Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

ОПИ систем управления УШГН с контроллером производства ООО «Нафтаматика» на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Коми»

В рамках повышения эффективности работы фонда УШГН ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» в 2015-2016 годах были проведены ОПИ станций управления (СУ) СКД-15 WellSim производства ООО «Нафтаматика».

Испытания показали, что данные СУ в целом способны обеспечить комплексный подход к контролю эксплуатации УШГН, оптимизировать режим и повысить энергоэффективность работы скважин, а также получить дополнительную добычу нефти.

Вместе с тем при сравнении результатов замеров производительности УШГН по всем скважинам было выявлено превышение допустимых норм расхождения показаний СУ WellSim и кустовых замерных установок, в связи с чем требуется доработка данной системы.

19.02.2017 Инженерная практика №10-11/2016
Кузиванов Михаил Владимирович Ведущий инженер ОДН ООО «ЛУКОЙЛ-Коми»

Действующий фонд скважин, оборудованных УШГН, в ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» по состоянию на 1 сентября 2016 года насчитывал 138 единиц, фонд скважин, оборудованных компоновками ОРЭ типа ЭЦН-ШГН, – 26 единиц. Шесть скважин с УШГН работали в периодическом режиме.

НЕОБХОДИМОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ СУ

Для обеспечения эффективной работы скважин с УШГН необходимо внедрение интеллектуальных энергоэффективных СУ, которые позволяли бы в автоматическом режиме с приемлемой точностью измерять все необходимые параметры работы, диагностировать осложнения, подстраивать работу насоса под условия эксплуатации скважины и выводить работу установок на оптимальный режим. Работа в этом направлении в ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» была начата в 2015 году с проведения ОПИ СУ СКД-15 WellSim производства ООО «Нафтаматика».

Данная СУ предназначена для автоматизации задач, связанных со сбором, обработкой, хранением и анализом данных, получаемых от датчиков, установленных в скважине; контроля и автоматического управления работой скважины, оптимизации режима работы скважины; визуального отображения графических данных; удаленного управления и мониторинга скважины с автоматизированного рабочего места и измерения количества добываемой жидкости.

ПРОГРАММА ОПИ СУ СКД-15 WELLSIM

В разработанной и утвержденной Программе проведения ОПИ СУ СКД-15 WellSim были обозначены следующие критерии эффективности работы данной системы:

  • увеличение МРП не менее чем на 15% от средней наработки подконтрольной скважины;
  • снижение количества потребляемой электроэнергии на добычу 1 м3 жидкости не менее чем на 15%;
  • дебит жидкости эксплуатируемой УШГН скважины после внедрения СУ сопоставим или выше прежнего при условии нормальной работы глубинно-насосного оборудования (ГНО) и отсутствия утечек в ГНО до и после внедрения СУ при прочих равных параметрах;
  • возможность применения СУ для замера дебита скважины – обеспечение точности расчета дебита жидкости скважины контроллером с погрешностью в пределах 5% от фактического значения.

В ноябре 2015 года шесть комплектов СУ были установлены на скв. №1, 2 и 3 месторождения №1 ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз», которые эксплуатировались с помощью УШГН, и на скважинах №4, 5 и 6 месторождения №2 ТПП «ЛУКОЙЛ-Усинскнефтегаз», оборудованных системами ОРЭ по типу ЭЦН-ШГН (табл. 1).

Таблица 1. ОПИ СУ СКД-15 WellSim
Таблица 1. ОПИ СУ СКД-15 WellSim

СОСТАВ И СХЕМА РАБОТЫ СУ

В состав СУ СКД-15 WellSim входят шкаф СУ СКД15 с контроллером WellSim и частотным преобразователем; датчик нагрузки на полированном штоке с комплектом выравнивающих шайб; набор датчиков положения (два датчика Холла) с установочным комплектом и кабель датчика нагрузки.

