Одновременно-раздельная эксплуатация скважин
ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКВАЖИНЫ (а. multi-level oil and gas reсоvery; н. Mehrzonenforderung aus einer Sonde; ф. exploitation des puits а partir de deux horizons productifs; и. explotacion de pozos simultaneomente-dividida, explotacioon de sondeo simultaneomente-dividida) — совместная эксплуатация двух и более продуктивных пластов одной скважиной. Применяется для добычи нефти (газа), а также для закачки воды — при заводнении нефтяных пластов, рабочих агентов — для повышения нефте- и конденсатоотдачи, газа — в процессе создания подземных хранилищ газа и др.
В скважину спускают специальное оборудование (установки), обеспечивающие транспортирование 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. Одновременно-раздельная эксплуатация скважины позволяет сократить затраты на разбуривание, обустройство и эксплуатацию месторождений. Технологические схемы одновременно-раздельной эксплуатации скважины классифицируют по количеству эксплуатируемых пластов; установки одновременно-раздельной эксплуатации скважины по конструктивному оформлению; с концентрическими, параллельными и одноколонными рядами насосно-компрессорных труб (HKT), а также с регулированием отбора или закачки продукции по каждому пласту. 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.
Реклама
Различают установки по добыче и по закачке. Первые в зависимости от способа добычи подразделяются на установки по добыче нефти и газа фонтанным или газлифтным (внутрискважинный газлифт) способами, а также добычи нефти глубиннонасосным или фонтанным и глубиннонасосным способами одновременно. Установки по закачке бывают с регулированием расхода на устье или на забое скважины. Добыча нефти из двух и трёх пластов фонтанным способом осуществляется установками с концентрическими и параллельными рядами HKT. Например, установка ЗУФК (трёхрядная установка фонтанная с концентрической подвеской HKT) обеспечивает эксплуатацию двух пластов, в продукции которых содержится парафин и песок; комплектуется тремя концентрическими рядами HKT (фонтанную арматуру дополняют двумя крестовинами). Добыча осуществляется по внутреннему и наружному HKT, средний ряд HKT и разобщитель пластов предназначены для операций по освоению скважины, глушению и др. Добычу газа из двух, трёх и более пластов фонтанным способом осуществляют установками с параллельными рядами HKT. В установках УГП (установки газовые с параллельными рядами HKT) в коррозионно-стойком исполнении предусмотрена возможность заполнения затрубного пространства ингибитором коррозии и гидратообразования, который подают в полость HKT через ингибиторный клапан. Для освоения скважины и промывки пробок используют циркуляционные клапаны. Независимое извлечение пакеров обеспечивается разъединителем колонн. Одновременно-раздельная эксплуатация скважины осуществляется также при газлифтной добыче нефти и газа (см. Газлифт), для чего скважину оборудуют установками внутрискважинного газлифта, например типа УВЛГ.
Одновременно-раздельная добыча нефти глубиннонасосным способом с использованием штанговых или электроцентробежных насосов осуществляется установками с параллельными рядами HKT (или один ряд HKT) по схемам с последовательно или параллельно соединёнными насосами, а также с одним насосом (в зависимости от условий эксплуатации предусмотрены многочисленные модификации установок).
Одновременно-раздельная эксплуатация скважин (нефтяных) одновременно фонтанным и глубиннонасосным способами осуществляют по схемам «фонтан — насос» (нижний пласт фонтанирует) и «насос — фонтан» (верхний пласт фонтанирует). В случае нефтяных пластов с малым газовым фактором используются установки УНФ и УФН (рис. 1). Здесь нефть и выделяющийся газ добывают по одной колонне HKT. При больших газовых факторах используют установки, в которых нефть и выделяющийся газ добывают по параллельным рядам HKT.
Одновременно-раздельная эксплуатация скважин при закачке, например воды одной скважиной в три пласта (рис. 2), осуществляется с автоматическим регулированием расхода закачиваемого агента на забое или устье скважины; изменение режима закачки производят без извлечения скважинного оборудования.
Источник
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
Технологии эффективной добычи. Скважинная компоновка для одновременно-раздельной закачки СК-ОРЗ-И с электроуправляемыми клапанами ЭКС
Совместная эксплуатация раздельных нефтеносных пластов, имеющих различные геологические характеристики, как правило, снижает технологические показатели в целом по участку. Поэтому при совместной эксплуатации продуктивных нефтеносных пластов для эффективной выработки запасов из разнопроницаемых участков нет другой альтернативы, как внедрение на нагнетательных скважинах технологии одновременно-раздельной закачки. Какие типы скважинных компоновок применяют сегодня компании, в чем их основные преимущества и недостатки и что предлагают специалисты ведущих нефтесервисных предприятий для повышения эффективности добычи?
Одновременно-раздельная закачка (ОРЗ) в пласты с различными геолого-физическими характеристиками осуществляется путем нагнетания вытесняющего агента в необходимых объемах для поддержания пластового давления при дифференцированном воздействии (репрессии).
