Способ определения силы гидродинамического трения штанг в скважине

.РЕСПУБЛИК 4(5) Е 21 В 3/00 Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИСАН СТВ ФЮЧ ъдуц у вес замещающкость. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЪЮ К АВТОРСКОМУ СВИД(71) Печорский государственный научно-исследовательский и проектныйинститут нефтяной промышленности(56) 1. Гиматудинов М.К. Справочноеруководство по проектированию разработки иэксплуатации нефтяных .месторождений. Добыча нефти М.,"Недра", 1983, с. 50,2. Методическое руководство поулучшению работы глубиннонасосныхскважин и систем отбора при добьяевязких жидкостей на примере месторождений северо-запада БашкирииВНИИСПТнефть. Уфа, 1976 пРототип 11.(54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ТРЕНИЯ ШТАНГВ СКВАЖИНЕ, включающий заполнениекольцевого пространства между колон.ной насосных штанг и изолирующей колонной насосной установки, замещаеможидкостью с известныья параметра 801141176 А ми, подачу в пространство замещающей жидкости с известными параметрами и измерение усилий в точке подвески штанг после каждого цикла замещения жидкостей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности исследований и снижения их трудоем-: кости при обеспечении сохранения заданного отбора жидкости из пласта, эамещающую жидкость подают в кольцевое пространство между колонной насосных штанг и изолирующей колон-ной путем закачки ее отдельными порциями фиксированного объема с устья скважины, вытесняя из нижней части кольцевого пространства замещаемую жидкость, или путем отбора на устье скважины порции замещаемой жидкости фиксированного объема, осуществляя заполнение освободившегося в нижней части кольцевого пространства откачиваемой жидкостью.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве иэтных параметров замещаемой ией жидкостей используют вяз35 11411Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к исследованию влияния вязкостижидкости на нагрузки в точке подвески колонны насосных штанг при откачке вы 5 соковязкой нефти.Известны способы определения сил гидродинамического трения штанг расчетным путем Я .Однако эти способы применяются только для вертикальных скважин, так как они выведены для случая соосного расположения насосных штанг и насос. но-компрессорных труб НКТ), а для условий эксплуатации наклонных скважин расчет по известным формулам дает погрешность, .так как не учитывается соприкосновение штанг со стенка=, ми НКТ.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения гидродинамического трения штанг в скважине, включающий заполнение кольцевого пространства между колонной насосных штанг и изолирующей колонной насосной установки, замещаемой жидкостью с известными параметрами, подачи в указанное простран. ство замещающей жидкости с известными параметрами и измерение усилий вЗО точке подвески штанг после каждого цикла замещения жидкостей 2 .Недостаток способа заключается в том, что для определения гидродинамического трения штанг жидкость в НКТ по всей длине колонны замещается на жидкость с другой вязкостьюПри этом существенно возрастает время проведения опыта, а в промысловых условиях проведение таких исследований связано с ограничением или полным прекращением откачки нефти из пласта, Вместе с тем следует отме - тить низкую точность интерпретации результатов замера нагрузок относительно вязкости, так как не известна 45 средняя вязкость в подъемнике (не известно распределение вязкости по длине подъемника) .Целью изобретения является повы- . шение точности исследований и сни О жение их трудоемкости при сохранении заданного отбора жидкости из пласта.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определе- .55 ния силы гидродинамического трения штанг в скважине, включающему заполнение кольцевого пространства 7 б 2между колонной насосных штанг и изо-.лирующей колонной насосной установки замещаемой жидкостью с известными параметрами, подачу в пространство замещающей жидкости с известными параметрами и измерение усилийв точке подвески штанг после каждого цикла замещения жидкостей,замещающую жидкость подают в кольцевое пространство между колоннойнасосных штанг и изолирующей колонной путем закачки ее отдельнымипорциями фиксированного объема сустья скважины, вытесняя из нижнейчасти кольцевого пространства замещаемую жидкость, или путем отборана устье скважины порции замещаемой жидкости фиксированного объема,осуществляя заполнение освободившегося в нижней части кольцевого пространства откачиваемой жидкостью,причем в качестве известных параметров замещаемой и замещающей жидкостей испольэуйт вязкость.На чеотеже показана схема установки, иллюстрирующей предлагаемыйспособ.