Математическая модель режима работы системы для одновременно-раздельной эксплуатации скважины

Abstract

Актуальность. Тенденция развития технологий добычи нефти связана с множеством актуальных тематик. Одним из таких актуальных направлений является технология одновременно-раздельной эксплуатации скважины, в частности, включающей два электроцентробежных насоса и двусторонний погружной электродвигатель. Наличие двух пластов на забое скважины подразумевает подбор оптимальных компоновок, технологических параметров насосов, перекачивающих нефть. Рассматривая процесс добычи из двух независимых пластов в скважине согласно указанной технологии, было установлено, что имеется высокая потребность в подборе корректных параметров установок на этапе проектирования. При отсутствии корректного подбора технологических параметров установок на этапе проектирования дальнейшая эксплуатация скважины с двумя независимыми пластами может быть экономически нецелесообразной, а в некоторых случаях нереализуемой, что обусловлено рядом причин. Во-первых, при отсутствии обеспечения необходимой депрессии на каждый конкретный пласт возможен противоток жидкости, вследствие чего один из насосов не будет участвовать в процессе добычи. Во-вторых, при эксплуатации компоновки, производительность которой значительно превышает производительность (приток жидкости из пласта) скважины, возможен срыв подачи насоса и, как следствие, имеется риск потенциального отказа. В связи с этим крайне актуальной задачей на текущий момент является обеспечение корректного подбора технологических параметров установок электроцентробежных насосов, применяемых в процессе одновременно-раздельной эксплуатации скважин с двумя независимыми пластами. Цель. Разработка математической модели, позволяющей подобрать оптимальные технологические параметры компоновки, состоящей из двух электроцентробежных насосов и двустороннего погружного электродвигателя, применяемых при одновременно-раздельной эксплуатации скважин с двумя независимыми пластами. Методы. Методы численного моделирования для анализа режима работы электроцентробежных насосов в условиях добычи нефти из двух независимых пластов. Результаты и выводы. Получено, что разработанная математическая модель режима работы системы для одновременно-раздельной эксплуатации скважин позволяет оценить потенциал каждого индивидуального подобранного насоса при добыче нефти (в динамике по времени) путём анализа депрессии на каждый отдельный пласт, а также моделирования процесса с учетом потенциального обратного перетока жидкости и срыва подачи

Relevance. The trend of oil production technology development is related to many relevant topics. One of such actual directions is the technology of simultaneous separate well operation, in particular, including two electric centrifugal pumps and double-sided submersible electric motor. The presence of two formations at the bottomhole implies the selection of the optimal layout, technological parameters of pumps pumping oil. Considering production from two independent formations in the well according to the mentioned technology, there is a high need in selection of correct parameters of installations at the design stage. In the absence of correct selection of technological parameters of units at the design stage, further operation of a well with two independent formations can be economically inexpedient, and in some cases unrealizable, which is due to a number of reasons. First, if the necessary underbalance is not provided for each particular formation, counterflow of fluid may occur and one of the pumps will not participate in the production process. Secondly, when operating an arrangement, which capacity significantly exceeds the capacity (fluid flow from the reservoir) of the well, there is a possibility of pumping failure and, as a consequence, there is a risk of potential failure. In this regard, an extremely urgent task at the moment is to ensure correct selection of technological parameters of electric centrifugal pump units used in simultaneous separate operation of wells with two independent formations. Aim. Development of a mathematical model that allows selecting the optimal technological parameters of the arrangement consisting of two electric centrifugal pumps and a double-sided submersible motor, used for simultaneous separate operation of wells with two independent formations. Methods. Numerical simulation methods for analyzing the operation mode of electric centrifugal pumps in conditions of oil production from two independent reservoirs. Results and conclusions. It was obtained that the developed mathematical model of the system operation mode for simultaneous separate operation of wells allows estimating the potential of each individual selected pump during oil production (in time dynamics) by analyzing the depression on each individual reservoir, as well as modeling the process taking into account the potential backflow of liquid and supply failure