Моделирование процесса образования органических отложений парафинового типа при эксплуатации скважин электроцентробежными насосами

В данной работе представлены результаты исследования влияния параметров, управляющих работой установки ЭЦН, на условия образования и отложения асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) на основе модели движения высокопарафинистой нефти по стволу скважины с применением анализа гидродинамики системы «пластскважина-насос» и получены практические рекомендации для рассматриваемых условий.
Материалы и методы
В работе использовались результаты лабораторных исследований физикохимических свойств высокопарафинистой нефти, а также результаты моделирования движения высокопарафинистой нефти по стволу скважины, оборудованной УЭЦН, полученные в программном комплексе компании Schlumberger «PIPESIM».
Итоги
1. По известным физико-химической характеристике и компонентному составу исследуемой нефти была разработана модель высокопарафинистой нефти с помощью модуля Multifl sh Wax. На ее основе построена диаграмма фазового равновесия углеводородной системы с нанесенным PT-профилем движения флюида от продуктивного пласта до устья скважины и определены характерные точки фазовых переходов. Определена температура насыщения нефти парафином 44°С, содержание которого к 20°С в исследуемой нефти достигает 27% масс. 2. Применен метод оценки производительности скважин в виде узлового анализа. С целью обеспечения скважины достаточной энергией для подъема флюида на поверхность и достижения запланированного дебита выполнен подбор ЭЦН. На основе моделирования движения высокопарафинистой нефти по стволу скважины исследовано влияние различных факторов на глубину начала образования органических отложений.
Выводы
1. Установлена высокая сходимость фактической термограммы с расчетными профилями температуры по методикам П.Д. Ляпкова и И.Т. Мищенко Это позволяет полагаться на достоверность приведенных методик в случае отсутствия промысловых результатов исследований распределения температуры по стволу скважины. Однако для рассматриваемых условий наиболее близкое к фактическому значению глубины начала образования органических отложений получено при использовании комплексной механистической модели вертикального многофазного течения OLGAS. 1. Определен характер изменения температуры насыщения нефти парафином по стволу скважины. Важно отметить, что наиболее ярко эти изменения проявляются при создании депрессии на продуктивный пласт и увеличении давления в ЭЦН. При разгазировании температура насыщения нефти парафином повышается по причине уменьшения содержания в ней легких фракций. 2. В качестве рекомендации по влиянию на один из основных факторов образования АСПО в скважине - температуры, предлагается применение типоразмеров УЭЦН с большей производительностью, чем требуется для достижения планируемого дебита, что, в свою очередь, приведет к смещению рабочей точки в правую сторону на напорно-расходной характеристике и тем самым обеспечит дополнительный нагрев скважинной продукции. 3. Выполнена количественная оценка влияния частоты питающего тока УЭЦН на глубину начала образования АСПО в скважине. Наряду с увеличением частоты, повлиять на рост скорости потока можно путем уменьшения внутреннего диаметра колонны НКТ и добавлением числа ступеней, что также приводит к изменению напорно-расходной характеристики насоса. 4. Установлена зависимость глубины начала образования АСПО по стволу скважины от обводненности добываемой высокопарафинистой нефти. Уменьшение интервала образования АСПО в скважине вызвано снижением доли высокомолекулярных углеводородов в скважинной продукции в процессе разработки месторождения, гидрофилизацией внутренней поверхности колонны НКТ, а также снижением темпа охлаждения потока. 5. Выявлена область эффективного применения метода штуцирования (увеличение буферного давления) как способа борьбы с образованием АСПО. Положительный эффект наблюдается в случае, когда образование отложений в скважине происходит после начала разгазирования. В ином случае наблюдается отрицательный результат, при котором увеличение буферного давления приводит к росту температуры насыщения нефти парафином и, следовательно, более раннему образованию органических отложений в стволе скважины.