Экспериментально-теоретическое обоснование и разработка технологических средств снижения степени обводнения нефтедобывающих скважин при одновременно-раздельной эксплуатации нескольких продуктивных объектов

С.Ф. Максимов, А.Н. Бобров, Е.А. Андреев

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 1

тационных затрат на добываемую продукцию путем управления временными от-

борами и интервалами работы скважинного оборудования в зависимости от те-

кущего содержания пластовой воды в составе скважной жидкости, поступающей

одновременно из нескольких продуктивных пластов на забой.

Для реализации указанной цели решены следующие задачи:

−

проведено экспериментальное исследование электрофизических харак-

теристик водонефтяного потока в функции степени обводнения нефти в широ-

ком диапазоне изменения номенклатуры реальной нефти, концентрации соле-

вой составляющей в водонефтяной смеси, температуры, давления и т. п.;

−

обоснованы и предложены принципиальные схемные решения системы

регулирования для избирательного дросселирования потока скважной жидко-

сти, основанной на непрерывном контроле величины обводнения нефтяных

скважин методом электропроводности.

Ранее выполненная авторами разработка [6, 7] была посвящена исследова-

нию и созданию автоматизированных систем непрерывного пробоотбора на

забое, участках подготовки и сдачи продукции.

Однако современные технологии ОРД требуют разработки и создания ма-

логабаритных и надежных систем оперативного непрерывного определения де-

бета и состава пластового флюида одновременно во всех пластах.

Как показывают результаты выполненных исследований [8], поток жидко-

сти состоит из нефти, минерализованной пластовой воды и попутных газов.

Отметим также, что электропроводности указанных скважинных компонентов

отличаются на несколько порядков. По данным исследований [9, 10], удельное

электрическое сопротивление нефти может составить 10

…10

Ом ∙ см

–1

. Ука-

занный параметр для пластовой воды составляет от 1 до 10 Ом ∙ см

–1

Для экспериментального исследования электропроводности водонефтяной

эмульсии был создан модельный рабочий участок, представленный на рис. 1.

Рабочий участок состоит из смесителя жидкостей и встроенной в него

электродной ячейки с верхним № 1 и нижним № 2 электродами. Для визуализа-

ции процесса смешения жидкостей участок между электродами расположен в

прозрачном цилиндре из кварцевого стекла. Через электроды пропускается пе-

ременный ток частотой от 50 до 2000 Гц и напряжением до 200 В. Температура

жидкости измерялась хромель-алюмелевой термопарой, установленной в ниж-

ней пробке.

Методика определения удельной электропроводности эмульгированной

водонефтяной смеси была заимствована из работы [10]. Она предполагает из-

мерение сопротивления межэлектродного участка электродной ячейки и после-

дующий расчет удельной электропроводности χ по уравнению

k R

 

(1)

где

— замеренное сопротивление ячейки;

— константа ячейки, определяется

по стандартному раствору, удельная электропроводность которого заранее из-

вестна (например, водный раствор NaCl).