Levage et gréement

Strokes Per Minute (Beam Lift)

Coups Par Minute (CPM) dans les Opérations de Pompage à Balancier : Optimisation de la Production Pétrolière et Gazière

Les Coups Par Minute (CPM), souvent appelés "pompage à balancier" dans la terminologie pétrolière et gazière, constituent un paramètre crucial pour optimiser la production des puits utilisant des pompes à balancier (aussi connues sous le nom de pompes à tiges de pompage). Les CPM représentent le nombre de mouvements de va-et-vient du balancier de l'unité de pompage par minute. Cette mesure apparemment simple recèle une mine d'informations sur l'efficacité et la performance de la production du puits.

Facteurs Affectant les Coups Par Minute :

Plusieurs facteurs influencent les CPM optimaux pour un puits donné. Comprendre ces facteurs est crucial pour maximiser la production et minimiser les coûts opérationnels :

  • Profondeur du Puits : Les puits plus profonds nécessitent plus de temps pour que la pompe déplace le fluide jusqu'à la surface. Par conséquent, les puits plus profonds fonctionnent généralement à des CPM plus faibles pour tenir compte de la longueur de course plus longue.
  • Viscosité du Fluide : Les fluides très visqueux, comme le pétrole brut lourd, nécessitent plus de force pour être déplacés. En conséquence, les puits produisant des fluides visqueux peuvent fonctionner à des CPM plus faibles pour garantir une action de pompage adéquate.
  • Teneur en Gaz : La présence de gaz dans le puits peut affecter négativement l'efficacité du pompage. Le gaz peut créer des poches dans la colonne de fluide, réduisant le volume de fluide soulevé par course. La réduction des CPM peut aider à gérer l'impact du gaz en permettant un temps d'accumulation du fluide avant le pompage.
  • Poids du Fluide Supporté : Le poids de la colonne de fluide soulevée influence également les CPM. Les fluides plus lourds nécessitent des CPM plus faibles pour éviter une contrainte excessive sur l'unité de pompage et la chaîne de tiges.
  • Taille et Conception de la Pompe : Le type et la taille de la pompe souterraine jouent également un rôle. Les pompes plus grandes peuvent gérer des volumes de fluide plus importants et peuvent fonctionner à des CPM plus élevés.
  • Équipement de Surface : Les capacités de l'équipement de surface, y compris l'unité de pompage à balancier elle-même, influencent les CPM atteignables.

Optimisation des CPM pour une Production Améliorée :

L'optimisation des CPM est un aspect crucial de la gestion des opérations de pompage à balancier. La prise en compte attentive des facteurs mentionnés ci-dessus permet de :

  • Augmentation de la Production : En ajustant les CPM, les opérateurs peuvent maximiser la quantité de fluide produite par le puits sans dépasser les limites de l'équipement ou causer des dommages.
  • Réduction des Temps d'Arrêt : Des CPM correctement ajustés minimisent les contraintes sur l'unité de pompage et la chaîne de tiges, réduisant le risque de pannes et minimisant les temps d'arrêt.
  • Coûts Opérationnels Réduits : L'optimisation des CPM contribue à maximiser l'efficacité de la production, ce qui conduit à des coûts opérationnels plus faibles par baril produit.

Surveillance et Réglage :

La surveillance des CPM est essentielle pour une gestion efficace des puits. Les données provenant de l'équipement de surface et des jauges en fond de trou permettent aux opérateurs de suivre les CPM et de les ajuster au besoin en fonction de l'évolution des conditions du puits. Les systèmes modernes de surveillance des puits fournissent des données en temps réel pour une prise de décision éclairée.

Conclusion :

Les CPM sont un paramètre fondamental dans les opérations de pompage à balancier. Comprendre les facteurs qui influencent les CPM et optimiser leur valeur pour les puits individuels est crucial pour maximiser la production, minimiser les temps d'arrêt et atteindre une plus grande efficacité dans l'extraction du pétrole et du gaz. En se concentrant sur cette mesure apparemment simple, les opérateurs peuvent garantir la performance optimale de leurs puits et optimiser leur production globale.


