Способ определения коэффициента продуктивности скважины

ЕТСНИХТИЧЕСНИХ СОЮЗ СОВСОЦИАЛИСРЕСПУБЛ 1191 11) 65 0 4 Е 21 В 47/1 ЕТЕН ЕЛЬСТВк сл е са обр в затр ватным Изобретение отно тивности при оборудо электронасоса об циента продукнии погружноклапаном. тся к добычеспользованожин, оборудов нефтпри може ксплуатации скв огружным электр лью изобретения представлена фунустройства, реалий способ. На чертежальная схем насосом,является повыления коэффици щая описыва ение точности опр ОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И ТОРСНОМУ СВИДЕ 4392966/23-0316.03,8830.10.89. Бюл. У 40Специальное проектно-конструкое и технологическое бюро гружному электрооборудованию урения скважин и добычи нефти Д.Л.Шварц, Г.А.Гендельман. ребень, В.А.Шевелев, В.М. Еруич, А.А Бучный и В.В. Гречишкин 622.276.2 (088,8)Авторское свидетельство СССР 9660, кл, Е 21 В 47/10, 1982. ебин Ф.А Щербаков Г.В., ев В.П. Гидромеханические методы дования скважин и пластов, М.:1965, с. 171.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОДУКТИВНОСТИ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к добыче ,нефти и может быть использовано при , эксплуатации скважин, оборудованных погружпым электронасосом. Цель изобретения - повышение точности при оборудовании погружного электронасоатным клапаном. Поддерживаютубном пространстве скважины постоянное давление и фиксируют выходные значения датчика контроля давления во времени при отключенном электронасосе. После установления статического давления Рог при отключенном электронасосе последний включают на время до момента достижения установившегося значения динамического давления и отключают электро- насос. При этом фиксируют время изменения напряжения в обмотке статора электродвигателя отключенного электро. насоса до нулевого значения. По дан-, ным о восстановлении давления и времени изменения напряжения контролируют работу обратного клапана, а коэффициент К продуктивности вычисляют по формуле К = Е А/"; где Р - ппощадь сечения столба флюида, подни- а мающегося в скважине в процессе восстановления давления, м; 1 л -удельный вес влюида, Н/м, А,4 - установившееся значение величины А А, = 1 п Е(Р-Р,а ) /(Рст - Р )/ а 1Р, Р- значения давления в началь-. Р ной и конечной точках 1-го участка кривой восстановления давления, Па р С; - интервал времени восстановления давления от Р, до Р с. Контроль работы обратного клапана осуществляют путем сравнения последова"тельных значений величин А, и А и ае по превышению А, над А, фиксируют не- Ю исправную работу клапана. 1 ил.В скважину 1 на колонне 2 насосноомпрессорных труб спущена установкапогружного электронасоса, включающаяцентробежный насос 3, погружной эле 5ктродвигатель 3, токоподводящий кабель 5, обратный клапан 6, датчик 7контроля давления флюида в скважине,например, погружной датчик ПДТ термо- .манометрической системы ТМС-З, установленный вблизи входа 8 в насос 3.На устье скважины 1 установлен клапан 9 предельного давления для поддержания постоянного давления газав затрубном пространстве 1 О. Токоподводящий кабель 5 на поверхностиподключен с помощью коммутационногоаппарата 11 к источнику 1 2 питания,например промысловой. сети электроснабжения, с кабелем 5 электрическисвязаны преобразователь 1 3 напряжения, например, трансформатор чапряжения и преобразователь 14 (например,наземный прибор системы ТМСс АЦП)сигналов датчика 7 контроля давления, 25имеющего электрическую связь с кабелем 5 через обмотки электродвигателя4. Выходы преобразователей 13 и 14электрически связаны соответственно спервым и вторым входами управляющегомикропроцессорного устройства 1 5, например, многоплатной микро-ЗВМ "Электроника С 5-02". Третий вход микропроцессорного устройства 15 связанэлектрически с информационным выходомкоммутационного аппарата 11. Четвертый вход микропроцессорного устройства 15 электрически связан с устройством 16 .ввода данных, например, пультом с клавиатурой для ввода данных.Управляющий выход микропроцессорногоустройства 15 электрически связан суправляющим входом коммутационногоаппарата 11, а информационный выходмикропроцессорного устройства 15 электрически связан с индикатором 17,например, цифровым.