Способ эксплуатации скважины орд

Под контролем

Разнообразие геологических характеристик и условий эксплуатации нефтяных коллекторов, с которыми приходится иметь дело специалистам компании, диктует необходимость постоянно искать новые результативные технологии. К одной из таких технологий относится одновременно-раздельная эксплуатация, успешно внедряемая в «Газпромнефть-Хантосе»

Экономить нельзя тратить

Залог экономически эффективной добычи — удачное сочетание ряда факторов, среди которых важнейшую роль играют технологии, ведь наличие достаточного количества нефти в коллекторе еще не гарантирует ее успешное извлечение. В случае, когда месторождение содержит несколько нефтяных пластов, для сокращения капитальных затрат зачастую в эксплуатацию вводят несколько горизонтов одновременно. Впрочем, такую технологию далеко не всегда можно назвать оптимальной: подобное укрупнение эксплуатационных объектов без использования дополнительного оборудования, как правило, ведет к уменьшению коэффициента извлечения нефти (КИН), а суммарное значение дебитов оказывается меньше суммы потенциальных возможностей каждого пласта в отдельности. Другими словами, экономия в затратах сегодня приводит к существенным потерям в нефтедобыче завтра.

Основные проблемы, которые возникают при совместной эксплуатации нескольких пластов, — опережающее обводнение наиболее продуктивных горизонтов и частичное или полное выключение из выработки других. Риск возникновения подобной ситуации особенно велик, когда пласты значительно отличаются по проницаемости и нефтенасыщенности. В этом случае высокопроницаемый пласт может очень быстро обводниться, а низкопроницаемый — вообще перестать отдавать нефть.

Чтобы сделать одновременную добычу из нескольких пластов выгодной, эффективной и ресурсосберегающей, применяют инновационный подход — ОРЭ (одновременно-раздельная эксплуатация). Сама идея ОРЭ не нова и появилась около 40 лет назад, но ее успешное претворение в жизнь требует не только проведения опытных испытаний, но и использования самого современного оборудования. В «Газпром нефти» внедрением ОРЭ в настоящее время занимаются на Приобском месторождении, разрабатываемом «Газпромнефть-Хантосом».

Одновременно-раздельная эксплуатация

ОРЭ — совместная эксплуатация двух и более продуктивных пластов одной скважиной. Применяется как для добычи — одновременно-раздельная добыча (ОРД), так и для закачки воды или рабочих реагентов — одновременно-раздельное заводнение (ОРЗ). В процессе ОРЭ в скважину спускают специальное оборудование, обеспечивающее транспортировку продукции каждого пласта на поверхность (или закачку с поверхности в каждый пласт) по самостоятельным (или совместному) каналам, независимое регулирование и отработку пластов, а также проведение исследований, операций по освоению и глушению каждого пласта, технологическое воздействие на его призабойную зону. ОРЭ позволяет сократить затраты на разбуривание, обустройство и эксплуатацию месторождений.

Условия эксплуатации (величина газового фактора, содержание газового конденсата, уровень пластовых давлений и температур, состав добываемой или закачиваемой продукции, наличие агрессивных примесей, песка, парафина, минеральных солей и т.д.) влияют на конструктивные особенности установок и технологические схемы одновременно-раздельной эксплуатации скважины.

Разделяй и властвуй

Плацдармом для внедрения ОРЭ в компании стала Южная лицензионная территория (ЮЛТ) Приобского месторождения. Добыча нефти здесь началась еще в 1999 году и составила за прошедшее время более 73 млн тонн, при этом текущие извлекаемые запасы, по последним оценкам, — это еще порядка 360 млн тонн. Большая часть остаточных запасов приурочена к нижнему из трех разрабатываемых пластов — низкопроницаемому АС12. Изначально два основных продуктивных горизонта, АС10 и АС12, в целях обеспечения рентабельности вскрывались скважинами как единый объект эксплуатации.

На текущий момент на Южно-Приобском месторождении выполняется программа геолого-технических мероприятий (ГТМ): остаточные запасы пласта АС12 вовлекаются в разработку в центральной зоне с помощью уплотняющего бурения скважин и повторным ГРП на ранее построенных скважинах; двухпакерные компоновки с системой отвода газа изолируют продуктивный пласт АС10 в районах, где он полностью обводнился. Внедрение компоновок ОРЭ и использование для геофизических исследований системы Y-Tool — действенный механизм увеличения уровня добычи нефти, а их совместное применение — задача на будущее.