Типы скважинной компоновки: проблемы…
На сегодняшний день на российском рынке широко применяются два типа компоновки для ОРЗ – двухлифтовая и однолифтовая, каждая из которых имеет свои недостатки.
Двухлифтовая компоновка отличается большой металлоемкостью, к ее особенностям относится преждевременный размыв внутреннего лифта труб, а также необходимость остановки скважины для смены режима закачки.
Однолифтовая компоновка бывает двух типов: со скважинными камерами и с устройством распределения потоков жидкости. Основным недостатком этого вида компоновки является необходимость остановки скважины и привлечение спецтехники для смены режима закачки и замера параметров.
Компания ООО «Югсон-Сервис» совместно с компанией ООО «ТОТА СИСТЕМС» разработали скважинную компоновку для одновременно-раздельной закачки ОРЗ-И с возможностью мониторинга параметров эксплуатации и управления ими в режиме онлайн.
Назначение и область применения
Компоновка предназначена для герметичного разобщения призабойной зоны, межпакерного кольцевого пространства и затрубного (надпакерного) пространства нагнетательной скважины в целях обеспечения контролируемой закачки жидкости в несколько пластов скважины по одному лифту с применением скважинных электроуправляемых клапанов (рис. 1).
Преимущества и отличительные особенности
— Принцип установки в скважину – механический, осевыми манипуляциями и разгрузкой веса колонны НКТ;
— Компоновка обеспечивает индивидуальный режим для каждого интервала закачки;
— Режим закачки «порциями» во время открытия электроклапанов ЭКС;
— Режим закачки задается и регулируется с помощью программного обеспечения;
— Мониторинг параметров работы скважины и ее управление возможны в режиме онлайн как с кустовой площадки, так и из офиса;
— Низкая металлоемкость по сравнению с двухлифтовой компоновкой ОРЗ.
Краткое описание работ
Первый этап: подготовительные работы
На этом этапе происходит шаблонирование, скреперование и райберование эксплуатационной колонны.
Для установки в скважине необходимо, во-первых, смонтировать компоновку на устье, для чего задействуют следующее оборудования:
— Клапан скважинный электроуправляемый ЭКС-120;
— Пакер механический 6ПМС (нижний);
— Переводник безопасный ПБН;
— Клапан скважинный электроуправляемый ЭКС-120;
— Межпакерная НКТ необходимой длины;
— Пакер с опорой на забой и гидравлическим якорем ПОЗ-ЯГМ (верхний);
— Устройство герметичного перевода кабеля УГПК.
Соединение электроуправляемых клапанов ЭКС-120 с геофизическим кабелем располагается внутри корпуса и проводится с помощью специальной оснастки.
Во-вторых, спустить собранную компоновку с открытыми клапанами ЭКС в скважину до места установки.
И, в-третьих, осевыми манипуляциями и последующей разгрузкой НКТ выполнить посадку пакеров.
Второй этап: опрессовка
На втором этапе проверяют герметичность:
— подвески НКТ и компоновки (прямой закачкой при закрытых электроклапанах ЭКС);
— верхнего пакера ПОЗ-ЯГМ (закачкой в затрубное пространство).
И осуществляют пуско-наладочные работы:
— определить приемистость каждого из пластов подачей жидкости в колонну НКТ, поочередно открыв и закрыв электроуправляемые клапаны ЭКС;
— подключить станцию управления и запрограммировать режим работы электроклапанов ЭКС на открытие-закрытие, который должен обеспечить требуемый объем закачки;
— запустить скважину в работу.
Третий этап: эксплуатация
Третий этап состоит из закачки, вывода данных на станцию управления и мониторинга:
— закачка осуществляется в каждый пласт порциями во время открытия электроклапанов ЭКС в соответствии с запрограммированным режимом;
— данные по объему закачки, давлению и температуре выводятся на станцию управления на кустовой площадке и на компьютер в офис;
— мониторинг и управление скважиной доступно в режиме онлайн как с кустовой площадки, так и с компьютера из офиса.
Заключительный этап: извлечение
Извлечение оборудования происходит по следующей схеме:
— открыть электроклапаны ЭКС;
— подъемом колонны НКТ плавно увеличить ее натяжение до срыва пакеров, характеризующегося падением показаний веса колонны на индикаторе до собственного;
— по истечении 5–30 минут после снятия можно производить подъем компоновки.
Скважинная компоновка СК-ОРЗ-И дает ряд преимуществ, позволяя: обеспечить закачку воды в несколько пластов, неоднородных по проницаемости; вести мониторинг и управление параметрами закачки в режиме онлайн; равномерно заводнить нефтеносные залежи; исключить прорывы воды по высокопроницаемым пластам к забоям добывающих скважин, обеспечив тем самым высокий коэффициент вытеснения нефти. Кроме того, такая компоновка дает возможность исключить человека (оператора), для повышения эффективности и предотвращения нештатных ситуаций, а также делает производство более гибким, конкурентоспособным, а значит, более прибыльным.
Источник
