,

то при вычисленном значении А можно определить требуемое давление нагнетания устьевых насосных агрегатов ра, при ко-

229

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

тором будет обеспечено необходимое снижение давления на забой, определяемое выражением:

Здесь ρ gH – гидростатическое давление столба скважинной жидкости на глубине Н; ∆ p = λ (32ρ HQ2c)/π 2(D – – d1)3(D – d)2

– потеря давления при движении жидкости от струйного насоса к устью при общем расходе Qс; ∆ p* = = λ (8ρ HQ2c)/π 2d5 – потери давления при движении жидкости от устьевого насосного агрегата к соплу струйного насоса по НКТ; λ – коэффициент гидравлического сопротивления; ρ – плотность жидкости; D – внутренний диаметр эксплуатационной колонны; d, d1 – соответственно внутренний и наружный диаметры НКТ; pa = давление, развиваемое насосными агрегатами на устье при подаче в НКТ рабочей жидкости с расходом Qс.

Если требуется снизить давление на забое до нуля, рн = = 0,

Расчет геометрических параметров струйного насоса и рациональных режимов нагнетания рабочей жидкости производится по специально созданной авторами компьютерной программе. По допустимому забойному давлению находят требуемый расход, давление закачки и необходимые диаметры сопла и камеры смешения.

Схема компоновки пакера со струйным насосом и спецфильтром показана на рис. 7.2.5.

Струйный насос соединяется с насосно-компрессорными трубами и совместно с пакером, спецфильтром и генератором спускается на заданную глубину скважины. Затем производится посадка пакера. Рабочая жидкость (вода, растворы реагентов или нефть) под давлением подается по НКТ. Через каналы в спецмуфте и кольцевой зазор между корпусом (из отрезка НКТ) и внутренней частью инжектора жидкость попадает в окна делителя. Часть потока через сопло направляется в камеру смешения, взаимодействуя с пассивной жидкостью приемной камеры. Из камеры смешения через конический диффузор

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 7.2.5. Схема компоновки струйного насоса с пакером

механического типа и спецфильтром:

1 – пакер типа ПВ-М; 2 – струйный насос; 3 – спецмуфта; 4 – седло насоса; 5 – спецфильтр; 6 – труба соединительная

сасываемой пассивной жидкости выходит в затрубное пространство скважины через окна спецмуфты и выносится на устье скважины. Другая часть потока делителя через соединительную трубу, проходящую через пакер и спецфильтр, подается на нижний участок НКТ и далее на забой скважины для питания гидродинамического генератора колебаний. С забоя скважины жидкости, вышедшие из генератора и пласта, вместе поднимаются по межтрубному пространству и пройдя через спецфильтр по зазору между соединительной трубой и стволом пакера, поступают в приемную камеру струйного насоса.

Конструктивно струйный насос выполнен в двух вариантах – вставном типа ИСВ и стационарном типа ИС-3.

Стационарный струйный насос типа ИС-3 за счет усиленных конструкций и уплотнений обладает повышенной надежностью и предназначен для работы в глубоких скважинах до 5000– 6000 м при давлении нагнетания до 50 МПа. Кроме того, в приемной камере насоса имеется обратный клапан, обеспечивающий подачу реагентов при их закачке непосредственно через генератор в пласт. Это позволяет при необходи-

мости, например на глубоких скважинах, устанавливать струйный насос с пакером на расчетной глубине гораздо выше интервала перфорации для обеспечения энергетически оптимального режима работы всей компоновки виброволнового оборудования, что повышает эффективность создания депрессий и эксплуатационные свойства струйного насоса.

Во вставном варианте струйного насоса типа ИСВ-1 основной узел, содержащий сопло, камеру смешения и диффузор, крепится в седле. Струйный насос спускают в скважину под действием собственного веса, а извлекают ловителем на скребковой проволоке или канате, что при необходимости позволяет производить его профилактический осмотр или реви-

231

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

зию, а также замену сопла и камеры смешения для корректировки режима работы при существенном изменении притока из пласта или при переходе на другую рабочую жидкость, например с воды на нефть, без спускоподъемных операций.

Оба варианта струйных насосов типа ИС имеют геометрический ряд сменных сопел и камер смешения, что позволяет в соответствии с расчетами по компьютерной программе изменять их геометрические параметры. Техническая характеристика струйных насосов типа ИС представлена в табл. 7.2.1.