Принцип работы СУ подразумевает считывание и обработку сигналов от датчиков, вычисление параметров работы скважины, принятие решений по режиму работы на контроллере, хранение статистической информации, передачу информации с помощью средств телекоммуникации и удаленное управление (рис. 1). Режимы работы СУ задаются с помощью персонального компьютера или удаленно под управлением телемеханики (АСУТП).

Рис. 1. Принципиальная схема СУ СКД-15 WellSim
Рис. 1. Принципиальная схема СУ СКД-15 WellSim

Изменение скорости вращения двигателя УШГН обеспечивается частотным преобразователем, а считывание параметров работы ШГН с контролера WellSim производится с помощью переносного персонального компьютера (или других устройств), соединенного с контроллером по беспроводной сети Wi-Fi. Кроме того, предусмотрена возможность соединения с контроллером при помощи кабеля через порт RS-232 или Ethernet. Измерение параметров работы УШГН основано на динамометрии, или построении динамограммы, – графической зависимости нагрузки на полированный шток от его перемещения (рис. 2). Рассчитывается степень заполнения насоса, эффективная длина хода плунжера, что в итоге позволяет получить расчетную производительность насоса как по жидкости в целом, так и отдельно по фазам.

Рис. 2. Текущая динамограмма в СУ СКД-15 WellSim по скв. №1 от 26.11.2015 г.
Рис. 2. Текущая динамограмма в СУ СКД-15 WellSim по скв. №1 от 26.11.2015 г.

Кроме того, в СУ реализован режим поддержания степени заполнения насоса, который позволяет контролировать работу последнего после введения конкретной уставки в процентах. К примеру, если задается уставка 70%, то при снижении этого уровня система сама регулирует откачку, за счет чего достигается увеличение МРП и объема добываемой нефти (рис. 3).

Рис. 3. Визуализация работы насоса (заполнение) в СУ СКД-15 WellSim по скв. №1 от 26.11.15 г.
Рис. 3. Визуализация работы насоса (заполнение) в СУ СКД-15 WellSim по скв. №1 от 26.11.15 г.

СУ предусматривает контроль и изменение параметров работы ШГН посредством телемеханики, но АСУТП КЦДНГ-7, где было установлено испытываемое оборудование, данную функцию не поддерживает.

Сохранение истории работы каждой скважины реализовано в экспериментальной программе WellSystem: данные сохраняются в формате MS Excel с периодичностью в 60 мин.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ СУ

Экономия электроэнергии в данной системе достигается за счет сокращения ее потребления при ходе штанг ШГН вниз. По скв. №4 и 6 было зафиксировано повышение потребления электроэнергии после внедрения СУ, что было связано со значительным увеличением непрерывного времени работы УШГН в результате оптимизации режима работы – фактически данные скважины перешли на постоянный режим работы. Вместе с тем, увеличение потребления электроэнергии компенсировалось получением дополнительной добычи нефти по скважинам (табл. 2).

Таблица 2. Потребление электроэнергии по скважинам до и после внедрения СУ СКД-15 WellSim
Таблица 2. Потребление электроэнергии по скважинам до и после внедрения СУ СКД-15 WellSim

ИЗМЕРЕНИЕ ДЕБИТА СКВАЖИН

Система WellSim сертифицирована как средство измерения объема сырой нефти. Однако при сравнении результатов замеров производительности УШГН (ГЗУСУ ШГН) в 2015 году по всем скважинам получено превышение допустимого расхождения показаний СУ WellSim и замерной установки (ЗУ) на 5% и более (табл. 3).

Таблица 3. Результаты измерения дебита жидкости скважин с помощью СУ СКД-15 WellSim
Таблица 3. Результаты измерения дебита жидкости скважин с помощью СУ СКД-15 WellSim

В марте-апреле 2016 года представители ООО «Нафтаматика» провели калибровку внедренных систем, суть которой заключалась в расчете и вводе дополнительных поправочных коэффициентов. Калибровка и контрольные замеры по скважинам ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» проводились по ЗУ, установленным в ГЗУ (ОЗНА-МАССОМЕР, ТОР 1-50). По скв. №5 и 6  ТПП «ЛУКОЙЛ-Усинскнефтегаз» калибровка не проводилась в связи с невозможностью проведения отдельного замера ШГН из-за негерметичности обратного клапана ОРЭ. По скв. №5 ввиду малого дебита калибровка и контрольные замеры производились на тарированную емкость.

