РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ДИАМЕТРА УСТЬЕВОГО ШТУЦЕРА

Abstract

Ссылка для цитирования:  Азеев А.А., Квеско Н.Г., Подоляко Д.С. Разработка методики определения оптимального диаметра устьевого штуцера // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 11. – С. 189-199 Актуальность. Неэффективное управление системой добычи углеводородов приводит к возрастанию потерь пластовой энергии во всех элементах этой системы из-за образования песчаных и гидратных пробок, ограничения скоростей перекачиваемого потока и к другим осложнениям. Существующая система добычи требует очень точной настройки диаметра штуцера с применением средств автоматизации. На большинстве месторождений России скважины не оборудованы полноценными средствами телемеханики, что существенно ограничивает возможности их управления и контроля. Цель: разработка методики определения оптимального диаметра штуцера для автоматического управления потоком рабочего агента на основе теоретических исследований системы «пласт–скважина–штуцер». Методы: сравнительный анализ, системный подход, математическое моделирование. Результаты. Проводились исследования математической модели процесса многофазной фильтрации через штуцер и в результате были получены зависимости коэффициента истечения от диаметра штуцера, дебита жидкости, давления до штуцера и обводненности жидкости. Кроме того, были построены регулировочные кривые, описывающие влияние диаметра штуцера на дебит жидкости, давление до штуцера и обводненность жидкости. Установлено, что диаметр штуцера может выступать в качестве ключевого параметра, в наибольшей степени влияющего на возможность управления скважинной системой под контролем компьютерной программы. При этом коэффициент истечения может быть использован в работе компьютерной программы в качестве основной целевой функции, обеспечивающей выполнение условий вывода работы скважины на нормальный режим. Предложена методика управления скважинной системой, включающей математическую модель процесса многофазной фильтрации через штуцер и алгоритм работы программы управления, которая обеспечивает повышение оперативности и точности регулировки диаметра дросселирующего устройства в широком временном диапазоне работы скважины и связанных с этим изменений фильтрационных характеристик пласта и нарушений в скважинном оборудовании. Использование разрабатываемой системы управления скважиной позволит оптимизировать ее производительность за счет штуцирования в автоматическом режиме, самонастройки под износ и самоочистки штуцера от парафиновых и гидратных пробок, а также снижения вероятности перемерзания и выноса механических примесей. При работе предлагаемой системы управления скважиной дросселирование перекачиваемого флюида должно оптимизировать депрессию на пласт, повышать период фонтанирования и уменьшать негативное влияния газового фактора.