Работа по освоению систем одновременно-раздельной эксплуатации скважин ведется в нашей компании уже несколько лет в рамках программы внедрения инновационных методов добычи. Полученный опыт позволяет нам заключить, что ОРЭ — это перспективный инструмент для разработки сложных многопластовых залежей. В то же время использование байпасных систем делает одновременно-раздельную добычу более эффективной, позволяя проводить полноценные исследования коллектора и дифференцировать уровень добычи нефти по каждому пласту.

Однако вследствие особенности геологических характеристик обоих пластов — высокой неоднородности как по площади, так и по разрезу, значительного различия фильтрационных свойств — происходит неравномерная выработка объектов, повышается риск преждевременного обводнения, понижается значение текущего КИН. В частности, из-за различной проницаемости пластов они неравномерно заводняются — и большая часть воды достается высокопроницаемому пласту АС10. Результат — опережающее обводнение и прорыв воды к забоям добывающих скважин. Также совместная закачка воды не дает возможности отслеживать, сколько закачано в каждый из горизонтов. В то же время в пласте АС12 для извлечения рентабельных объемов нефти необходимо создавать дополнительную депрессию.

Эти сложности вкупе с желанием увеличить продолжительность периода стабильной эффективной добычи привели к необходимости непрерывно контролировать процесс эксплуатации и управлять производительностью каждого из пластов. Решением стало внедрение на скважинах ЮЛТ Приобского месторождения системы одновременно-раздельной эксплуатации, включая систему одновременно-раздельной добычи (ОРД) на добычных скважинах и одновременно-раздельной закачки (ОРЗ) — на нагнетательных.

На рынке нефтесервисных услуг существует несколько вариантов технологий и оборудования для ОРД, каждый из которых имеет свои особенности, достоинства и недостатки. Первый опыт внедрения ОРД на Южном участке в годах оказался полезным, но не слишком эффективным. Применение двухпакерной компоновки с геофизическими приборами (см. рис. 1) позволило получать качественные данные о текущем режиме работы скважины и оценивать динамику ее работы, но в то же время после двухлетней эксплуатации выявилась низкая надежность и высокая аварийность комплектующих этой компоновки, некорректная работа измерительного оборудования. В итоге в настоящее время эта компоновка больше не применяется.

Однако ее использование дало возможность оценить все необходимые параметры оборудования и более целенаправленно выбрать два других варианта компоновок.

Первый вариант — способствующая снижению обводненности продукции однопакерная компоновка с механическим регулятором-отсекателем, расположенным выше электроцентробежного насоса. Здесь пакер разделяет два разрабатываемых пласта, а механический клапан позволяет при необходимости выключать верхний пласт из разработки. В 2013 году в ходе опытно-промышленных испытаний компоновка была успешно внедрена в комплекте с исследовательским оборудованием. В результате исследований была получена информация, позволившая экономически эффективно выполнить дополнительные мероприятия по интенсификации добычи на нижний пласт. В 2014 году планируется введение еще трех подобных компоновок в промышленную эксплуатацию и проведение ОПИ с компоновками нового поколения с установленным электрическим клапаном, позволяющим производить регулирование расхода добываемой жидкости из пластов, и контролем параметров скважин без остановки ЭЦН.

Источник

Панорама технических решений: ОРД и ОРЗ

ОАО «ТАТНЕФТЬ»

ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНАЯ ДОБЫЧА (ОРД)

«ТНГ-Групп» и ТатНИПИнефть совместно разработали глубинный прибор КРОТ-ОРЭ, а компания «АлойлСервис»— прибор «Фотон». Уже оборудованы приборами 135 скважин, и в 2009 году практически все вновь введенные скважины оснащались этими приборами.

Схема установки прибора КРОТ-ОРЭ в переводнике

Прибор устанавливается в хвостовике между насосом и пакером. В прибор встроены два датчика давления, один из которых замеряет давление межтрубного пространства, другой — под пакером. Прибор оснащен расходомером («вертушкой»), а также влагомером емкостного типа. На двух скважинах влагомер и датчики давления работают нормально уже два года; «вертушка» отказала.

ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНАЯ ЗАКАЧКА (ОРЗ)

Двухпакерные схемы компоновок ОРЗ реализованы в нескольких вариантах. В первом случае (рисунок слева) устанавливались пакеры, оснащенные полированными втулками, в которые потом спускали в колонны НКТ с ниппелями. В частности, одна скважина была оборудована установкой с использованием пакер-гильзы, другая — пакера М1-Х с полированными втулками. Второй вариант (рисунок справа) — это обычная схема М1-Х, но спуск осуществлялся в обратном порядке. Сначала спускается и сажается нижний пакер с колонной НКТ малого диаметра (48 мм), затем на нее надевается второй пакер и спускается колонна большего диаметра (89 мм). Опыт показал, что такая конструкция осуществима только для глубин до 1,5 тыс. м.

Спустить пакер ниже оказывается проблематичным.

Установка для ОРЭ с электропогружным насосом и раздельным подъемом продукции объектов Двухпакерные схемы ОРЗ Испытание и внедрение компоновок для совместной разработки двух объектов — «ЭЦН+ШГН»

ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»

Технология ОРЭ, внедрение которой было начато в ОАО «Удмуртнефть» в 2008 году, уже была испытана в «Татнефти» и хорошо себя зарекомендовала. Вместе с тем у используемого в «Удмуртнефти» решения есть несколько конструкционных особенностей. В частности, в узлах смешивания скважинной жидкости. Но суть технологии осталась неизменной — разобщение двух разнородных пластов, т.е. вовлечение ранее не вовлекавшихся в разработку разнородных пластов верхних и нижних горизонтов, где нижний пласт эксплуатируется ЭЦН с приемным модулем в кожухе, а эксплуатация верхнего пласта ведется с использованием ШГН.«НЕЛЬСОН ПЕТРОЛЕУМ БУЗАЧИ Б.В.» (ГК «ЛУКОЙЛ-ОВЕРСИЗ ХОЛДИНГ ЛТД»)

Типовая компоновка оборудования: На устье скважины монтируются приборы для раздельного учета объемов закачки воды и устройства для регулирования объемов закачки. На низ подвески спускается герметичный цилиндр с направляющей головкой на НКТ 3½ дюйма на глубину 2–3 метра выше интервалов перфорации юрского горизонта. Цилиндр герметично отсекает воду, закачиваемую в вышележащий объект разработки. Два пакера, обеспечивающие дополнительную герметичность разобщенных объектов, устанавливаются на 15–20 метров выше эксплуатируемых объектов.

Водораспределитель, осуществляющий распределение воды в вышележащий объект, устанавливается в середину интервалов перфорации.

Все оборудование [герметичный цилиндр + НКТ 3½ дюйма + пакер (1) + НКТ 3½ дюйма + водораспределитель + НКТ 3½ дюйма + пакер (2)] спускается на НКТ диаметром 3½ дюйма, направляющая головка спускается на НКТ диаметром 1,9 дюйма и вставляется в герметичный цилиндр. НКТ опрессовывают на 180 атм. для последующей установки пакеров.

ОАО «БЕЛКАМНЕФТЬ»

В установке для ОРЭ на Орешниковском нефтяном месторождении (НГДУ-1 «Белкамнефть), помимо ЭЦН, спущенного на глубину 1300 м, также используются обратный клапан обычного действия, сливное устройство мембранного типа, пакер П-ЭГМ производства НПФ «Пакер» и ШГН производства СП «Барс» — доработанная конструкция ижевского насоса .

ОАО АНК «БАШНЕФТЬ»

В «гибридную» двухплунжерную установку для ОРЭ с полыми штангами входят: насосная часть установки (разработка отдела ООО «Башнефть — Геопроект»), штанги насосные полые, производства «ЭлкамнефтеНефтемаш», колонна НКТ диаметром 89 мм, пакер и устьевая часть (также производства «ЭлкамнефтеНефтемаш»).

Насосная часть представляет собой два последовательно соединенных штанговых насоса, всасывающий клапан верхнего насоса выведен вбок. Жидкость из нижнего пласта поднимается по НКТ, а из верхнего — по полым штангам.

Глубинный прибор регистрирует изменения давления и температуры.

Вместо устьевого распределительного узла установка комплектуется шлангом. Пакер используется обычный, механический, НПФ «Пакер». Штанги — полые, производства «Элкамнефте-Нефтемаш».

Разработанная в 2008 году однолифтовая установка ОРЗ представляет собой устанавливаемые напротив пласта седла, которые спускаются на НКТ вместе с пакерами. Штуцеры спускаются вместе с пробками на канате, либо устанавливаются в седла при спуске. Пробки соединяются между собой тросом. При необходимости изменения режима с помощью геофизической лебедки гирлянда из пробок извлекается на поверхность, а затем, после ревизии, спускается обратно.

