В России исторически сложилось так, что при выборе способа добычи между УЭЦН и УСШН, проводя оценку основных параметров — производительности скважины и требуемой глубины подвески насоса, — операторы не рассматривают возможность применения системы СШН, если дебит превышает 30–40 м3/сут или глубина спуска превышает 2000 м. Даже осознавая более высокую энергетическую и экономическую эффективность применения УСШН, выбор, как правило, останавливается на УЭЦН.

Опыт эксплуатации оборудования по всему миру и проведенные исследования компании Lufkin Industries, Inc. говорят о совершенно других диапазонах применения УСШН. И именно эти новые возможности будут доступны российским компаниям уже в ближайшее время.

ОПЫТ РАБОТЫ В АРГЕНТИНЕ

Были проведены исследования 11887 скважин действующего фонда на месторождениях бассейна Гольфо Сан Хорхе в Аргентине. В табл. 1 приведено распределение этих скважин по типу эксплуатации.

В основном на месторождении применяются стандартные приводы УСШН: обычные СК, Mark II (рис. 1), а также пневмоуравновешиваемые СК. Около 45% всего фонда УСШН составляют системы Mark II в максимальных габаритах 912D и 1280D, а также используется несколько СК в габарите 1824, максимальном для систем УСШН, применяемых в Аргентине.

Основным преимуществом установки Mark II является возможность снижения пиковых нагрузок на штанги и уменьшения крутящего момента на валу редуктора. Особая геометрия СК позволяет обеспечить разную скорость при ходе штанг вверх и вниз — снижение скорости хода вверх позволяет обеспечить лучшую работу погружного оборудования, значительно увеличить коэффициент наполнения насоса, улучшить условия работы штанг и снизить вероятность их обрыва, что в конечном счете увеличивает НнО.

Анализ зависимости производительности системы от глубины спуска насоса по всему фонду показал, что максимальная глубина спуска СШН (до 10200 футов/3100 м) выше, чем ЭЦН (8900 футов/2700 м), а диапазон подач СШН в области значений 500–1000 барр/сут (80–160 м³/сут) является нормальной практикой применения УСШН (рис. 2).

СТАНДАРТЫ LUFKIN

Анализ фонда скважин оборудованных установками фирмы Lufkin на территории США и Канады позволил выработать основные рекомендации по применению различных модификаций УСШН (рис. 3). Приведенный рисунок может быть использован в качестве стандарта при определении потенциала системы, из которого можно сделать вывод о границах применения УСШН.

Примеры эксплуатации установок компании Lufkin Industries, Inc.:

• скважина №41X24D месторождения Reno, расположенного в бассейне Паудер-Ривер, штат Вайоминг, США. На глубину 14863 фута (4530 м) спущена установка Mark II 640-365-144, НнО составила 615 суток.
• скважина №15-3 месторождения Farnsworth, штат Техас, США. Глубина спуска насоса составила 8280 футов (2523 м), дебит — 1050 барр/сут (167 м3/сут).

К ВОПРОСУ О НАДЕЖНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ

Вопрос надежности и статистической оценки наработки оборудования является одним из основных при определении качества оборудования и расчете экономики проекта. Несмотря на то что за рубежом операторы компании не ведут строгий учет по наработке оборудования УСШН, время от времени персонал Lufkin Inductries, Inc. старается совместно с заказчиками провести серьезный анализ в данном направлении.

Одним из примеров могут служить данные по фонду СК фирмы Lufkin, смонтированных в Западной пустыне Египта начиная с 2002 года (табл. 2). Условия эксплуатации — экстремально высокие температуры и отсутствие постоянной системы мониторинга и обслуживания удаленного фонда. Средние условия работы оборудования: конструкционная нагрузка 85%, загрузка редуктора 80%, скорость СК 10–12 ходов в минуту.

Таким образом, на 27 марта 2010 года средняя текущая наработка 594 установок, смонтированных за 2002–2010 годы, составила 1180 суток при одном зафиксированном отказе установок.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ И ПОДБОР

Грамотный подбор оборудования с использованием программы SROD позволяет смоделировать и подобрать наиболее энергоэффективную установку (рис. 4). А применение средств автоматизации обеспечит наилучший режим работы.

Новая регенеративная СУ с частотно-регулируемым приводом обеспечивает низкие гармонические колебания и регенерацию электроэнергии до 30%, что достигается за счет регенерации энергии в части цикла хода СК: на рис. 4 (справа) видны участки, где момент носит отрицательную величину. Однако требуется установка дополнительного электрооборудования для учета количества электроэнергии возвращаемой обратно в сеть.