Avec l'allongement constant de la durée de développement des puits de pétrole et l'augmentation des projets de production des champs pétroliers, conjugués à la grande complexité de l'environnement des réservoirs pétroliers et à l'exploitation des puits de pétrole tout au long de l'année, les types deéchecs de puits de pétrolesont devenues plus complexes. La section suivante utilise l'ingénierie de surface des puits de pétrole comme exemple pour analyser les problèmes courants.échecs de puits de pétroleet les contre-mesures correspondantes.
Dans l'industrie pétrolière, l'unité de pompage joue un rôle crucial. Cependant, l'environnement de travail en fond de puits et les conditions d'exploitation complexes entraînent fréquemment diverses pannes au niveau de cette unité. De plus, la dispersion des puits de pétrole et les difficultés d'accès routier engendrent des coûts de gestion et de maintenance élevés. Par conséquent, la mise en place d'un modèle de classification des pannes et d'un terminal de visualisation rapides, efficaces et simplifiés revêt une importance particulière.
1. Évaluation des causes de défaillance des puits de pétrole :
1.1 Méthode du dynamogramme : Le principe de fonctionnement est le suivant : à l'aide d'un dynamogramme, instrument de test complet pour le niveau de fluide de puits de pétrole, après chaque course de la pompe, la variation de charge sur le câble de suspension est enregistrée, formant une courbe fermée. L'aire sous la courbe représente le travail réel effectué par la pompe lors d'une course de la tige polie, déterminant ainsi son état de fonctionnement dans le puits. Les diagrammes de dynamogramme courants indiquent notamment les fuites de la tubulure, la viscosité de l'huile, une alimentation en fluide insuffisante, le blocage, la collision ou la panne de la pompe, les fuites des vannes fixes et mobiles, la rupture de la tige et les interférences gazeuses. Lors de l'utilisation de cette méthode, le personnel concerné doit analyser les données journalières de gestion du puits, telles que les variations de teneur en eau, les rapports de production et les enregistrements de pression du tubage, afin d'établir un diagnostic complet. Cette méthode permet d'identifier diverses causes de défaillance de puits avec une grande précision, fournissant ainsi une base fiable pour l'élaboration de plans de réparation adaptés et précis après identification de la cause de la défaillance.
1.2 Méthode de maintien de la pression en tête de puits : Le principe de fonctionnement est le suivant : en fonctionnement normal du groupe de pompage, la vanne de contre-pression est fermée, puis la variation de pression dans la tubulure est observée à l'aide d'un manomètre de 2,5 MPa. L'analyse de la pression permet de déterminer et d'identifier la cause de la panne de la pompe. Par exemple, si la pression augmente lors de la montée du groupe de pompage et reste relativement stable ou diminue légèrement lors de la descente, cela indique un fonctionnement normal de la pompe. Si la pression augmente lentement lors de la montée, puis se stabilise après environ cinq minutes, ou si elle chute de manière significative, cela indique un problème d'étanchéité du siège de soupape, suggérant une fuite. De plus, si la pression reste relativement stable lors de la montée et de la descente, avec une légère baisse lors de la montée, cela suggère une possible rupture de la tige de pompage dans le puits. Dans ce cas, le personnel concerné doit vérifier cette information en la corrigeant avec d'autres données. Cette méthode est couramment utilisée pour vérifier le bon fonctionnement des soupapes de la pompe et pour diagnostiquer les pannes en fonctionnement normal. Cependant, si la paroi du puits est fortement paraffinée, cette méthode peut donner des résultats inexacts. Par conséquent, le test de pression en tête de puits présente certaines limites pour le diagnostic de pannes de routine.
1.3 Méthode de test de la pompe : Le principe de fonctionnement est le suivant : lors des opérations sur le terrain, un liquide est injecté dans la cuve à l'aide d'un camion-pompe à ciment. La pression de la pompe et la pression en tête de puits sont comparées afin de déterminer si la pompe présente un dysfonctionnement. Une première méthode consiste à placer le piston dans le cylindre de travail pour effectuer un test de pression. Après l'arrêt de la pompe, du liquide est injecté dans la cuve. Si la pression en tête de puits chute ou est nulle, cela indique une fuite importante au niveau des vannes fixes et mobiles. Si la pression en tête de puits augmente, la vanne mobile est en bon état. Si les pressions en tête de puits et dans le tubage augmentent simultanément, cela indique une fuite dans la cuve. Une autre méthode consiste à retirer le piston du cylindre de travail et à tester la pompe en pompant du liquide. Si la pression chute ou est nulle, cela indique une fuite au niveau de la vanne fixe. Cette méthode est principalement utilisée pour déterminer l'étanchéité de la cuve d'un puits de pétrole, vérifier le bon fonctionnement des composants de la pompe et identifier la cause des dysfonctionnements survenant en fonctionnement normal.
