Введение

Пароциклическая обработка (ПЦО) обычно включает в себя такие этапы, как закачка пара, выдержка скважины и добыча, причем температура, давление и свойства флюидов различаются на каждой стадии.

С переходом в добывающий этап температура в стволе скважины со временем снижается, а вязкость нефти постепенно восстанавливается. Одновременно с этим песок и другие твердые частицы могут попадать в насос, а тепловое расширение и сжатие НКТ изменяют распределение нагрузок на штанговую колонну, устьевое оборудование и приводной механизм.

Поэтому при оценке пригодности системы механизированной добычи для скважин пароциклической обработки неглубоко залегающей тяжелой нефти нельзя ограничиваться только такими параметрами насоса, как давление, производительность или термостойкость. Необходимо также оценить ее способность адаптироваться к непрерывно изменяющимся флюидным и механическим условиям эксплуатации в течение всего производственного цикла.

1.Температура, вязкость и зазор между ротором и статором должны быть взаимно согласованы

Винтовые насосы перекачивают скважинную жидкость через непрерывные герметичные полости, образующиеся между ротором и статором. Зазор в паре «ротор-статор» напрямую влияет на рабочее состояние насоса: слишком большой зазор увеличивает перетоки (утечки), а слишком плотная посадка увеличивает рабочий крутящий момент и нагрузку.

После перехода скважин пароциклической обработки в добывающий этап, по мере снижения температуры в стволе скважины и постепенного восстановления вязкости нефти, эксплуатационная нагрузка на насос также изменяется. Следовательно, зазор в паре «ротор-статор» должен соответствовать характеристикам флюида и рабочим нагрузкам в течение всего производственного цикла.

Цельнометаллический конический винтовой насос FERROXIS® имеет цельнометаллическую коническую конструкцию как статора, так и ротора, без использования резинового статора, что позволяет выдерживать температуру на забое скважины до 380 °C. Система позволяет регулировать зазор в паре «ротор-статор» за счет осевого перемещения конического ротора. Для высоковязкой нефти перед запуском можно приподнять ротор для увеличения зазора и снижения пусковой нагрузки; после стабилизации работы ротор опускается обратно для возобновления добычи.

2.Условия работы с высоким содержанием песка испытывают на прочность не только износостойкость корпуса насоса

Попадание песчинок и других твердых частиц в насос может привести к износу насоса или его заклиниванию. В скважинах пароциклической обработки эти негативные факторы также непрерывно накапливаются с каждым новым циклом закачки и добычи.

Система лифтирования на базе цельнометаллического конического винтового насоса IntelliCPCP® позволяет управлять осевым положением ротора с помощью системы привода DynaRL® Drive System.

При скоплении песка или возникновении риска заклинивания насоса система может приподнять конический ротор, увеличив зазор в паре «ротор-статор», что обеспечивает проход для выноса песка и проходящих твердых частиц. По завершении процесса ротор опускается для возобновления добычи.

3.Термоциклирование непрерывно влияет на колонну труб и устьевое оборудование

Закачка пара и изменения температуры в стволе скважины вызывают тепловое расширение и сжатие насосно-компрессорных труб (НКТ). Осевое перемещение НКТ не только влияет на устьевое уплотнение, но и может изменить относительное положение глубинного насоса и колонны штанг.

Устьевой механизм автоматического уплотнения THERMOLOCK® в сочетании с вращающимся устройством компенсирует перемещения, вызванные тепловым расширением и сжатием НКТ, поддерживая герметичность устья скважины и снижая риск развинчивания (отворота) труб.

Для скважин пароциклической обработки переход между закачкой пара и добычей также является частью надежности системы.

Система IntelliCPCP® позволяет открыть канал для закачки пара путем подъема ротора и в комплексе с устьевым механизмом автоматического уплотнения THERMOLOCK® осуществлять переход между закачкой пара и добычей без подъема и спуска колонны труб.

Для наклонно-направленных скважин IntelliCPCP® позволяет снизить риск одностороннего износа штанги и труб за счет уменьшения локального изгиба колонны штанг и концентрации боковых нагрузок.

Следовательно, надежность скважин пароциклической обработки неглубоко залегающей тяжелой нефти не может определяться исключительно глубинным насосом. Глубинный насос, колонна штанг, НКТ, система подъема на устье, приводной двигатель и система управления должны быть сконфигурированы с учетом единых условий работы скважины.

4. Своевременное выявление изменений условий эксплуатации в течение производственного цикла

Температура, давление и рабочая нагрузка скважин пароциклической обработки изменяются в течение производственного цикла. По одному лишь состоянию включения/выключения оборудования сложно определить взаимосвязь между изменением нагрузки и восстановлением вязкости, накоплением твердых частиц или напряжением в колонне труб.

Интеллектуальный частотно-регулируемый привод Synergix® Intelligent VSD и платформа удаленного мониторинга и обслуживания HXBS Monitor обеспечивают дистанционный контроль таких рабочих параметров, как частота вращения, крутящий момент, осевая нагрузка, давление, температура и КПД насоса. На основе изменения этих данных они могут регулировать скорость вращения и связанные с ней рабочие параметры, сокращая необходимость ручного вмешательства.

5. Надежность обеспечивается адаптивностью на протяжении всего производственного цикла

Для скважин пароциклической обработки неглубоко залегающей тяжелой нефти система механизированной добычи сталкивается не с фиксированными условиями эксплуатации, а с непрерывно изменяющимися температурами, вязкостью, выносом механических примесей и механическими нагрузками — от закачки пара и перехода на добычу до поздних этапов разработки.

Цельнометаллический конический корпус насоса предназначен для работы со средами с высокой температурой, регулировка динамического зазора компенсирует изменения вязкости, скопление песка и износ насоса, автоматическое уплотнение устья скважины и бескомпрессорный (без подъема колонны) переход с закачки на добычу адаптированы под процессы теплового воздействия, в то время как регулирование нагрузок на колонну штанг и дистанционный мониторинг работы обеспечивают последующую добычу, эксплуатацию и обслуживание.

Только объединив эти функции в единую систему искусственного лифта и сопоставив их пункт за пунктом с реальными условиями целевой скважины, можно определить, способно ли оборудование удовлетворить эксплуатационные требования всего производственного цикла пароциклической обработки.

Если ваш проект оценивает варианты механизированной добычи для скважин с неглубоко залегающей тяжелой нефтью, пароциклической обработкой или тепловым воздействием с выносом песка, пожалуйста, свяжитесь с нами для дальнейшего обсуждения условий на целевой скважине и конфигурации системы.