В особо сложных условиях проведения работ (большие глубины, низкие пластовые давления, существенный приток пластовой жидкости) используется разработанная авторами конструкция насосной установки [133], у которой в соединительной трубе размещен специальный клапан-реле. При работе струйного насоса, по достижении определенного заданного уровня депрессии в подпакерной зоне скважины, клапан-реле срабатывает и открывает подачу жидкости на гидродинамический генератор. После повышения давления на забое до давления, близкого или равному пластовому, клапан-реле перекрывает поток рабочей жидкости на генератор и работает только струйный насос на откачку пластовой жидкости с забоя скважины на устье и создание депрессии. Длительность работы генератора определяется разницей давления открывания и закрывания клапана-реле, а периодичность включения – условиями притока жидкости из пласта и темпом его снижения. При закрытом клапане-реле установка обеспечивает работу струйного насоса в оптимальном режиме с коэффициентом инжекции и гидравлическим напором, достаточным для создания требуемой оптимальной депрессии на пласт; при периодическом открывании клапана на забое продуцируются интенсивные колебания давления, способствующие очистке ПЗП. Поскольку виброволновое воздействие сочетается с периодической депрессией и отбором пластовой жидкости, то загрязнения эффективно удаляются из ПЗП, улучшается фильтрация,

Таблица 7.2.1

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

расширяется профиль притока в скважину. Надежность и высокий ресурс работы струйного насоса и гидродинамического генератора типа ГД2В, которые не имеют движущихся механических, подверженных износу узлов, обеспечивают длительную бесперебойную работу установки, что устраняет появление застойных зон в пористой среде ПЗП и предотвращает образование твердых соле- и парафиногидратных отложений.

Между клапаном-реле и гидродинамическим излучателем может устанавливаться регулятор давления, который обеспечивает заданный перепад давления между входом и выходом генератора и оптимальный режим его работы, облегчает настройку клапана-реле.

Установка обладает свойством авторегулирования: в случае хорошего состояния ПЗП приток флюида из пласта постоянен, давление на забое при работе струйного насоса не снижается, при этом генератор не включается или же включается редко. По мере загрязнения ПЗП генератор включается тем чаще, чем выше степень загрязнения. Тем самым степень воздействия регулируется самим состоянием ПЗП.

233

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

! "

#

$ %

% &!'# ( )*+,$

--. % /0'' 1'!$

-#23 45 -#23 *5$ %

% " %

&!'# (

$ 6

7$ $894555 1

% (5 2- ": "

5$5. 2- # %

% "

; % &0< => = / %

1/? (5@>

.49.* +A$

% <;/ (55

230

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

;-?-

: "

'<# ( )*+, -

% B0'-C$ $

%

%$%

C

%$

! : " %

% &!'# (

3 % &!'# ( '<# (

@ ( ! %": % &!'# .$

* (5 555 1

8 / & % % %

% 8559*55 %: % %

% %

" # %

$ "

/ % &!'# .

% 0

% % %

/ (

231

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

$ %

3 %

%

6 7 3 % %"

: I

.9.5 555 1 H

&DG 89

.5 555 1 + >H

.$. 1 H

%$ $ (H (5H (55H (555H (5 555H

8 / 9 . /H

9 4555 H

..5 /$85 1

C % %

% %:$% ":

%": % %

$

% #

% ":$

% %

% % 3

% %" %

" < % %

": 6 % 7 % < % % "

3$

% &!'# .$ %

%

"

& % %$

01#; =< = &0< => =

#

% 6; !#7

; !#

" $

" !

% " %

$"

232

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

! "#$% $' %(&$%& ) * (%++ , +&*-"+ , .#" /* 0# ( 1*%1 & (%2 +

"

-"

$

% " J%

< : %

-?-

!&-C "

% %": 0<3

%

> @ ( !

" " % %

" % % %

0

%

$

%

%" 0 %

233

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

:

%

%

# %

%": % K

% % "

% "

"

! : " "

$

$ -

$

/

%":

" %

0 %" "

% "

: "

#

" ":

$

% ": 0<3 %

-":

% " %

$

%

-

$ $

-

% %$

9 : " -%

%" "$

% -

234