1.4 Dommages aux tubes : Les dommages subis par les tubes eux-mêmes peuvent également provoquer des fuites. L'une des causes est un défaut de fabrication. Pour les tubes de production pétrolière, la norme nationale adoptée est la norme API SPEC 5CT, qui définit des exigences précises en matière de composition, de dureté et de résistance. Cependant, en raison des différences de procédés de fabrication entre les entreprises, la qualité des matériaux varie, ce qui les rend sujets aux fuites lors de l'extraction de pétrole et de gaz, du fait de défauts inhérents. Par ailleurs, les facteurs environnementaux peuvent endommager les tubes. En cours d'utilisation, l'inclinaison du puits et d'autres facteurs liés à sa structure peuvent engendrer une usure irrégulière entre les tubes et la paroi interne du tubage, provoquant des fissures, des perforations et des fuites. De plus, le pétrole et le gaz transportés par les tubes, ainsi que la production de sable de formation, sont également sources de corrosion et de dommages, notamment lorsque le type de tube est inadapté à l'environnement d'application, ce qui peut facilement entraîner une corrosion, une perforation et des fuites.
2. Mesures de dépannage :
2.1 Mesures de dépannage en cas d'encrassement par la cire dans les pompes à pétrole : Il existe plusieurs méthodes pour traiter l'encrassement par la cire dans les puits de pétrole, dont une méthode courante consiste à intervenir directement sur la pompe. La procédure spécifique est la suivante : Tout d'abord, arrêtez le groupe de pompage à 30-40 cm sous le point mort bas, coupez l'alimentation électrique, serrez le frein et fixez-le au-dessus du bloc obturateur de puits (BOP) à l'aide du collier carré. Démarrez le groupe de pompage pour séparer le câble de suspension du collier carré sur la tige polie. Ensuite, coupez à nouveau l'alimentation électrique et serrez le frein pour décharger le groupe de pompage. Marquez la position du collier au-dessus du câble de suspension. Ensuite, desserrez le collier carré au-dessus du câble de suspension et relâchez lentement le frein. Une fois que le câble de suspension ascendant et la position marquée dépassent la distance anti-éruption initiale, serrez le frein et resserrez le collier au-dessus du câble de suspension pour permettre au groupe de pompage de supporter la charge. Retirez le collier carré au-dessus du bloc obturateur de puits (BOP), desserrez le frein et redémarrez le groupe de pompage. Après environ quatre impacts de la pompe, rétablissez la distance anti-éruption initiale et mettez le groupe de pompage en production. Si le blocage est éliminé et que la production est normale, ajoutez une quantité appropriée d'agent de déparaffinage dans le puits par la vanne de pression du tubage, en fonction de l'accumulation de paraffine. Si le groupe de pompage est fortement obstrué par la paraffine, le camion-pompe doit effectuer périodiquement des opérations de lavage à chaud à contre-courant, ou l'équipe d'intervention doit procéder à des inspections régulières de la pompe. Lors de ces inspections, le tube et la tige de pompage doivent être déparaffinés en surface et nettoyés à chaud.