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Quiz on Strokes Per Minute (SPM) in Beam Lift Operations:

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What does SPM stand for in the context of beam lift operations?

a) Surface Pumping Mechanism b) Strokes Per Minute c) Subsurface Pumping Mechanism d) Surface Production Measurement

Answer

b) Strokes Per Minute

2. Which of the following factors DOES NOT directly influence the optimal SPM for a well?

a) Depth of the well b) Viscosity of the fluid c) Ambient air temperature d) Gas content in the well

Answer

c) Ambient air temperature

3. How does a higher viscosity of the fluid typically affect the optimal SPM?

a) Higher SPM is required. b) Lower SPM is required. c) SPM remains unaffected. d) SPM fluctuates unpredictably.

Answer

b) Lower SPM is required.

4. What is a potential benefit of optimizing SPM for a well?

a) Reduced operational costs b) Increased downtime c) Lower production rates d) Increased risk of equipment failure

Answer

a) Reduced operational costs

5. What is the main purpose of monitoring SPM in beam lift operations?

a) To determine the well's location b) To track and adjust SPM based on changing well conditions c) To calculate the volume of gas produced d) To measure the pressure inside the well

Answer

b) To track and adjust SPM based on changing well conditions

Exercise on Strokes Per Minute (SPM) in Beam Lift Operations:

Scenario:

You are a production engineer working on a well with a depth of 3000 feet. The well produces heavy crude oil with a high viscosity. The current SPM is set at 12 strokes per minute. However, you notice that the production rate has been declining recently.

Task:

  1. Identify at least three potential reasons for the decline in production rate, considering the well's characteristics and current SPM.
  2. Propose a strategy for adjusting the SPM to address the identified reasons.
  3. Explain how the adjustment you propose would impact the pumping unit, rod string, and production rate.

Exercise Correction

**Potential reasons for decline in production rate:** * **High viscosity of the fluid:** The heavy crude oil may be moving too slowly at the current SPM, leading to incomplete fluid lift and reduced production. * **Insufficient pumping power:** The lower SPM may not provide enough force to lift the heavy fluid column effectively. * **Pumping unit limitations:** The pumping unit might not be able to handle the required force at the current SPM, leading to inefficiencies. **Proposed strategy for adjusting the SPM:** * **Reduce SPM to 10 strokes per minute:** This will allow more time for the heavy oil to accumulate and potentially be lifted more effectively. **Impact of the adjustment:** * **Pumping unit:** Lowering SPM will reduce the strain on the pumping unit, potentially extending its lifespan and reducing downtime. * **Rod string:** The reduced force on the rod string could minimize the risk of breakage or fatigue, ensuring the integrity of the downhole equipment. * **Production rate:** The slower pumping action may increase the volume of fluid lifted per stroke, potentially leading to a higher overall production rate over time.


Books

  • "Production Operations in Petroleum Engineering" by John C. Donaldson and Harold H. Ramey Jr. - A comprehensive resource on oil and gas production, including a detailed section on beam pumping units.
  • "Petroleum Production Systems" by John Lee - Covers various aspects of oil and gas production, including a chapter on artificial lift methods and beam pumping.
  • "Artificial Lift Design and Operation: A Comprehensive Guide for Petroleum Engineers" by S. M. Farouq Ali - This book offers in-depth coverage of artificial lift techniques, including a section on beam pumping and SPM optimization.

Articles

  • "Optimizing Beam Pumping Operations for Increased Production" by [Author Name] - Search for articles in reputable oil and gas publications like SPE Journal, Petroleum Technology Quarterly, or Journal of Petroleum Technology.
  • "A Study on the Influence of Strokes per Minute on the Performance of Beam Pumping Units" by [Author Name] - Search for research papers published in academic journals related to petroleum engineering.
  • "Dynamic Optimization of Beam Pumping Systems" by [Author Name] - Look for articles exploring advanced methods for optimizing beam lift performance.

Online Resources

  • Society of Petroleum Engineers (SPE) website: - Their online library and publications section often contain valuable research articles and technical papers on beam pumping and SPM.
  • Oil and Gas Journal website: - This industry publication features articles and news on various aspects of oil and gas production, including artificial lift technologies.
  • Oilfield Wiki: - Provides technical information and definitions on various aspects of oil and gas production, including beam pumping and SPM.

Search Tips

  • Use specific keywords like "strokes per minute," "beam lift," "beam pumping," "sucker rod pump," and "artificial lift."
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