Модель переходных процессов в скважине с частотно-регулируемым электроцентробежным насосом

Abstract

Актуальность исследования связана с проблемой эффективности контроля динамических режимов эксплуатации скважин, оснащённых частотно-регулируемым электроцентробежным насосом, при создании и вычислительной реализации моделей скважинной системы, работающих в режиме реального времени. Комплексная функциональность представленного в статье решения позволяет воспроизводить реальные формы поведения системы в переходных и равновесных режимах работы в условиях действий осложняющих факторов, что и является основой корректного параметрического оценивания с использованием данных натурного контроля режимных состояний. Цель: построение комплексной гидродинамической модели типа «пласт-скважина-электронасос-устье», ориентированной на задачи диспетчерского контроля осложнённых режимов эксплуатации систем в условиях реального времени. Методы: материального баланса, гидроупругой линейной фильтрации, гидростатики, линеаризованной кинетики потерь на трение, численного моделирования дифференциальных уравнений. Результаты. Сконструированная и численно реализованная гидродинамическая модель скважины с электроцентробежным насосом воспроизводит целостную, логически обусловленную картину реального поведения системы в переходных и равновесных режимах эксплуатации в условиях действия осложняющих факторов. Упрощенный характер описания образующих компонент и связей позволяет реализовывать и применять функционально обновлённые инструменты контроля по месту в рамках информационных ресурсов диспетчерских служб предприятия. Выводы. Комплексность и факторная полнота описания моделей являются основой конструирования алгоритмов и регламентов параметрической идентификации и последующего опознавания видов и уровней осложнений по данным реальной эксплуатации. Реализация вычислительного процесса в темпе с динамикой обновления данных контроля состояний и возмущений позволит использовать модель как виртуальный измеритель расширенного вектора состояния скважины в переходных и установившихся режимах работы.

The relevance of the research is related to the effectiveness of monitoring dynamic operating modes of wells equipped with a frequency-controlled electric submersible pump at development and computational implementation of well system models operating in real time. Complex functionality of the solution introduced in the article allows reproducing the systems real forms of behavior in transient and equilibrium operation modes under the impact of complicating factors, which is the basis of the correct parametric estimation using real-time control data of well operating states. The main aim of the research is to construct a complex hydrodynamic model of the «reservoir-well-electric pump-wellhead» type, oriented to the tasks of complicated operating modes control of real-time systems Objects: material balance, linear filtration, hydrostatics, linearized kinetics of friction losses, numerical modeling of differential equations. Methods. The constructed and implemented hydrodynamic model of electric submersible pump-equipped well reproduces a holistic and logical «portrait» of actual behavior of the system in transient and equilibrium operation modes under the impact of complicating factors. The simplified nature of model components and connections descriptions allows the implementation and usage of functionally updated monitoring applications within the information resources of the enterprise. Results. Complexity and factor wholeness of the model description are the basis for designing algorithms and regulations for parametric identification and subsequent recognition of the types and levels of impacting complications on system using actual operation data. The implementation of the computational process in sync with the dynamics of state and disturbances control data update make it possible to use the model as a virtual measure of the extended vector of well states in transient and steady-state operating modes.