Барилкин И.И., Созоненко Г.В.
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ ГЛУБИНЫ СПУСКА ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБЫЧИ НЕФТИ *
Аннотация:
в статье представлено исследование вопроса оптимизации энергоэффективности установки электроцентробежного насоса для добычи нефти. Разработано и использовано аналитическое приложение, позволяющее на основе данных об эксплуатации насоса определять скважины-кандидаты для оценки возможностей сокращения глубины спуска с целью снижения затрат на потребляемую электроэнергию
Ключевые слова:
электроцентробежный насос, энергоэффективность, оптимизация глубины спуска, эксплуатация нефтегазового оборудования, добыча нефти, анализ работы скважин, удельный расход электроэнергии, сокращение затрат
УДК 338.3
Барилкин И.И.
магистрант кафедры экономики, организации и управления
Санкт-Петербургский горный университет
(г. Санкт-Петербург, Россия)
Научный руководитель:
Созоненко Г.В.
канд. экон. наук, доцент кафедры экономики, организации и управления
Санкт-Петербургский горный университет
(г. Санкт-Петербург, Россия)
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ ГЛУБИНЫ СПУСКА
ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ
ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБЫЧИ НЕФТИ
Аннотация: в статье представлено исследование вопроса оптимизации энергоэффективности установки электроцентробежного насоса для добычи нефти. Разработано и использовано аналитическое приложение, позволяющее на основе данных
об эксплуатации насоса определять скважины-кандидаты для оценки возможностей сокращения глубины спуска с целью снижения затрат на потребляемую электроэнергию.
Ключевые слова: электроцентробежный насос, энергоэффективность, оптимизация глубины спуска, эксплуатация нефтегазового оборудования, добыча нефти, анализ работы скважин, удельный расход электроэнергии, сокращение затрат.
В современном мире, где энергетические ресурсы становятся все более дефицитными, промышленным предприятиям необходимо уделять особое внимание вопросу энергопотребления. Российская нефтегазовая промышленность ежегодно потребляет более 60 млрд кВт электроэнергии, расходы на которые составляют от 25% до 35% от себестоимости добычи нефти. В процессе добычи более половины энергии затрачивается на эксплуатацию установок электроцентробежных насосов (УЭЦН), которые применяются
для извлечения углеводородов из скважин. Оптимизация работы этих установок поможет снизить издержки и повысить конкурентоспособность предприятий
в данном аспекте.
Несмотря на значительный прогресс в развитии методологических
и информационно-технологических инструментов для подбора и контроля за работой УЭЦН, повышение энергоэффективности остается актуальной проблемой для многих крупных нефтедобывающих предприятий. Существует ряд программных продуктов, таких как «Эра:Мехфонд», SubPump, «Автотехнолог», Neosel-Pro, которые способны рассчитывать широкий спектр параметров для эксплуатации УЭЦН. Это позволяет точно настраивать параметры работы насоса и уменьшать нагрузку на оборудование. Тем не менее нефтедобытчики сталкиваются не только с превышениями фактического энергопотребления по сравнению с плановым, но и с несовершенствами методологии подбора параметров оборудования, что может приводить
к непредвиденным расходам на электроэнергию и уменьшению рентабельности добычи.
Энергоэффективность насоса зависит не только от его технических характеристик и производительности, но и от многих других факторов, которые могут изменяться на различных этапах жизненного цикла насоса. Поэтому
для более точной и объективной оценки энергоэффективности необходимо рассматривать не только работу насоса в момент его эксплуатации, но и все этапы жизненного цикла насоса, начиная от его проектирования и изготовления, до момента вывода из эксплуатации.
С целью изучения возможностей оптимизации энергопотребления была выдвинута гипотеза, согласно которой существуют действующие электроцентробежные насосы (ЭЦН), подверженные неоптимальным условиям эксплуатации. Это приводит к избыточному расходу электроэнергии при добыче нефти. Данная гипотеза вызвана следующими предпосылками:
Ошибки при выборе глубины спуска насоса: если насос находится
на глубине, которая превышает необходимую для эффективной добычи нефти.
Это может привести к излишнему потреблению электроэнергии за счет потерь, возникающих в рабочем кабеле.
Изменение условий работы насоса: со временем условия в скважине могут изменяться. Среди таковых можно выделить пластовое давление, физико-химические свойства добываемого флюида, динамический уровень в скважине. При отсутствии необходимых мероприятий по своевременной корректировке рабочих параметров насоса эти изменения могут приводить к низкой эффективности при его эксплуатации.
Техническое состояние насоса: с течением времени износ и повреждения могут негативно повлиять на работу насоса, снижая его технологические характеристики. По этой причине могут увеличиваться потери электроэнергии
в рабочих элементах насоса, таких как погружной электродвигатель
и электрический кабель.
Перспективным направлением для оптимизации энергоэффективности является работа с глубиной спуска ЭЦН. Несмотря на то, что существует много отечественных и зарубежных методик, которые описывают, как правильно определять глубину спуска ЭЦН, все же остаются возможности
для совершенствования этого процесса.
Путем BI-моделирования проведен анализ данных по эксплуатации
3347 скважин на территории Ханты-Мансийского автономного округа
и их энергопотреблением. Использованы различные источники информации, включая данные с паспорта скважины, данные счетчиков электроэнергии
и расчетные данные.
По результатам анализа составлена точечная диаграмма (рисунок 1), исследующая зависимость двух параметров (№1 и №2):
Выборка была ограничена скважинами, у которых параметр №2 превышает 0 кВт∙ч/т/км. Это необходимо для того, чтобы убрать из анализа скважины, не представляющие интереса в рамках данного исследования, поскольку показатель потребления электроэнергии ЭЦН соответствует оптимальному.
Данный тип анализа позволяет выявить скважины, в которых есть потенциал для снижения энергопотребления за счет оптимизации глубины спуска электроцентробежного насоса.
Рис. 1. Точечная диаграмма зависимости между параметрами №1 и №2.
Для обобщения полученных результатов выделено 4 диапазона, позволяющих классифицировать скважины по наличию, либо отсутствию возможности по корректировке глубины спуска:
Таким образом, анализ позволяет определить приоритетные скважины-кандидаты для оценки возможности оптимизации глубины спуска электроцентробежных насосов, спущенных в них. Скважины, находящиеся
в красном диапазоне, где наблюдается низкая энергоэффективность
и значительная разница между глубиной спуска насоса и динамическим уровнем, требуют наибольшего внимания со стороны производственного персонала. Необходимо отметить, что регулярный анализ и обновление информации
о эксплуатации насосов позволят нефтедобывающим компаниям повышать эффективность своего производства и успешно конкурировать
в быстроразвивающейся отрасли.
Номер журнала Вестник науки №5 (62) том 4
Ссылка для цитирования:
Барилкин И.И., Созоненко Г.В. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ ГЛУБИНЫ СПУСКА ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБЫЧИ НЕФТИ // Вестник науки №5 (62) том 4. С. 908 - 913. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/8504 (дата обращения: 29.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+