последующем анализе работы фонда УЭЦН, данный параметр будет являться основным при выявлении причинно следственной связи между проводимыми техническими и технологическими мероприятиями и текущим состоянием работы УЭЦН на ВКЕ.Распределение наработки на отказ с декабря 2010 года по март 2012. Из него следует что наработка на отказ в течении анализируемого периода увеличилась на девяносто суток. На данную положительную динамику оказали влияние такие факторы как, изменение парка УЭЦН с менее на более надежные. Данные изменения касались всех узлов УЭЦН: ЭЦН, ПЭД, гидрозащита, кабельная линия. Кроме того повлияла интелектуализация системы управления работы УЭЦН, а именно: установка более технологичных станций управлений (позволяющих изменять частоту переменного тока, наиболее оптимальным образом подбирать периодический режим работы) усиление контроля за работой фонда УЭЦН со стороны телемеханики, использование датчиков ТМС для отслеживания в режиме реального времени давления и температуры на приеме ЭЦН. Данные факторы будут более подробно рассмотрены ниже.На ВКЕ месторождении основными факторами осложняющими эксплуатацию ЭЦН являются: АСПО, коррозия погружного оборудования, солеотложения и низкое давление на приема УЭЦН.Из графика (4.5.1.) видно что в начале 2012 года произошло снижение наработки на отказ УЭЦН, что объясняется:
-
возгоранием ПС-35/6кВ К-32. 4 УЭЦНа, в связи с их высокой текущей наработкой (700 суток) на тот период скважины запустить не удалось по причине «клин»;
-
первопричиной отказа 10 скважин послужило отслоения покрытия PolyPlex, вследствии чего на внутренней поверхности НКТ образовались локальные участки без покрытия с благоприятными условиями для отложения АСПО;
-
2 отказа было получено при тестирование системы ЭЦН+пакер, особенности конструкции которой не позволяют проводить профилактические мероприятия (обратная промывка УЭЦН ушедшего в клин, через затрубное пространство).
По стандартам ТНК-ВР преждевременными отказами считаются отказы на УЭЦН отработавшие менее 100 суток. Из рисунка 4.5.2. видно, что в течении исследуемого периода количество преждевременных отказов снизилось с 12%, до 7% и при этом количество отказов УЭЦН проработавших больше года увеличилось с 33%, до 55%.Основные изменения парка УЭЦН которые привели к положительной динамике наработки на отказ являлись увеличение числа ЭЦН 5 группы с 16-до 25% и полное исключение к 2012 году ЭЦН 1 группы, что позволило безотказно эксплуатировать ЭЦН в более суровых условиях.
Изменения коснулись и парка ТМС: благодаря усилению электротехнической линии УЭЦН увеличилась надежность работы погружных датчиков ТМС, с 205-до 385 скважин (рис. 4.5.4.). 10 УЭЦН без ТМС на конец исследуемого периода обусловлено широким ассортиментом станции управлении и ТМС, что влечет за собой наличие вероятности несоответствия погружного датчика ТМС и наземного оборудования. Данная проблема является следствием отсутствия унифицированного стандартного протокола обмена данных, между датчиком ТМС и станцией управления разных заводов изготовителей.Динамический уровень понизился с 1563 до 1787 метров из-за смены установок меньшего размера на тип большого размера, неравномерной системы заводнения, интенсивного отбора жидкости и снижения пластового давления, пластовое давление упало с 61 до 45,5 атмосфер (рис. 4.5.5.) На Верхнеколик-Еганском месторождении заглубляют установки в среднем до 2343 м, снижая забойное давления в среднем до 73 атм., что позволяет увеличить приток жидкости из пласта. Снижение давления на приеме УЭЦН в следствии названных выше явлений ведет к увеличению вероятности срыва подачи ЭЦН, увеличению объема свободной газовой фазы, усиление кавитации в рабочих органах ЭЦН, как следствие к перегреву ЭЦН и ПЭД.В 2011 году основное число преждевременных отказов 48% (53 скважины) происходило по несвязанным с пластовыми условиями причинам (R 0, полет оборудования, не герметичность обсадной колонны, отказ наземного электрооборудования заводские дефекты оборудования и т.д.). 22% (24 скважины) преждевременных отказов происходит из-за твердых отложений солей. Механические примеси являются причиной преждевременных отказов в 18% случаев (20 скважинах). Коррозия оборудования ЭЦН является причиной отказов в 8% (9 скважинах). 4%(4 скважинах) отказов происходит по причине негативного влияния на оборудование АСПО. Дабы справится с проблемой отложения солей, коррозией и АСПО на внутренней поверхности НКТ в ВНГ активно используются НКТ с полимерным покрытием Poly Plex.Рассмотрим так же динамику распределения преждевременных отказов с наработкой менее года за 1 квартал 2012 года. Отказов произошло по причинам не связанным с пластовыми условиями. Механические примеси привели к отказу 25%(5 скважинах). В 10% (2 скважинах) преждевременный отказ произошел по причине коррозии оборудования. Так же 10% (2 скважины) преждевременно отказали из-за отложения солей. 5%(1 скважина) одверглась влиянию АСПО.Анализ причин отказа скважин оборудованных ЭЦН.