ООО НПФ «ПАКЕР»

Технология ОРЭ нескольких продуктивных горизонтов с многопакерными КПО — 3ПРОК-ОРЭ-1 — заключается в уменьшении обводненности добываемой жидкости в процессе эксплуатации и отрицательного взаимовлияния продуктивных горизонтов друг на дру-

га. Использование технологии также препятствует поглощению одним продуктивным горизонтом флюида другого.

В данной пакерной компоновке верхний пакер должен быть оборудован верхним якорным узлом типа ПРО-ЯВЖ, чтобы сохранять герметичность после отсоединения колонны НКТ. Также используются средний пакер типа ПРО-Ш-М-С с регулируемой нагрузкой установки для передачи на нижний пакер необходимой нагрузки и нижний пакер типа ПРО-ЯМО, опорный.

ЗАО «НОВОМЕТ-ПЕРМЬ»

Серия КПО под общей аббревиатурой ОРЗ используется для закачки рабочего агента в строго дозированных объемах в каждый продуктивный горизонт с возможностью изменения параметров закачки в процессе работы.

Для компенсации знакопеременных нагрузок верхний пакер комплектуется верхним якорным узлом типа ПРО-ЯВЖ или ПРО-Ш-М-С с гидроякорем, средний пакер типа ПРО-Ш-М-С с регулируемой нагрузкой установки для передачи на нижний пакер необходимой нагрузки и нижний пакер типа ПРО-ЯТ-О или ПРО-ЯДЖО, также с верхнимякорным узлом, опорный.

Двухпакерная двухтрубная компоновка для ОРЗ в два пласта 2ПРОК-ДОРЗ-1 спускается на трубах 89 мм. После этого спускается НКТ 48 мм герметичной посадкой в специальный узел и возможностью перемещения на 1300 мм с сохранением герметичности посадки.

Производительность разработанной установки для ОРЭ составляет 80 м3/сут. суммарного дебита из двух пластов. Для начала ОРЭ скважиной двух пластов спускается двухпакерная компоновка с клапанами-отсекателями. Для этой цели используется оборудование НПФ «Пакер».

Компоновка УЭЦН состоит из хвостовика, который спускается на УЭЦН и открывает клапаны-отсекатели, тем самым обеспечивая доступ жидкости из пластов к регулятору отбора. Регулятор отбора позволяет производить требуемый отбор жидкости из каждого пласта. Потоки жидкостей, проходя по двухканальному лифту (в пакерах), штуцируются в регуляторе отбора, далее смешиваются и выкидываются из регулятора отбора. Затем суммарный поток по затрубному пространству подает на прием насоса.

Головка погружного гидравлического агрегата обеспечивает связь ЭЦН через обводную трубку с регулятором отбора. Блок погружной измерительный позволяет получать информацию о забойных давлениях каждого из пластов, а система в целом — контролировать отбор жидкости по пластам.

ЗАО «ЭЛКАМ-НЕФТЕМАШ»

Комплект состоит из нескольких элементов. Вопервых, это пакер производства НПФ «Пакер», показавший высокую надежность. Далее идет хвостовик. На хвостовике через одну трубу устанавливается узел ввода кабеля. На кабеле спускается датчик за-мера давления на нижнем пласте. Затем спускается муфта для промывки нижнего насоса. Здесь же находится муфта для ввода наконечника гибкого трубопровода для распыления реагентов. Далее производится монтаж нижнего и верхнего насосов.

На колонне полых штанг устанавливается сливной клапан для перепускания жидкости при демонтаже оборудования.

Нижний насос спускается в обычной конструкции. Это трубный насос диаметром соответственно требуемому дебиту — от 27 до 57 мм. Клапанные пары — в износостойком и коррозионностойком исполнении. Всасывающий клапан часто поставляется с увеличенной клапанной парой (на один или два размера) для добычи тяжелой нефти.

Цилиндр насоса — азотированный или хромированный в зависимости от состава пластовой жидкости, плунжер — напыленный коррозионностойким твердым сплавом.

Верхний насос отличается от стандартной конструкции. На выходе из плунжера размещается полый шток, по которому добываемая из нижнего пласта жидкость подается на поверхность. Поэтому этот полый шток проходит через верхний специальный насос. Уплотнение штока и всасывающий клапан изготавливаются по конструкции Захарова Б.С. Плунжер комплектуется специальным кольцевым уплотнением. Это так называемая конструкция плунжера-клапана.

Источник