Daar is bewys dat pompbeskermingskomponente pompe teen sand beskerm en die bedryfslewe van ESP's in onkonvensionele putte verleng. Hierdie oplossing beheer die terugvloei van frac sand en ander vaste stowwe wat oorladings en stilstand kan veroorsaak. Die instaatstellende tegnologie skakel die probleme uit wat verband hou met deeltjiegrootteverspreidingsonsekerheid.
Aangesien meer en meer oliebronne op ESP's staatmaak, word die verlenging van die lewensduur van elektriese dompelpompstelsels (ESP) al hoe belangriker. Die bedryfslewe en werkverrigting van kunsmatige hyspompe is sensitief vir vaste stowwe in geproduseerde vloeistowwe. Die bedryfslewe en werkverrigting van die ESP het aansienlik afgeneem met die toename in soliede deeltjies. Daarbenewens verhoog vaste stowwe die frekwensie wat benodig word vir ESP om oor te werk.
Vaste deeltjies wat dikwels deur kunsmatige hyserpompe vloei, sluit in formasiesand, hidrouliese brekingsstutmiddels, sement en geërodeerde of geroeste metaaldeeltjies. Ondergat-tegnologieë wat ontwerp is om vaste stowwe te skei wissel van lae-doeltreffendheid-siklone tot hoë-doeltreffendheid 3D-vlekvrye staaldraad. s van groot deeltjies tydens produksie. Onkonvensionele putte is egter onderhewig aan intermitterende slakvloei, wat daartoe lei dat bestaande boorgat-kolkskeiertegnologie net intermitterend werk.
Verskeie verskillende variante van gekombineerde sandbeheerskerms en boorgatvortex-ontsanderers is voorgestel om ESP's te beskerm. Daar is egter gapings in die beskerming en produksieprestasie van alle pompe as gevolg van die onsekerheid in die grootteverspreiding en volume vastestowwe wat deur elke put geproduseer word. Onsekerheid verhoog die lengte van sandbeheerkomponente, waardeur die beperking van die reservoir- en negatiewe impak op die reservoir verminder word. Dieper steldieptes word verkies in onkonvensionele putte. Die gebruik van ontskuurders en manlike prop-modderankers om lang, stewige sandbeheersamestellings in omhulselgedeeltes op te skort met hoë dogleg-erns beperk ESP MTBF-verbeterings.Korrosie van die binnebuis wat nie 'n ander aspek van hierdie voldoende waarde is nie.
Die skrywers van 'n 2005 referaat het eksperimentele resultate van 'n boorgat-sandskeier gebaseer op 'n sikloonbuis (Figuur 1), wat afhang van sikloonaksie en swaartekrag, aangebied om te wys dat skeidingsdoeltreffendheid afhang van olieviskositeit, vloeitempo en partikelgrootte. Hulle wys dat die doeltreffendheid van die skeier grootliks afhanklik is van die terminale vloei-doeltreffendheid afneem vastestofsnelheid van die deeltjie se afnamesnelheid en afname in partikelgrootte. , en die verhoging van olieviskositeit, Figuur 2.Vir 'n tipiese sikloonbuis-boorgatskeier, daal die skeidingsdoeltreffendheid tot ~10% soos die deeltjiegrootte tot ~100 µm daal.Daarbenewens, soos die vloeitempo toeneem, is die draaikolkskeier onderhewig aan erosie-slytasie, wat die gebruik van strukturele komponente se lewe beïnvloed.
Die volgende logiese alternatief is om 'n 2D-sandbeheerskerm met 'n gedefinieerde gleufwydte te gebruik. Deeltjiegrootte en verspreiding is belangrike oorwegings wanneer skerms gekies word om vaste stowwe in konvensionele of onkonvensionele putproduksie te filtreer, maar hulle kan onbekend wees. Die vaste stowwe kan van die reservoir kom, maar hulle kan van hak tot hak verskil;alternatiewelik sal die skerm dalk sand van hidrouliese breking moet filtreer. In beide gevalle kan die koste van vastestowwe-insameling, ontleding en toetsing onbetaalbaar wees.
As die 2D-buisskerm nie behoorlik gekonfigureer is nie, kan die resultate die ekonomie van die put in die gedrang bring. Te klein sandskermopeninge kan voortydige verstopping, afsluitings en die behoefte aan herstelwerk veroorsaak. As hulle te groot is, laat hulle vaste stowwe vrylik in die produksieproses in, wat oliepype kan korrodeer, beskadiging van kunsmatige hysbakpompe, en spoeloppervlakke wat kunsmatige pompe kan beskadig, en spoeloppervlakke kan beskadig. situasie vereis 'n eenvoudige, koste-effektiewe oplossing wat die lewe van die pomp kan verleng en 'n wye verspreiding van sandgroottes kan dek.