Способ осуществляется следующимобразом,В затрубном пространстве 1 0 скважины 1, оборудованной погружным насосом3 с приводным электродвигателем 4 идатчиком 7 давления флюида в скважине,подцерживают постоянное давление газас помощью клапана 9 предельного дав,ления, например, путем перепускагаза из затрубного пространства 10через клапан 9 в промысловую систему сбора нефти на чертеже не показана). С помощью устройства 16 ввода данных в память микропроцессорного устройства 5 вводят значения величин: Р, - площадь поперечного сечения кольцевого затрубного пространства 1 0 скважины 1 эа вычетомплощади поперечного сечения кабеля 5, Р- площадь внутреннего сечения нгсосно-компрессорных трубколонны 2;- удельный вес скважинного флюида; , 8, - максимальноевремя выбега погружного насоса 3после отключения коммутационным аппаратом 11 электродвигателя 4 принормальной работе обратного клапана 6;,- время повторногоПОЮТ, ЬКЛвключения, достаточное для заполнения колонны 2 насосно-компрессорных труб скважинной жидкостью послевключения электронасоса,При отключенном коммутационным аппаратом 11 электродвигателе 4 подостижении практически неизменногозначения выходного сигнала преобразователя 14,допустимые отклонения .которого выбираются исходя из точности датчика 7 и преобразователя14, например, когда отклонения этого сигнала эа время, равное 0,25 ч,не превьппают 0,57 от значения, соответствующего максимальному значению давления датчика 7, что контролируется путем сравнения текущихзначений выходного сигнала преобразователя 14 за укаэанный интервалс помощью устройства 15, замеряюти запоминают в памяти устройства 15установившееся значение сигналапреобразователя 14, соответствующее установившемуся значению сигнала датчика (Р ) при установившемся статическом уровне жидкости вскважине и установившемся статиче"ском давлении. Включают электронасос коммутационным аппаратом 11и контролируют во времени величинувыходного сигнала преобразователя14, как указано вьппе. По достижении практически неизменного значениявыходного сигнала этого преобразователя с принятой точностью при откачке флюида из скважины 1 насосом3 фиксируют и запоминают в памятиустройства 15 установившееся значение выходного сигналапреобразователя 14, соответствующее установившемуся значенюо сигнала датчикаА 1 п 5 1518 уровне и установившемся значении динамического давления жидкости в скважине 1 при включенном электронасосе. Зафиксированные значения Р, и Р могут быть отображены на индикаторе 17.Отключают электронасос коммутационным аппаратом 11 и контролируют работу обратного клапана. Для этого контролируют во времени напряжение на обмотке электродвигателя 4 по сиг-. налам на выходе преобразователя 13, что позволяет по ЭДС, наводимой в обмотке статора электродвигателя 4 от остаточного магнитного потока ротора, контролировать его вращение, фиксируют и запоминают, например, с помощью микропроцессорного устройства 15 время после отключения аппарата 11 до достижения установившегося 2 О нулевого значения величины напряжения на обмотке электродвигателя 4 по достижению практически нулевого установившегося значения выходного сигнала преобразователя 13. Сравни вают, например, с помощью микропроцессорного устройства 15 это зафик. сированное время И , ) выбега электронасоса после его отключения аппаратом 11 с заданным максимальным временем выбега ( 7 ,) при нормальной работе обратного клапана 6 и запоминают результат сравнения в памяти устройства 15.Если ,с ( , то обратный клапан 6 работает нормально и колонна 2 насосно-компрессорных труб остается заполненной скважинной жидкостью после отключения электронасоса, или слив жидкости при нарушенной работе 40 обратного клапана не приводит к тур. бинному вращению насоса 3. Если )то нарушена нормальная работа обратного клапана и происходит турбинное вращение насоса 3 при сливе через него жидкости из колонны 2 в скважину 1После достижения установившегосянулевого значения величины напряжения 1на обмотке электродвигателя 4, фиксируемого по величине выходного сигнала преобразователя 1 3, с номощью. устройства 15 фиксируют и запоминаютзначение величины выходного сигнала преобразователя 14 (Р о,) и начинают .производить с этого момента отсчет времени до достижения приращения выходного сигнала преобразователя 14 ЯР), соответствующего заданному 500 6прирашению давления, например 0,05(Рст - Рин) фиксируют и запоминаютинтервал времени дС, за которыйдостигается заданное приращение давления флюида в скважине по моментувремени, когда выходной сигнал преобразователя 14 достигает величины(Р;Р + а Р ), С помощью устройства 15 вычисляют и запоминают величину:Р с Ро 1РС,-Р,Затем с помощью устройства 15 фиксируют, запоминают и вычисляют подобно описанному выше еще несколько последовательных значений РО 1, Р; йй; и где х - порядковый номер участказависимости восстановлениядавления Р Г(й) в скважине,Р - установившееся значениестатического давления выходного сигнала преобразователя 14 при отключенном электронасосе, Па,Р, - значение величины давлениявыходного сигнала преобразователя 4 в начальной точке 1-го участка зависимости восстановления давления,Па;Р, " значение величины давлениивыходного сигнала преобразователя 14 в конечной точкед-го участка зависимостивосстановления давления(Р, = Р,+ дР), Па;Фдй - интервал времени изменениядавления от величины Р, довеличины Р; выходного сигнала преобразователя 14 на-м участке зависимости восстановления давления,с,С помощью устройства 15 сравнивают каждое вычисленное значение Ас ,предыдущим и запоминают результат сравнения, после получения нескольких например не менее трех, равных между собой с заданной точностью, например 1 Е, значений А; на соседних последогвательных участках зависимости вос.