Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Новое оборудование для ОРДиЗ, ОРД и ОРЗ, разработанное ООО ПКТБ «Техпроект»

C 2005 года ООО ПКТБ «Техпроект» занимается разработкой, организацией изготовления и внедрением оборудования для одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) многопластовых объектов. В рамках данного направления специалистами предприятия был спроектирован ряд компоновок, в том числе и рассматриваемые в статье компоновки для одновременно-раздельной добычи и закачки (ОРДиЗ), одновременно-раздельной добычи (ОРД) и одновременно-раздельной закачки (ОРЗ).

Оборудование ОРДиЗ, разработанное ООО ПКТБ «Техпроект», позволяет добывать нефть из не вовлеченных в разработку пластов в нагнетательных скважинах с сохранением закачки или осуществлять закачку в заводняемые пласты добывающих скважин c сохранением добычи. Исполнение оборудования позволяет проводить различные технологические операции и осуществлять контроль параметров добычи и закачки.

Компоновки для ОРД унифицированы для работы с любыми видами насосных установок, оснащены погружным переключателем потоков («MIXER для ОРД») и позволяют эксплуатировать скважины в режимах одновременного отбора жидкости из двух объектов и раздельно-поочередной эксплуатации. Конструкция обеспечивает возможность исследования каждого из объектов после вывода его на установившийся режим, позволяя следить за параметрами и изменять их в процессе работы скважины в режиме реального времени.

Наконец, оборудование для ОРЗ с делителем потоков («DIVIDER для ОРЗ») отличается компактностью и низкой металлоемкостью, дает возможность регулировать и измерять параметры закачки в режиме реального времени, включая удаленный контроль.

11.09.2017 Инженерная практика №05/2017
Пепеляев Дмитрий Валерьевич Ведущий специалист ВСиР ООО ПКТБ «Техпроект»
Стефонович Юрий Николаевич Заместитель директора по внедрению оборудования ООО ПКТБ «Техпроект»
Коробков Михаил Леонидович Ведущий инженер-конструктор ООО ПКТБ «Техпроект»
Недопекин Сергей Михайлович Ведущий инженер-конструктор ООО ПКТБ «Техпроект»

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОРДИЗ

Суть технологии ОРДиЗ заключается в организации двух коаксиальных лифтов (каналов), по одному из которых производится подъем жидкости из продуктивного объекта, а по второму – ведется закачка рабочего агента с устья скважины в заводняемый пласт.

Компоновки ОРДиЗ могут применяться в нагнетательных скважинах фонда системы поддержания пластового давления (ППД) для организации добычи нефти из не вовлеченных в разработку нефтеносных пластов при сохранении закачки. Технологию также можно использовать в скважинах добывающего фонда для организации дополнительной закачки в другой объект при сохранении текущего уровня добычи.

ООО ПКТБ «Техпроект» предлагает три вида систем ОРДиЗ. Первый из них – однопакерная компоновка ШГН с коаксиальными (концентрическими) лифтами для добычи из верхнего пласта и закачки в нижний (рис. 1).

Рис. 1. Схема устьевого и глубинного оборудования ОРДиЗ ШГН с коаксиальным лифтами для добычи из верхнего пласта и закачки в нижний
Рис. 1. Схема устьевого и глубинного оборудования ОРДиЗ ШГН с коаксиальным лифтами для добычи из верхнего пласта и закачки в нижний

При работе данной установки продуктивный и заводняемый пласты разделяются пакером, добыча жидкости из верхнего продуктивного пласта ведется с помощью ШГН по колонне НКТ меньшего диаметра. Жидкость с устья скважины закачивается в подпакерное пространство по кольцевому зазору между колоннами НКТ большего и меньшего диаметра. В компоновке возможно применение коаксиальных колонн НКТ диаметром 48/89 или 60/102 мм. Устьевая арматура, специально разработанная для этого оборудования, обеспечивает разделение потоков отбираемой и закачиваемой жидкости, возможность проведения необходимых замеров и, соответственно, контроля параметров добычи и закачки.

В состав компоновки включен отсечной клапан, который в случае разгерметизации внутреннего лифта и роста давления в линии добычи выше величины, предельно допустимой для работы сальника и запорной арматуры выкидного коллектора, перекрывает поток жидкости, поступающий из линии закачки, что повышает безопасность компоновки при ее эксплуатации. Глубина спуска ШГН при использовании компоновки не должна превышать 1500 м, вязкость жидкости – 50 мПа·с, дебит жидкости – 30 м3/сут, темп набора кривизны – 4 градуса на 10 м. Компоновку можно использовать в ЭК с диаметром от 146 мм.

Второй вариант предлагаемого оборудования для ОРДиЗ представляет собой двухпакерную компоновку ШГН с коаксиальным лифтами (рис. 2). Она предназначена для добычи из нижнего пласта и закачки в верхний. Устьевое оборудование и критерии применимости для данной компоновки идентичны однопакерному варианту оборудования ОРДиЗ с УШГН.

