В последние годы во всех нефтедобывающих компаниях наблюдается скачкообразный рост количества скважин периодического фонда, оборудованных установками электроцентробежных насосов (ЭЦН). Это способствует развитию математических моделей и инструментов для моделирования работы ЭЦН в условиях периодической эксплуатации. Простые инженерные подходы, которые использовались ранее, имеют большую погрешность и не позволяют оперативно адаптировать режим работы скважины и оборудования к быстро изменяющимся условиям эксплуатации. Основная сложность при этом заключается в нестационарном режиме работы скважины. Этот режим характеризуется сменой циклов, во время которых насос откачивает скважинную жидкость, и циклов накопления, во время которых насос выключен. В статье приведены сведения об используемых математических моделях и алгоритмах решения задач адаптации текущего режима работы скважины и оптимизации прогнозного периодического режима работы скважины. Рассмотрены модельные упрощения для расчета пласта и течения многофазного потока в элементах скважины, которые позволяют существенно повысить скорость расчетов без заметной потери точности решения. Выполнено сравнение с промысловыми данными на примере скважин с исправным и негерметичным обратным клапаном. Показано, каким образом в модели может быть учтена негерметичность обратного клапана. Дано краткое описание программных модулей «Анализ периодического режима ЭЦН» и «Пакетная оптимизация УПР/АПВ», которые реализованы в ПАО «НК «Роснефть» для целей мониторинга и оптимизации периодического фонда скважин. Представлен функционал программных модулей и решаемые с их помощью задачи, которые помогают технологическому персоналу увеличить добычу и снизить энергозатраты на периодическом фонде скважин.
Список литературы
1. Щелкачев В.Н., Лапук Б.В. Подземная гидравлика. – М.-Л.: Гостоптехиздат, 1949. – 525 с.
2. Брилл Дж.П., Мукерджи Х. Многофазный поток в скважинах. – Москва-Ижевск: Институт компьютерных технологий, 2006. – 384 с.
3. Математическое моделирование динамических процессов в нефтедобывающей скважине / А.С. Топольников, Р.Х. Болотнова, В.А. Бузина, У.О. Агишева // Вопросы современной науки и практики. – 2014. – № 4 (54). – C. 112–119.
4. Топольников А.С. Применение методов математического моделирования при контроле и оптимизации нестационарного режима работы нефтяной скважины // Тр. Института механики им. Р.Р. Мавлютова Уфимского научного центра РАН. – 2016. – Т.11. – №1. – С. 53–59.
5. Топольников А.С. Обоснование применения квазистационарной модели при описании периодического режима работы скважины // Тр. Института механики им. Р.Р. Мавлютова Уфимского научного центра РАН. – 2017. – Т. 12. – № 1. – С. 15–26.
6. Волков М.Г. Оптимизация периодического режима эксплуатации малодебитных скважин //Нефтегазовое дело. – 2017. – Т. 15. – № 1. – С. 70–74.
7. Волков М.Г. Использование методов теории автоматического управления для представления механизированной нефтедобывающей скважины как объекта управления // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2017. – № 1. – С. 11–22.