После калибровки точность замеров дебитов, произведенных с помощью СУ, повысить не удалось, напротив, расхождение результатов прямых замеров и расчетных дебитов по СУ выросло до 11% (табл. 4).

Таблица 4. Результаты измерения дебита жидкости скважин с помощью СУ СКД-15 WellSim после калибровки системы
Таблица 4. Результаты измерения дебита жидкости скважин с помощью СУ СКД-15 WellSim после калибровки системы

ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ УШГН

По состоянию на 1 сентября 2016 года все подконтрольные скважины находились в работе, текущая наработка оборудования в комплекте с СУ составляла от 279 до 292 сут. Отказов испытываемого оборудования за время проведения ОПИ не происходило. На скв. №2 в период с 17 по 22 января 2016 года был проведен подземный ремонт скважины (ПРС), заключавшийся в замене НКТ по причине их негерметичности из-за осложнения коррозией, однако данный отказ не был связан с работой СУ и поэтому в оценке МРП после внедрения СУ не учитывался.

Режим работы УШГН был оптимизирован по трем скважинам месторождения, работавшим до внедрения СУ в периодическом режиме (табл. 5), дополнительная добыча нефти составила 2,2 т/сут. По скв. №1, 2 и 3 работа УШГН не изменилась, так как скважины до внедрения работали в постоянном режиме с параметрами, близкими к оптимальным (заполнение насоса на 85-95%).

Таблица 5. Оптимизация работы УШГН после внедрения СУ СКД-15 WellSim
Таблица 5. Оптимизация работы УШГН после внедрения СУ СКД-15 WellSim

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПИ

В целом ОПИ СУ СКД-15 WellSim производства ООО «Нафтаматика» признаны успешными. Система отнесена к категории энергоэффективных, в ней реализован комплексный подход к контролю эксплуатации УШГН, что позволяет оптимизировать режим работы установки и автоматически поддерживать его. Вместе с тем, данная система нуждается в серьезной доработке как устройство замера дебита скважин, оборудованных УШГН.

Реклама Дисковый фильтр производства АО «Новомет-Пермь» помог увеличить наработку УЭЦН в семь раз!
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Результаты проведения опытно-промысловых испытаний контроллеров и станций управления Lufkin
Оборудование для мониторинга и оптимизации добычи нефти
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №07/2017

Инженерная практика

Выпуск №07/2017

Управление разработкой месторождений. Механизированная добыча. Промысловые трубопроводы
Гелеполимерное заводнение карбонатного коллектораМетодика проектирования нестационарного заводненияТрансформация системы разработкиПроектирование разработки многозабойными скважинамиМикробиологическое и водогазовое воздействие на залежиНасосное оборудование и скважинные компоновки для ППДИспытания компоновок ОРЭ с управляемыми клапанамиВнутренняя защита сварных швов трубопроводов втулкамиИспытания трубопровода из гибких армированных труб высокого давления
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Разработка месторождений
Мониторинг — 2017
Производственно-технический семинар-совещание

Мониторинг ‘2017 Системы мониторинга и управления для эксплуатации мехфонда и контроля разработки месторождений

19-21 сентября 2017 г., г. Пермь
Интеллектуализация процессов добычи нефти (автоматизация, телемеханизация, интеллектуальные станции управления) с целью сокращения затрат, повышения наработки оборудования и дебита жидкости, увеличения энергоэффективности и контроля разработки месторождений, внедрение нового программного обеспечения, геофизического оборудования, интеллектуализация систем одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) и др.
Общая информация Планируется
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — сентябрь 2017
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

11 - 15 сентября 2017 г., г. Пермь
ООО «Инженерная практика» от имени журнала «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Перми (отель «Урал») в рамках авторского курса С.Балянова.