2.2 Mesures de gestion du sable coincé dans les puits de pétrole : La principale cause du blocage de sable dans les puits de pétrole est l’entrée, lors de la production de pétrole, de particules de sable de la couche huileuse dans le tubage avec le flux de pétrole. Ces particules se déposent progressivement, provoquant une remontée du sable à la surface du puits et son infiltration dans le corps de pompe, ce qui entraîne un blocage. Les manifestations visibles incluent : une augmentation de la charge à la remontée de l’unité de pompage, une diminution ou une absence de charge à la descente ; dans les cas les plus graves, le blocage de la tige polie et le débranchement de la bride carrée de la tige polie du câble de suspension ; une baisse continue de la production du puits et du rendement de la pompe ; la présence de particules de sable dans les échantillons ; et un diagramme de charge en dents de scie sur le dynamomètre. Plusieurs mesures permettent de remédier au blocage de sable dans les puits de pétrole. Par exemple, un dispositif de contrôle du sable peut être installé à un emplacement approprié au fond de la pompe pour empêcher les particules de sable de pénétrer dans le corps de pompe ; la distance anti-pompage peut être ajustée en fonction de la position du blocage ; et l’unité de pompage peut être utilisée pour tester son mouvement et tenter de libérer le blocage. Après une opération de dégagement réussie, la distance anti-surtension peut être réajustée à sa position initiale. Le blocage peut être éliminé par un lavage à contre-courant du puits à l'aide d'un camion-pompe à ciment. La pompe peut être inspectée, et le tubage peut être descendu jusqu'à la surface du sable à l'aide d'une pointe de stylo et rincé jusqu'à la profondeur prévue. Le puits peut ensuite être rincé avec le fluide de lavage jusqu'à ce que le débit de retour soit normal. En résumé, la présence de sable dans les puits de pétrole affecte non seulement le taux de récupération du pétrole, mais endommage également gravement les équipements de production. Par conséquent, lors des opérations quotidiennes de production pétrolière, il est nécessaire de prélever fréquemment des échantillons, d'effectuer une surveillance accrue et de mettre en œuvre au plus tôt des mesures de prévention du blocage par le sable, à la fois raisonnables et efficaces, afin de garantir le fonctionnement stable et performant du puits.
2.3 Mesure de l'isolation ou de la résistance CC entre phases : Avant de mesurer la résistance CC entre phases ou l'isolation, il est impératif de couper l'alimentation électrique et de déconnecter le câble au niveau de la boîte de jonction. (1) Mesurez la résistance d'isolation par rapport à la terre. Si la valeur de résistance mesurée par l'ohmmètre est proche de zéro, cela indique une défaillance du câble de fond de puits ou une panne du moteur. (2) Mesurez la résistance CC entre phases. Les résistances CC entre phases AB, BC et CA doivent être mesurées séparément. Si le déséquilibre des valeurs de résistance CC triphasées dépasse 2 %, le moteur risque fortement d'être hors service. Dans ce cas, il est strictement interdit de tenter de démarrer la pompe.
3. Le rôle du génie de la production pétrolière dans le développement des champs pétrolifères :
Premièrement, elle améliore l'efficacité de l'exploitation des gisements pétroliers. Lors de cette exploitation, l'ingénierie de production pétrolière permet de réduire les coûts, d'éviter les investissements inutiles et de réaffecter les fonds ainsi économisés à d'autres dépenses d'exploitation. Lors de la production pétrolière, l'utilisation de produits économes en énergie permet de réduire la consommation énergétique et d'améliorer, dans une certaine mesure, l'efficacité de l'extraction. Deuxièmement, la technologie de production pétrolière peut être transformée en levier de productivité. Bien que la recherche et le développement de cette technologie nécessitent d'importants investissements financiers et mobilisent d'importantes ressources humaines et matérielles lors de sa diffusion et de son application, ils permettent d'améliorer l'efficacité de l'extraction, de réaliser des économies, d'améliorer la qualité de la production pétrolière, de transformer la technologie d'extraction en levier de productivité et d'en assurer une utilisation rationnelle, contribuant ainsi à la productivité sociale.
Lors de la production de puits de pétrole, de nombreuses défaillances sont inévitables et perturbent leur fonctionnement normal. Il est donc recommandé d'intensifier les inspections quotidiennes, de mettre en place une surveillance dynamique autant que possible, de veiller au bon fonctionnement et à la maintenance des équipements et de prévenir les défaillances potentielles. Parallèlement, en s'appuyant sur les problèmes de défaillance existants, les analyses et les mesures correctives mises en œuvre, les parties concernées devraient continuer à investir dans la recherche et explorer des méthodes de traitement plus efficaces.
Références :
[1] Analyse des défauts courants des pompes électriques submersibles et méthodes pour améliorer le taux de récupération. China Equipment Engineering.
[2] Analyse de cas de corrosion rapide et de fuite de pipelines causées par une fuite de boîte de distribution dans un puits de pétrole. China Equipment Engineering.
[3] Discussion sur les causes des pannes et les solutions des systèmes d'extraction de pétrole par pompes électriques submersibles. Normes et qualité du secteur pétrolier et chimique chinois.