Якимечко Ярослав Яремович,
кандидат технічних наук, доцент
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу,
Україна, м. Івано-Франківськ
Анотація: Сьогодні у всіх країнах світу ведеться інтенсивний пошук нових технологій і технічних засобів, які базуються на нових фізичних явищах. Використання пульсаційно-хвильової технології для зниження в’язкості нафт в свердловинних умовах на родовищах з високов’язкими вуглеводнями може забезпечити істотне збільшення дебіту свердловин та зниження витрат на їх експлуатацію.
Ключові слова: високов’язка нафта, ускладнення, експлуатація, кавітаційні пульсації, удосконалення технології
На сьогоднішній день в Україні відкрито цілу низку родовищ високов’язких нафт, серед яких найбільш відомі Коханівське, Бугруватівське, Яблунівське, Чечвинське, Семенівське, Акташське, Борзівське та інші. Глибини залягання пластів з високов’язкою нафтою на цих родовищах коливаються від 1000 до 3600 м. На сьогоднішній день на більшості родовищ горизонти високов’язкої нафти експлуатуються неефективно через відсутність відповідного до умов залягання глибинно-насосного обладанання. На свердловинах, які експлуатуються насосним способом, їх дебіти складають 1-5 м3/добу. В цілому лише по двох родовищах таких нафт (Бугруватівському та Коханівському) пробурено та підготовлено до експлуатації близько сотні свердловин. Тому проблема більш ефективної експлуатації свердловин, що продукують висов’язкі нафти, за умов існування дефіциту енергоносіїв є актуальною.
Основні ускладнення під час експлуатації горизонтів з високов’язкими нафтами пов’язані з фізико-хімічними властивостями самих нафт. Їх в’язкість і значний вміст асфальтено-смоло-парафінових речовин призводить до відчутних втрат тиску у привибійній зоні пласта, стовбурі свердловини, інтенсивного відкладання густих вуглеводнів на стінках насосно-компресорних труб і, як наслідок, погіршуються видобувні можливості свердловин. Усунення цих недоліків дало б змогу значно збільшити видобуток високов’язкої нафти на родовищах України. Для цього необхідно вирішити низку задач, які до сьогоднішнього дня практично не вирішені.
Однією із таких задач є удосконалення технології видобування та високоефективного насосного обладнання для піднімання високов’язкої нафти із свердловин, вирішення якої є досить актуальним на сучасному етапі нафтовилучення. Сьогодні у всіх країнах світу ведеться інтенсивний пошук нових технологій і технічних засобів, які базуються на нових фізичних явищах.
Використання пульсаційно-хвильової технології для зниження в’язкості нафт в свердловинних умовах на родовищах з високов’язкими вуглеводнями може забезпечити істотне збільшення дебіту свердловин та зниження витрат на їх експлуатацію.
Дослідження таких вчених, як Федоткін І.М., Немчін О.Ф. показали, що явище кавітації може з успіхом використовуватися для інтенсифікації технологічних процесів в різних галузях промисловості [1]. Сургучовим М.Л., Кузнєцовим О.Л., Сімкіним Е.М. виконано лабораторні та промислові дослідження для встановлення дії акустичних коливань та гідродинамічних імпульсних дій на привибійну зону з метою інтенсифікації видобутку нафти та попередження відкладання парафіну [2].
Струминні насоси, які можна застосовувати при підніманні звичайної легкої і високов’язкої важкої нафти, мають дуже гнучку характеристику. В цих насосах відсутні рухомі деталі, тому вони відрізняються досить великою надійністю, мають значний моторесурс (6000 годин), у вставному варіанті можуть бути замінені без підйому на поверхню насосно-компресорних труб (мал. 1).
Мал. 1 Схема процесу інтенсифікації видобування високов’язкої нафти
При будь-якому методі свердловинної розробки важких вуглеводнів при зниженні їх температури під час підняття на поверхню і транспортуванні виникають ускладнення внаслідок збільшення їх в'язкості.
Поєднання струминного насоса із дією на високов’язку нафту пульсаційно-кавітаційними технологіями позитивно впливає на інтенсифікацію видобування важких вуглеводнів із свердловин. В якості генераторів пульсаційно-кавітаційного впливу нами запропоновано використовувати гідродинамічні кавітатори. Такі пристрої мають мінімальні габарити і масу, просту конструкцію, легко монтується у струминний апарат.
Проведені промислові випробування засвідчили, що використання струминного насосу з гідродинамічним кавітатором у свердловинах дозволяє збільшити дебіт свердловини у 2,3-2,5 рази. На основі випробувань розроблено і введено в дію стандарт підприємства «Технологія видобування високов’язких нафт за допомогою вставного струминного апарату з розділеними робочими потоками». Стандарт введено в дію вперше.
Конструкцію гідродинамічного кавітатора і спосіб роботи насосно-ежекторної свердловинної струминної установки з гідродинамічним кавітатором для видобування високов’язких нафт захищено патентами України [3, 4].
Література:
1. Федоткин И.М. Использование кавитации в технологических процессах / И.М. Федоткин, А.Ф. Немчин. – К.: Вища школа, 1984. – 68 с.
2. Сургучов М.Л. Гидродинамическое, акустическое, тепловое циклические воздействия на нефтяные пласты / Сургучов М.Л., Кузнецов О.Л., Симкин Э.М. - М: Недра. – 1975. – 185 с.
3. Патент 36439А Україна, МКП В06В1/20. Гідродинамічний кавітатор / Р.С. Яремійчук, Т.Р. Шандровський, Я.Я. Якимечко; заявники і патентовласники: Р.С. Яремійчук, Т.Р. Шандровський, Я.Я. Якимечко. - № 99126895; заявл. 17.12.1999; опубл. 16.04.2001, Бюл. № 3.
4. Патент 57331 Україна, МПК F04F 5/00 E21B 37/00. Спосіб роботи насосно-ежекторної свердловинної струминної установки з гідродинамічним пульсатором для видобування високов‛язких нафт/ Р.С. Яремійчук, Я.Я. Якимечко, Т.Р. Шандровський: заявники і патентовласники Р.С. Яремійчук, Я.Я. Якимечко, Т.Р. Шандровський. - № u2010 08424; заявл. 05.07.2010; опубл. 25.02.2011. Бюл. № 4.