Рассмотрим основные причины отказов УЭЦН: -
Неправильный подбор УЭЦН, при котором производительность установки больше притока пластовой жидкости из пласта. В режиме малых подач происходит интенсивный нагрев рабочих органов и корпуса насоса. Возможно плавление изоляции, что приводит к снижению сопротивления изоляционного слоя;
-
Некачественный вывод на режим, при котором нарушается режим охлаждения ПЭД, что влечет за собой перегрев и отказ двигателя;
-
Механическое повреждение кабеля. Чаще всего происходит при спуске УЭЦН в следствии превышения допустимой скорости спуска кабеля;
-
Интенсивное солеотложение при эксплуатации пластовой жидкости. Увеличивается радиальный износ в рабочих органах насоса (износ рабочих колес, направляющих аппаратов, защитных втулок вала и промежуточных радиальных подшипников ЭЦН) и повышении вибрации, а так же засорение приемной сеткии ЭЦН;
-
Повышенное содержание КВЧ неблагоприятно сказывается на работе ЭЦН: забиваются проходные сечения и изнашиваются рабочие органы насоса, что приводит к увеличению уровня вибрации;
-
Некачественный монтаж УЭЦН, нарушение технологии монтажа, которая привела к отказу;
-
Отказы по наземному электрооборудованию;
-
Скрытый дефект в теле кабеля (микротрещины в изоляционном слое необнаруженные при испытании кабеля, но проявившие себя при спуско-подъемных операциях или эксплуатации УЭЦН);
-
Старение изоляции кабеля (снижение электроизоляционных свойств кабеля при эксплуатации из-за работы в условиях повышенной температуры, газосодержания);
-
Экспериментальные работы, проводимые для испытания новых видов оборудования, узлов, новых технологий (ЭЦН+ пакер).
Рассмотрим отказы узлов УЭЦН и их причиныСнижение сопротивления изоляции происходит по следующим причинам: -
Механическое повреждение изоляции кабеля при спуске УЭЦН, вследствие нарушения скорости спуска установки или наличии в скважине посторонних предметов;
-
Попадание пластовой или продавочной жидкости в полость двигателя (не герметичность торцовых уплотнений ГЗ, нарушения герметичности токоввода или фланцевого соединения двигатель – гидрозащита), вследствие вибрации или попадании атмосферных осадков при монтаже;
-
Перегрев ПЭД (при нарушении режима охлаждения, происходит нагрев, снижение изоляции и замыкание обмотки электродвигателя).
Полеты происходят по следующим причинам:Данный тип аварии подразделяется на два основных вида:
-
По НКТ;
-
Самопроизвольное расчленение по узлам УЭЦН.
