Горизонтальная скважина компании Xinchun (месторождение Шэнли) предназначена для термической добычи сверхвязкой нефти. Вязкость нефти при 20°C достигает 89 264 мПа·с. Первоначально скважина была оборудована станком-качалкой с ременным приводом. При снижении температуры ствола в процессе добычи вязкость нефти непрерывно росла. Это привело к зависанию устьевого штока (штанг), сокращению цикла добычи и невозможности переключения режимов «закачка-добыча» без спуско-подъемных операций (СПО).

I. Инженерная логика IntelliCPCP®

На поздних стадиях термической добычи в горизонтальных скважинах рост вязкости нефти резко увеличивает сопротивление прохождению флюида через насос. Крутящий момент возрастает, что часто приводит к зависанию штанг традиционного оборудования и сокращению производственного цикла.

Для решения этой проблемы система IntelliCPCP® использует периферийные интеллектуальные алгоритмы (Edge AI) для сбора данных в реальном времени (дебит, крутящий момент, частота вращения) и подбора оптимального зазора между статором и ротором.

Динамическая регулировка зазора статора и ротора

Система с помощью устьевого подъемного узла регулирует осевое положение конического ротора в статоре. Благодаря уникальной цельнометаллической конической конструкции, осевое смещение ротора трансформируется в изменение радиального зазора.

Снижение эксплуатационной нагрузки

При повышении вязкости система увеличивает зазор, снижая сопротивление потоку высоковязкого флюида. Это уменьшает рабочий крутящий момент и снимает нагрузку с оборудования.

В отличие от традиционных насосов с фиксированным зазором, данная система динамически адаптируется к внутрискважинным условиям для поддержания оптимального режима подъема.

Проблема коротких циклов и низкой эффективности связана не только с трудным заполнением насоса, но и с частыми операциями по переключению между закачкой пара и добычей. Традиционные колонны требуют постоянных СПО. IntelliCPCP® использует технологию интегрированной закачки и добычи без СПО:

Этап закачки пара

Подъемный механизм приподнимает штанги, узел THERMOLOCK® герметизирует устье, а глубинный ротор синхронно поднимается, открывая канал для закачки пара. Одновременно устьевой фильтр предотвращает попадание примесей в насос, защищая его и сохраняя целостность устья.

Этап добычи

После завершения закачки пара система опускает конический ротор для немедленного возобновления добычи. По одной и той же колонне происходит плавное переключение с канала закачки на канал добычи. Это устраняет необходимость в частых СПО, повышает непрерывность технологического процесса и радикально снижает затраты на КРС.

II. Результаты применения IntelliCPCP®

После внедрения IntelliCPCP® эксплуатационные показатели скважины в течение производственного цикла значительно улучшились:

• Накопленная добыча жидкости: 1 102 тонны.

• Суточное энергопотребление: Снижено на 66,7%.

• Циклы закачки пара: Сокращение на 1 цикл за тот же период.

Система IntelliCPCP® снизила сопротивление при прохождении высоковязкой нефти и уменьшила крутящий момент, позволив оборудованию поддерживать стабильный режим подъема. Одновременно функция закачки и добычи без СПО исключила частые вмешательства бригад, продлив эффективный цикл добычи.

III. Заключение

По мере перехода скважины на позднюю стадию добычи снижение температуры и рост вязкости выявили критические недостатки старого оборудования: зависание штанг, короткие циклы и невозможность смены режимов без СПО. Система IntelliCPCP® решила эти проблемы за счет динамической регулировки зазора, точно контролируя крутящий момент в фазе высокой вязкости. Интеграция единой колонны для закачки и добычи позволила значительно сократить количество внутрискважинных операций, эффективно продлить цикл тепловой добычи и обеспечить радикальное снижение энергопотребления оборудования.