Глубинно в насосн установка содержит глубинный насос 1, колоннунасосных штанг 2, подъемную колонну насосно-компрессорных труб (НКТ)3 с пластовой высоковяэкой жидкостью4, изолирующую колонну 5 насоснойустановки, сообщающуюся в нижнейчасти с подъемной колонной НКТ 3,задвижку 6 изолирующей колоннынасосной установки 5, отдельные порции 7 и 8 эамещающейжидкости 7 и 8 с известными параметрами фиксированного объема,подаваемой в кольцевое пространство между колонной НКТ 3 и изолирующей колонной 5 насосной установки замещаемой жидкости 9 с известными параметрами,Предлагаемый способ может бытьтакже осуществлен на установке с од.норядным лифтом, в которой НТК уста.навливают с пакером.Способ осуществляется следующимобразом.Колонна штанг 2 движется в замещаемой жидкости 9 с известнымипараметрами, заполняющей кольцевоепространство между колонной НТК 3и изолирующей колонной 5 насоснойустановки, глубинный насос 1 откачивает пластовую жидкость 4. Измеря.ют экстремальные нагрузки, напри1141176 3мер гидравлическим динамографом, в точке подвески штанг С , Откры 0вают задвижку 6 и сливают порцию замещаемой жидкости 9 с известными параметрами контролируемого объема. Такое же количество замещающей жидкости 7 с известными параметрами заполнит кольцевое пространство между колонной НКТ 3 и изолирующей колонной 5 насосной установки. После этого производят замер экстремальной нагрузки С 1. Затем в кольцевое пространство между колонной НКТ 3 и изолирующей колонной 5 насосной установки закачивают новую порцию 8 замещающей жидкости с известными параметрами (величина порции вязкой жидкости также определяется по количеству жидкости, истекшей через задвижку 6) и замеряют экстремальную нагрузку СВозможна и другая реализация способа, при которой порции замещающей жидкости 7 и 8 с известными параметрами подают в кольцевое простоанство между колонной НКТ 3 и изолирующей колонной 5 насосной установки путем закачки ее с устья скважины, вытесняя из нижней части кольцевого пространства между колонной НТК 3 и изолирующей колонной 5 насосной установки замещаемую жидкость 9 с из вестными параметрами. После подачи каждой порции жидкости производят замер экстремальной нагрузки С 1.Разность нагрузок С -С дает ве 1личину силы вязкого трения на участке, равном длине изолирующей колонны насосной установки 5, заполненном второй порцией 8 вязкой нефти, а разность нагрузок С-С дает величину силы вязкого трения на участке, равном длине изолирующей колонны насосной установки, заполненном двумя порциями 7 и 8 вязкой нефти. В случае необходимости циклы закачки порций вязкой жидкости и измерения нагрузок повторяют до полного замещения маловязкой жидкости в изолирующей колонне насосной установки. Возможно и обратное вытеснение вязкой жидкости порциями маловязкой жидкости Зная вязкости замещаемой и замещающей жидкостей, зависимость силы вязкого трения от вязкости определяют по приведенной вязкости й =1" и рир=ЕЬ,Р;1:.(Ь-:Л.;) 1 О;- р 5где 1, - длина порций вязкой жидкости;- длина изолирующей колоннынасосной установки;Ц; - вязкость порций замещающей10 жидкости;- вязкость остатка замещаемой жидкости,Исследования влияния сип вязкоготрения на экстремальные нагрузки вточке подвески штанг проводились настендовой скважине, диаметр эксплуатационной колонны которой 140 мм,глубина 1104 м, нижняя часть колоннызагерметизирована от нефтегазопроявлений взрывным пакером и цементныммостом. Измерение нагрузок в точкеподвески штанг проводилось гидравлическим динамографом ГДИ. Резупьтаты динамографирования для штанг22 мм, длиной 800 м, НТК 73 мм,режима качаний 8 и 2,18 мин ивязкости нефти 3000 мПа - с при 20 Сприведены в таблице,Анализ динамограмм позволяет опреЗОделить силу (нагрузку вязкоготрения как пазницу максимальных нагрузок веса штанг при ходе штангвверх или как разницу минимальныхнагрузок веса штанг при ходе штангвниз. Зная вязкость замещаемой и35 замещающей жидкостей и длины порцийвязкой жидкости, определяют приведенную вязкость и строят график зависимости силы 1,нагрузки вязкоготрения от приведенной вязкости. По 40 лученная зависимость позволит рассчитать силу вязкого трения и, следовательно, экстремальные нагрузкина насосные штанги в зависимости отвязкости откачиваемой жидкости, что45 позволит правильно подобрать глубинное оборудование.Таким образом, использование данного способа позвол:ет получить эффект разной длины штанговой колонны50 без спускоподъема штанг; получитьэффект разной вязкости жидкости вколонне НКТ без заливки в НКТ жидкостей с различной вязкостью.При этом значительно сокращается55 время исследований работы штанговогонасоса и одновременно с исследованиями проводится откачка пластовойжидкости из скважины,1480 рак. 540 Подпис акаэ 463 ШШ фйввеауфф, г. Уагород, ул.Проектная Уровень нефти вНКТ (длина порции вязкой жидкости), м Сила (нагрузка) вязкоготрения, кг С 2410 С - С " 110 1 о С 2920 С - С = 510 Приведеннаявязк сть,мПа с/и