Большое количество
«полётов» УЭЦН происходило по расчленению установки, наибольшее число аварий произошло из-за расчленения между верхней и нижней секций насоса. Основной причиной самопроизвольного расчленения является нарушение технологическими службами нефтепромыслов ТУ расположения УЭЦН в скважине по кривизне, Самопроизвольное расчленение также происходит из-за износа рабочих органов УЭЦН и снижением дебита более чем на 50%. Причиной «износа» ЭЦН является: – односторонний износ (кривизна); – воздействие мех. примесей (КВЧ); – работа УЭЦН в экспериментальном режиме (периодическая работа); – неправильный подбор установки (без расчета подбора оборудований и исследований); – сборка отремонтированных узлов УЭЦН с повышенными допусками в деталях из-за отсутствия комплектующих узлов. Причинами «полётов» по НКТ являются: – усталость металла НКТ; – износ резьбы НКТ.Мероприятия по снижению числа вышеуказанных аварий:1. Технологической службе ЦИТС усилить контроль за соблюдением ТУ расположения УЭЦН в скважине по кривизне (0,05 0С на 10 м); 2. Не допускать работу установки в левой части диаграммы напорных характеристик. 3. Производить своевременную отбраковку НКТ и ремонт НКТ на заводе в полном объёме.4. Обеспечить контроль со стороны супервайзерской службы за состоянием НКТ после подъема УЭЦН и перед его спуском.
Солеотложения происходят по причинам:– высокая обводненность продукции скважины, а так же причины связанные с параметрами добываемой пластовой жидкости как таковой – наличие в ней нерастворенных и растворенных природных минералов, сюда не относятся особенности геологического строения разрабатываемых пластов;– изменение термобарических условий в скважине в процессе интенсивного отбора жидкости для поддержания проектных темпов разработки месторождения, что приводит к выпадению осадка. Так, смещение рабочей зоны в левую часть гидродинамической характеристики приводит к повышению температуры перекачиваемой жидкости и увеличению кавитационных процессов и, как следствие, – к выпадению солей в осадок;– к формированию солеобразующих соединений и агрессивной среды приводит смешивание пластовых вод с закачиваемыми водами другого состава;
– особенности и недостатки конструктивного исполнения ГНО, а также с повреждением оборудования, в том числе по причине коррозии.Методы борьбы с солеотложением:Существуют физические, технологические и химические методы борьбы с солеотложениями.ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫМагнитная обработка. Под действием магнитного поля растворенные соли меняют свою структуру, не осаждаются виде твердых отложений, выносятся как мелко-дисперсные кристаллический «шлам». К преимуществам данного метода относится простота конструкции, к недостаткам – необходимость монтажа подъемного оборудования, необходимость обработки продукции до начала кристаллизации солей, то есть, невозможность применения при солеобразовании в призабойной зоне пласта. Также метод не предотвращает образование солей, и в целом его результаты неоднозначны.Акустический метод. Принцип действия – специальный акустический излучатель создает колебания, которые предотвращают образование центров кристаллизации, что способствует срыву мелких кристаллов солей с поверхности. К недостаткам можно отнес-ти сложность конструкции. Кроме того, метод не предотвращает образование солей, а переносит образование солей в продукцию. Результаты и в этом случае также неоднозначны.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫПервый из указанных технологических методов – это изменение технологических параметров. То есть, изменение забойного давления путем изменения типоразмера ЭЦН и (или) глубины спуска. При этом изменяются термобарические условия. К недостаткам можно отнести то, что применение данного метода возможно только при подземном ремонте на скважине, и в некоторых случаях можно получить снижение добычи нефти при уменьшении производительности УЭЦН.Метод турбулизации потоков. Механизм действия: сокращение сроков пребывания в скважине перенасыщенных растворов за cчет увеличения скоростей восходящих потоков жидкости ухудшает условия для кристаллизации солей, способствует сокращению зарождающихся микрокристаллов и их прилипанию к поверхности оборудования. Недостатки: эффект нельзя гарантировать, неоднозначный результат.Следующий технологический метод – это выбор и подготовка агента (воды) в системе ППД. Принцип действия: агент подбирается с учетом совместимости с пластовыми и попутно добываемыми водами. Из закачиваемого агента удаляется солеобразующий ион. Преимущества данного метода – высокая эффективность, сохранение продуктивности скважин благодаря защите от солеотложения с ПЗП и до системы нефтесбора. Недостатки – сложность реализации, необходимость наличия нескольких источников воды для закачки, значительные затраты на подготовку закачиваемого агента и значительные затраты на инфраструктуру для реализации адресной закачки в зависимости от типа воды.