Om in hierdie behoefte te voorsien, is 'n studie gedoen oor die gebruik van klepsamestellings in kombinasie met vlekvrye staaldraadmaas, wat onsensitief is vir die resulterende vastestofverspreiding. Studies het getoon dat vlekvrye staaldraadmaas met veranderlike poriegrootte en 3D-struktuur vastestowwe van verskillende groottes effektief kan beheer sonder om die partikelgrootteverspreiding van die resulterende vastestowwe te ken, die effektiewe 3D-draadmeshinse, die 3D-draadgrootte van die vastestowwe. vir ekstra sekondêre filtrasie.
'n Klepsamestelling wat op die onderkant van die skerm gemonteer is, laat produksie voort totdat die ESP uitgetrek word. Dit verhoed dat ESP herwin word onmiddellik nadat die skerm oorbrug is. Die gevolglike inlaatsandbeheerskerm en klepsamestelling beskerm ESP's, staafhyspompe en gasopheffings van vaste stowwe tydens produksie deur vloeistofvloei skoon te maak en bied 'n kostedoeltreffende lewensduuroplossing vir pompstert reservoirs om te verseker dat dit 'n kostedoeltreffende lewensduur van die reservoir het.
Eerste generasie pompbeskermingsontwerp. 'n Pompbeskermingssamestelling wat vlekvrye staalwolskerms gebruik, is in 'n stoomondersteunde swaartekragdreineringsput in Wes-Kanada ontplooi om die ESP teen vaste stowwe tydens produksie te beskerm.Skerms filtreer skadelike vaste stowwe uit die produksievloeistof soos dit in die produksiestring ingaan. Binne die produksiestring vloei vloeistowwe na die ESP-inlaat, waar hulle tussen die oppervlak en die isolasie-skerm gepomp word. die produksiesone en die boonste boorput.
Oor produksietyd is die ringvormige spasie tussen die skerm en omhulsel geneig om met sand te oorbrug, wat vloeiweerstand verhoog.Uiteindelik oorbrug die annulus heeltemal, stop vloei, en skep 'n drukverskil tussen die boorput en die produksiestring, soos in Figuur 3 getoon.Op hierdie punt kan vloeistof nie meer na die ESP vloei nie en die voltooiingsstring moet getrek word.Afhangende van 'n aantal veranderlikes wat verband hou met vastestofproduksie, kan die tydsduur wat nodig is om vloei deur die vastestofbrug op die skerm te stop, minder wees as die tydsduur wat die ESP sal toelaat om die vastestofbelaaide vloeistof gemiddelde tyd tussen mislukkings na die grond te pomp, dus is die tweede generasie komponente ontwikkel.
Die tweede generasie pompbeskermingsamestelling. Die PumpGuard* inlaatsandbeheerskerm en klepsamestellingstelsel is onder die REDA*-pomp in Figuur 4 opgehang, 'n voorbeeld van 'n onkonvensionele ESP-voltooiing. Sodra die put produseer, filtreer die skerm die vaste stowwe in produksie, maar sal stadig begin om met die sand te oorbrug en 'n verskillende drukdifferensiaal te skep, wanneer hierdie klepklep instel, laat die klep instel. om direk in die buisstring na die ESP te vloei.Hierdie vloei maak die drukverskil oor die skerm gelyk, en maak die greep van die sandsakke aan die buitekant van die skerm los.Sand is vry om uit die annulus te breek, wat vloeiweerstand deur die skerm verminder en vloei toelaat om te hervat.Soos die differensiële druk daal, keer die klep terug na sy geslote posisie en normale vloeitoestande hervat die nodige uittrek van die ESP. .Die gevallestudies wat in hierdie artikel uitgelig word, demonstreer dat die stelsel in staat is om die lewensduur van die pomp aansienlik te verleng in vergelyking met die lopende sifting alleen voltooiing.
Vir die onlangse installasie is 'n kostegedrewe oplossing bekendgestel vir area-isolasie tussen die vlekvrye staaldraadmaas en die ESP. 'n Afwaartse koppiepakker is bo die skermgedeelte gemonteer. Bokant die koppiepakker bied addisionele middelbuisperforasies 'n vloeipad vir vervaardigde vloeistof om van die binnekant van die skerm na die ringvormige spasie in die vloeistofverpakking te migreer, waar die ESP in die vloeistof kan binnegaan.
