Методика оценки темпа роста солеотложений на корпусе погружного электродвигателя

Abstract

Актуальность. Проблема образования солеотложений в подземном оборудовании скважин, в частности на корпусах погружных электродвигателей является одной из наиболее острых в условиях эксплуатации нефтяных скважин на поздних стадиях разработки, так как увеличивается обводненность добываемой продукции скважины. Образование солеотложений приводит к ухудшению теплообмена и перегреву погружных электродвигателей, а также сокращению их рабочего ресурса. В последние годы разработано множество методов и программных инструментов для моделирования процессов солеобразования, однако существующие подходы зачастую не учитывают все динамические аспекты, которые могут существенно повлиять на эффективность работы оборудования. Несмотря на достижения в области моделирования солеотложений, актуальной остается задача совершенствования методов прогнозирования и учета этих процессов, что позволяет значительно повысить надежность и долговечность погружных электродвигателей, а также снизить эксплуатационные риски. Цель. Разработка методики оценки темпа роста солеотложений на корпусах погружных электродвигателей, анализ влияния эксплуатационных характеристик скважины, расчет гидравлической и тепловой характеристики на основе предложенного подхода. Результаты и выводы. Предложена методика оценки темпа роста солеотложений на корпусе погружного электродвигателя. Методика была апробирована на реальной скважине А нефтяного месторождения N, где были зафиксированы проблемы, связанные с образованием солеотложений, что привело к выходу из строя погружных электродвигателей. Показано, что ухудшение теплообмена между погружныv электродвигателеv и добываемым потоком вызывает перегрев электродвигателя и его выход из строя. Полученные результаты могут быть использованы для оценки эффективности ингибирования потока, анализа электродинамических характеристик, а также при проведении тепловых и гидравлических расчетов на скважине. Разработанное решение может быть интегрировано в систему комплексного инжиниринга в качестве прокси-инструмента, например, для виртуального расходомера установки электроцентробежного насоса, что значительно повысит его точность и функциональные возможности

Relevance. Problem of salt deposition in downhole equipment, particularly on the housings of submersible electric motors, is one of the most critical issues in the operation of oil wells during the late stages of development, as the water cut of the produced well fluid increases. Salt deposition leads to impaired heat exchange, overheating of submersible electric motors, and reduction in their operational lifespan. In recent years, numerous methods and software tools were developed to model salt formation processes; however, existing approaches often fail to account for all dynamic aspects that can significantly impact equipment efficiency. Despite advancements in salt deposition modeling, the task of improving prediction methods and accounting for these processes remains relevant, as it can significantly enhance the reliability and durability of submersible electric motors while reducing operational risks. Aim. To develop a methodology for assessing the rate of salt deposition on submersible electric motor housings, analyze the impact of well operational characteristics, and calculate hydraulic and thermal characteristics based on the proposed approach. Results and key findings. The authors propose a methodology for assessing the rate of salt deposition on the housing of a submersible electric motor. The methodology was tested on well A of oil field N, where issues related to salt deposition were recorded, leading to submersible electric motor failure. It was demonstrated that the deterioration of heat exchange between the submersible electric motors and the produced fluid flow causes motor overheating and subsequent failure. The obtained results can be used to evaluate the effectiveness of flow inhibition, analyze electrodynamic characteristics, and perform thermal and hydraulic calculations for the well. The developed solution can be integrated into a comprehensive engineering system as a proxy tool, for example, for a virtual flow meter of an electric submersible pump unit, significantly improving its accuracy and functionality