Sucker Rod Pump Fluid Friction in Polymer Producing Wells

Bei Sonden eines Polymerflut-Piloten und während eines Feldtests zur Rückproduktion von Polymerlösungen im Wiener Becken wurden Probleme wie Aufschwimmen des Pumpgestänges und Systemeffizienzverluste im Gestängetiefpumpenbetrieb beobachtet. Reaktion darauf war eine Erniedrigung der Pumpgeschwindigkeit betroffener Gestängetiefpumpen des Polymerflut-Piloten, was jedoch keine generelle Lösung darstellt wenn Zielproduktionsraten erreicht werden sollen. Seitens OMV wurde ein Forschungsprojekt zur Untersuchung dieser Probleme initiiert. Diese Arbeit ist Teil dieses Projekts, während sie die Flüssigkeitsreibung, die von den produzierten Flüssigkeiten am Pumpgestänge einer Gestängetiefpumpe verursacht wird, untersucht. Dabei werden die Flüssigkeitsreibungskräfte für verschiedene Produktionszenarien mit üblichen Lagerstättenflüssigkeiten und Polymerlösungen unterschiedlicher Konzentration bestimmt. Methoden dazu sind grundlegende Experimente mittels Gestängetiefpumpen-Teststand an der Montanuniversität Leoben und umfassende CFD Simulationen mit OpenFOAM nach detaillierter Betrachtung der Grundlagen der Thematik. Bei üblichem Feldbetrieb von Gestängetiefpumpen ist die Flüssigkeitsreibung an einem einzelnen Pumpgestänge mit 2 Gestängeprotektoren mit bei Polymerfluten zum Teil rückproduzierten Polymerlösungskonzentrationen um rund 35 % höher als mit konventionellen Lagerstättenflüssigkeiten. Dabei variieren die Flüssigkeitsreibungskräfte mit Polymerlösungskonzentration, Pumpgeschwindigkeit, Hublänge und Anzahl installierter Gestängeprotektoren.