Аналіз ефективності функціонування адаптивної імпульсної системи методом стохастичних характеристик

Abstract

The article considers the stochastic characteristics that determine the effective range of pressure pulse generation by an adaptive pulse system to influence the bottomhole zone of an oil well from the surface in order to enhance hydrocarbon production. For the analysis, we used dependencies that describe the processes of implosion and generation of direct water hammer, taking into account the influence of probabilistic parameters based on normal distributions of the volumetric modulus of elasticity and density of the working fluid as random variables. The studies have established that the geometric and power parameters of the pulse generator are influential for ensuring the functioning of the adaptive pulse system, taking into account the technological parameters of the oil well, and ensuring the rational length of the implosion chamber within 0.25...1.2 m allowed the installation of an implosion pulse generator directly on the tank of the pumping unit. The method of cleaning the bottomhole zone of a reservoir system in the process of short-term workovers with the installation of all elements of the adaptive pulse system on the surface, which ensures its reliability and ease of maintenance, is substantiated. The stochastic characteristics that affect the amplitude characteristic of the pressure pulse and the probability of its realization in the rational zone are investigated, taking into account the normal distributions of numerical characteristics for random variables — the volumetric modulus of elasticity and the density of the working fluid — reservoir water. The range of realization of extreme power characteristics of the adaptive pulse system functioning within the standard deviation from the mathematical expectation of the values of the volumetric modulus of elasticity and the density of the working fluid is established The presented methodology for taking into account the stochastic characteristics of the working medium for the generation of pulse processes can be useful for achieving maximum efficiency of other pulse technologies that affect the bottomhole zone of an oil well and the formation system in the filtration zone. The obtained results are important for improving technological solutions in the field of power equipment and their further implementation in industrial production.

Розглянуто стохастичні характеристики, які визначають ефективний діапазон генерації імпульсів тиску адаптивною імпульсною системою для впливу на привибійну зону нафтової свердловини з поверхні з метою активізації видобутку вуглеводнів. Для аналізу використані залежності, які описують процеси імплозії та генерації прямого гідроудару з урахуванням впливу ймовірнісних параметрів на основі нормальних розподілів об’ємного модуля пружності та густини робочої рідини, як випадкових величин. Дослідженнями встановлено, що для забезпечення функціонування адаптивної імпульсної системи з урахуванням технологічних параметрів нафтової свердловини впливовими є геометричні та силові параметри генератора імпульсів, а забезпечення раціональної довжини імплозійної камери в межах 0,25...1,2 м дозволило встановити імплозійний генератор імпульсів безпосередньо на баку насосного агрегата. Обґрунтовано спосіб очищення привибійної зони пластової системи в процесі проведення короткочасних поточних ремонтів з установкою всіх елементів адаптивної імпульсної системи на поверхні, що забезпечує її надійність та зручність в обслуговуванні. Досліджено стохастичні характеристики, які впливають на амплітудну характеристику імпульсу тиску та ймовірність його реалізації в раціональній зоні, з урахуванням нормальних розподілів числових характеристик для випадкових величин — об’ємного модуля пружності та густини робочої рідини — пластової води, яка включає хімреагенти для проведення обробок привибійної зони з метою її очищення від кольматантів, що також впливає на підвищення видобутку вуглеводнів. Встановлено діапазон реалізації екстремальних силових характеристик функціонування адаптивної імпульсної системи в межах середньоквадратичного відхилення від математичного сподівання значень об’ємного модуля пружності та густини робочої рідини. Подано методику врахування впливу стохастичних характеристик робочого середовища на генерацію імпульсних процесів може бути корисною для досягнення максимальної ефективності інших імпульсних технологій, які також впливають на привибійну зону нафтової свердловини та пластову систему в зоні фільтрації. Отримані результати мають важливе значення для поліпшення технологічних рішень у галузі енергетичного обладнання та їхнього подальшого впровадження у промислове виробництво.