Die vlekvrye staaldraadfilter wat vir hierdie oplossing gekies is, bied verskeie voordele bo gapingsgebaseerde 2D-gaastipes.2D-filters maak hoofsaaklik staat op deeltjies wat oor filtergapings of gleuwe strek om sandsakke te bou en sandbeheer te verskaf. Aangesien slegs 'n enkele gapingswaarde vir die skerm gekies kan word, word die skerm egter hoogs sensitief vir die deeltjiegrootteverspreiding van die geproduseerde vloeistof.
Daarteenoor bied die dik maasbed van vlekvrye staaldraadfilters hoë porositeit (92%) en groot oopvloeiarea (40%) vir die vervaardigde boorgatvloeistof. Die filter word gekonstrueer deur 'n vlekvrye staal vagmaas saam te druk en dit direk om 'n geperforeerde middelbuis te draai, en dit dan in 'n geperforeerde middelbuis in te kapsel in die middel van die geperforeerde beskermende bedekking van die mesh-verspreiding. die nie-eenvormige hoekoriëntasie (wat wissel van 15 µm tot 600 µm) laat onskadelike fyn stowwe toe om langs 'n 3D-vloeipad na die sentrale buis te vloei nadat groter en skadelike deeltjies binne die maas vasgevang is. Sandretensietoetsing op monsters van hierdie sif het getoon dat die filter 'n hoë deurlaatbaarheid deur hierdie sif behou, want die filter handhaaf 'n hoë deurlaatbaarheid deur die filtreer, E kan 'n hoë deurlaatbaarheid handhaaf. deeltjiegrootteverdelings van geproduseerde vloeistowwe teëgekom. Hierdie vlekvrye staalwolskerm is in die 1980's deur 'n groot operateur ontwikkel spesifiek vir selfstandige skermvoltooiings in stoom gestimuleerde reservoirs en het 'n uitgebreide rekord van suksesvolle installasies.
Die klepsamestelling bestaan ​​uit 'n veerbelaaide klep wat eenrigtingvloei in die buisstring vanaf die produksiearea toelaat. Deur die kronkelveervoorspanning aan te pas voor installasie, kan die klep aangepas word om die verlangde kraakdruk vir die toepassing te bereik. Tipies word 'n klep onder die vlekvrye staaldraadmaas ingevoer om 'n sekondêre vloeipad tussen die reservoirs en eSP-reekse te voorsien, in sommige reservoirs, ESP-reekse en staallose reservoirs. die middelste klep het 'n laer kraakdruk as die laagste klep.
Met verloop van tyd vul formasiedeeltjies die ringvormige area tussen die buitenste oppervlak van die pompbeskermersamestellingskerm en die wand van die produksieomhulsel. Soos die holte met sand vul en die deeltjies konsolideer, neem die drukval oor die sandsak toe.Wanneer hierdie drukval 'n voorafbepaalde waarde bereik, gaan die keëlklep oop en laat vloei direk deur die pompinlaat deur die pompinlaat vloei om die voorheen bekwame sand op te breek. die skermfilter.As gevolg van die verminderde drukverskil sal vloei deur die skerm hervat word en die inlaatklep sal toemaak.Daarom kan die pomp die vloei net direk vanaf die klep vir 'n kort tydperk sien.Dit verleng die lewe van die pomp, aangesien die meeste van die vloei die vloeistof is wat deur die sandskerm gefiltreer word.
Die pompbeskermingstelsel is met pakkers in drie verskillende boorgate in die Delaware-kom in die Verenigde State bedryf. Die hoofdoel is om die aantal ESP-aanskakelings en -stops as gevolg van sandverwante oorladings te verminder en om ESP-beskikbaarheid te verhoog om produksie te verbeter. Die pompbeskermingstelsel is opgeskort vanaf die onderkant van die ESP-string. Die resultate van die olieput toon stabiele pomp-tegnologie en nuwe pomp-intensiteit en installering van nuwe pomp-tegnologie en nuwe pomp-beskermingstelsel. is met 75% verminder en pomplewe het met meer as 22% toegeneem.