становления давления среднюю величину (А,) этих нескольких равныхс заданной точностью значений принимают, за установившееся, значение величин А . Неисправная работа обратного клапана 6 Фиксируется с помо 5 , щью микропроцессорного устройства 15,если ф), или если при ,. 4,к значения величин А, по сле ь до достижения или установивши шегося значения А,р превышают значение А, , что имеет место для отдельных погружных насосов 3, которые при нарушении работы обратного клапана б не вращаются при сливе жидкости из колонны 2 через полость насоса 3 вскважину 1 .Нормальная работа обратного клапана 6 Фиксируется устройством 15 приесли значения величин А г после , до достижения ими установившегося значения Ь, не превышают значения А, .Фиксируют момент окончания обратного слива жидкости через насос 3 в момент достижения установившегося 25значения А, , например, по двумравным последовательным значениямА 1.Вычисляют значение коэффициентапродуктивности скважины по формулеК = - А)ч "ргде Р - площадь сечения столба Флюида, поднимающегося в скважине в процессе восстанов 35ления давления, мА - установившееся значение величин А;, 1/с.Для вычисления значения коэффициента продуктивности К по приведенной выше формуле с. помощью микропроцессорного устройства 15 принормально работающем обратном клапане б в качестве величины Р принимают величину Р, площадь поперечного сечения кольцевого затрубногопространства, 10 скважины 1 за вычетом площади поперечного сечения кабеля 5), при неисправной работе обратного клапана б в качестве величн 50ны Р принимают сумму укаэанной площади Р, и площади Р внутреннего сечения насосно-компрессорных труб колснны 2. С помощью устройства 15 после оп ределения коэффициента продуктивности К скважины 1 может быть вычислена величина ее дебитапри установившемся режиме откачки флюида поформуле:ч К (Рст Рин)Дггя визуального наблюдения вычисленные величины коэффициента продуктивности К и дебита скважинывыводят с пересчетом на индикатор 17, например, в виде цифровых значений этих величин в десятичном коде в3 единицах измерения, например, м /сут г атм для коэффициента продуктивности К и м з/сут для дебита (.Для повышения надежности определения коэффициента продуктивности можно дополнительно включать электро-. насос коммутационгым аппаратом 11 на время й , , достаточное для заполнения колонны 2 насосно-компрессорных труб скважинной жидкостью исходя из внутреннего объема колонныот уровня жидкости в скважине до ее устья и производительности насоса 3, После отключения коммутационным аппаратом 11 электродвигателя 4 повторно определяют коэффициент продуктивности К и дебит г 1 скважины данным способом.Предлагаемый способ позволяет повьгсить точность и обеспечить возможность автоматизации процесса определения коэффициента продуктивности и дебита скважины, оборудованной погружным электронасосом с обратным клапаном и датчиком давления Флюида в скважине, что исключает необходимость замера дебита этих скважин с помощью наземных замерных устройств,Формула изобретенияСпособ определения коэффициента продуктивности скважины, оборудованной погружным электронасосом, включающии поддержание постоянного давления газа в затрубном пространстве скважины и замер давления в скважине во времени при отключенном электро- насосе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьшгения точности приФоборудовании скважины погружньгм электронасосом с обратным клапаном, после установления статического дав/ пения при отключенном электронасосе последний включают на время до момента достижения установившегося значения динамического давления и отключают электронасос, при этом Фиксгшч 9 1518 ют время изменения напряжения в обмотке статора электродвигателя отключаемого электронасоса до нулевого значения, по данным о восстановлении давления и времени изменения напряже 5 ния контролируют работу обратного клапана, а коэффициент продуктивности вычисляют по Формуле Г 10К = -Адрегде К - коэффициент продуктивности,м/сфПа;15Г - площадь сечения столбафлюида, поднимающегося в 500 1 Оскважине в процессе восстановления давления, му - удельный вес флюида, Н/мА - установившееся значение весрличины А;, 1/с,Рст - РоА; = - 1 пРст Р 1Р - установившееся значениедтстатического давления, Па Р ;,Р; - значения давления в начальной и конечной точках д-гоучастка кривой восстановления давления, Па ДТ; - интервал времени восстановления давления от Р; доР, с