'n Put. 'n ESP-stelsel is in 'n nuwe boor- en brekingsput in Martin County, Texas, geïnstalleer. Die vertikale gedeelte van die put is ongeveer 9 000 voet en die horisontale gedeelte strek tot 12 000 voet, gemeet diepte (MD).Vir die eerste twee voltooiings is 'n boorgatvortex-sandskeierstelsel met ses voeringverbindings van dieselfde tipe installasie geïnstalleer as 'n integrale deel van die ESP. van sandskeier, is onstabiele gedrag van die ESP-bedryfsparameters (stroomintensiteit en vibrasie) waargeneem.Demontage-analise van die getrekte ESP-eenheid het aan die lig gebring dat die draaikolkgasskeiersamestelling verstop was met vreemde materiaal, wat vasgestel is as sand omdat dit nie-magneties is en nie chemies met suur reageer nie.
In die derde ESP-installasie het vlekvrye staal-draadmaas die sandskeier vervang as 'n manier van ESP-sandbeheer. Na die installering van die nuwe pompbeskermingstelsel het die ESP meer stabiele gedrag getoon, wat die reeks motorstroomskommelings verminder het van ~19 A vir installasie #2 tot ~6.3 A vir installasie #3. Vibrasie is meer stabiel en die tendens is verminder met die vorige installasie, en die tendens is ook verminder na 7, baie min st5. 'n bykomende drukval van 100 psi. ESP-oorladingsafskakelings word met 100% verminder en ESP werk met lae vibrasie.
Put B. In een put naby Eunice, New Mexico, het 'n ander onkonvensionele put 'n ESP geïnstalleer, maar geen pompbeskerming nie. Na die aanvanklike selflaaival het die ESP wisselvallige gedrag begin toon. Skommelinge in stroom en druk word geassosieer met vibrasiepunte. Nadat hierdie toestande vir 137 dae gehandhaaf is, het die ESP misluk en 'n vervanging is dieselfde nuwe pomp-installasie met die ESP-produksiestelsel geïnstalleer. ESP het normaal gewerk, met 'n stabiele stroomsterkte en minder vibrasie. Ten tyde van publikasie het die tweede lopie van ESP meer as 300 dae se werking bereik, 'n aansienlike verbetering teenoor die vorige installasie.
Put C. Die stelsel se derde installasie op die perseel was in Mentone, Texas, deur 'n olie- en gas-spesialismaatskappy wat onderbrekings en ESP-foute as gevolg van sandproduksie ervaar het en die pomp se optyd wou verbeter. Operateurs gebruik tipies boorgat-sandskeiers met 'n voering in elke ESP-put. Sodra die voering egter met sand gevul word, sal die skeier 'n verlies van sand deur die pompgedeelte laat vloei, en as gevolg van die pompgedeelte, wat lei tot vloei van die pomp, en as gevolg daarvan. om die nuwe stelsel met die pompbeskermer te laat loop, het die ESP 'n 22% langer bedryfslewe met 'n meer stabiele drukval en beter ESP-verwante optyd.
Die aantal sand- en vastestowwe-verwante afskakelings tydens bedryf het met 75% afgeneem, van 8 oorladingsgebeure in die eerste installasie tot twee in die tweede installasie, en die aantal suksesvolle herbeginsels na oorladingsafskakeling het met 30% toegeneem, vanaf 8 in die eerste installasie.Altesaam 12 gebeurtenisse, vir 'n totaal van 8 gebeurtenisse, is in die sekondêre installasie uitgevoer, wat elektriese spanning op die toerusting verminder en die operasionele lewe van die ESP verhoog het.
Figuur 5 toon die skielike toename in die inlaatdrukhandtekening (blou) wanneer die vlekvrye staalmaas geblokkeer word en die klepsamestelling oopgemaak word.Hierdie drukhandtekening kan produksiedoeltreffendheid verder verbeter deur sandverwante ESP-mislukkings te voorspel, sodat vervangingsoperasies met oorwerk-riglyne beplan kan word.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, "Eksperimentele ontleding van wervelbuis as ondergat ontsnyder toestel," SPE Paper 94673-MS, aangebied by die SPE Latin America and Caribbean Petroleum Engineering Conference, Rio de Janeiro, Brasilië, 20 Junie – 23 Februarie 2005.https://10421.
Hierdie artikel bevat elemente uit SPE-vraestel 207926-MS, aangebied by die Abu Dhabi Internasionale Petroleum-uitstalling en -konferensie in Abu Dhabi, VAE, 15-18 November 2021.
Alle materiaal is onderhewig aan streng afgedwing kopieregwette, lees asseblief ons bepalings en voorwaardes, koekiesbeleid en privaatheidsbeleid voordat u hierdie webwerf gebruik.