Рис. 2. Схема устьевого и глубинного оборудования ОРДиЗ ШГН с коаксиальным лифтами для добычи из нижнего пласта и закачки в верхний
Рис. 2. Схема устьевого и глубинного оборудования ОРДиЗ ШГН с коаксиальным лифтами для добычи из нижнего пласта и закачки в верхний

Третий вид оборудования для ОРДиЗ – двухпакерная компоновка с УЭЦН, которая предназначена для отбора жидкости из нижнего продуктивного объекта по внутренней трубе электроцентробежным насосом и закачки с устья по наружной трубе рабочего агента в верхний пласт (рис. 3).

Рис. 3. Схема устьевого и глубинного оборудования ОРДиЗ ЭЦН с коаксиальным лифтами для добычи из нижнего пласта и закачки в верхний
Рис. 3. Схема устьевого и глубинного оборудования ОРДиЗ ЭЦН с коаксиальным лифтами для добычи из нижнего пласта и закачки в верхний

В данном варианте, как и в варианте со штанговым насосом, используется пакерно-якорное оборудование производства ООО НПФ «Пакер», однако, поскольку насос располагается в подпакерной зоне, применяемые пакеры оснащены кабельными вводами. Эксплуатация компоновки возможна в случае, если глубина спуска насоса не превышает 3000 м, вязкость добываемой жидкости – 50 мПа·с, дебит жидкости продуктивного объекта – 250 м3/сут. Минимальный диаметр ЭК, необходимый для монтажа данного оборудования, составляет 146 мм.

Устьевое оборудование для варианта с УЭЦН частично отличается от применяемого в компоновках с УШГН. Однако в настоящий момент в соответствии с техническим заданием Заказчика ООО ПКТБ «Техпроект» приступило к разработке универсальной арматуры, которая в дальнейшем сможет использоваться в составе установок ОРДиЗ как с ШГН, так и с ЭЦН. Оборудование ОРДиЗ успешно внедрено в ОАО «Удмуртнефть», на отдельных скважинах нагнетательного фонда получен прирост дебита нефти до 12 т/сут.

Данные компоновки можно использовать в скважинах с осложненными условиями эксплуатации.

Так, конструкция компоновок ОРДиЗ с УШГН предусматривает возможность удаления свободного газа с пробковой структурой через затрубное пространство, пузырьковая фаза при этом частично сепарируется на приеме насоса. Для предупреждения образования АСПО применяется подача реагента через затрубное пространство на прием штангового глубинного насоса. Наконец, для удаления АСПО во всех компоновках можно использовать подачу теплоносителя в кольцевой зазор между НКТ для энергоэффективного прогрева внутреннего лифта с последующей его закачкой в поглощающий пласт.

Таким образом, конструкция компоновки для ОРДиЗ обеспечивает возможность контроля всех параметров добычи и закачки, а специальное исполнение устьевого и глубинного оборудования позволяет проводить различные технологические операции.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОРД С ПОГРУЖНЫМ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕМ ПОТОКОВ

При разработке оборудования для ОРД специалисты ООО ПКТБ «Техпроект» пошли по пути унификации и создали универсальную компоновку, которая может применяться совместно с любым видом насосных установок (УЭЦН, УШГН, УЭВН, УШВН).

В этой компоновке используется погружной переключатель потоков, который получил фирменное название «MIXER для ОРД». В одном из вариантов компоновки для ОРД используется УШГН, при этом переключатель потоков монтируется между насосным и пакерным оборудованием, отбор жидкости из двух объектов производится по одному лифту (рис. 4).

Рис. 4. Схема устьевого и глубинного оборудования с устройством «MIXER для ОРД» и УШГН
Рис. 4. Схема устьевого и глубинного оборудования с устройством «MIXER для ОРД» и УШГН

Основные комплектующие данной установки представлены стандартным насосным, пакерным и устьевым оборудованием. Управление погружным переключателем потоков осуществляется посредством геофизического кабеля через специальную станцию управления (СУ), расположенную на устье скважины.

Вариант, при котором в составе компоновки ОРД используется УЭЦН (рис. 5), отличается более сложной конструкцией, наличием кожуха ПЭД, а также стыковочного узла. Монтаж такой компоновки производится за две спускоподъемные операции (СПО).

Рис. 5. Схема устьевого и глубинного оборудования с устройством «MIXER для ОРД» и УЭЦН
Рис. 5. Схема устьевого и глубинного оборудования с устройством «MIXER для ОРД» и УЭЦН

Компоновка ОРД может работать в двух режимах: одновременного отбора и раздельно-поочередной эксплуатации. В первом режиме жидкость обоих объектов одновременно через внутренние каналы переключателя потоков поступает на вход насосной установки (рис. 6а).

Рис. 6. Режим работы оборудования: а – одновременный отбор жидкости из двух объектов, б – замер дебита и отбор проб верхнего объекта, в – замер дебита и отбор проб нижнего объекта
Рис. 6. Режим работы оборудования: а – одновременный отбор жидкости из двух объектов, б – замер дебита и отбор проб верхнего объекта, в – замер дебита и отбор проб нижнего объекта

Если при работе оборудования в режиме одновременного отбора жидкости из двух объектов возникает необходимость создать индивидуальное забойное давление на каждый из объектов, проводится штуцирование одного из объектов.

Работа в этом режиме также позволяет производить замер дебита, отбор проб жидкости верхнего и нижнего объектов. Для этого на СУ подается сигнал, который по геофизическому кабелю проходит на исполнительный механизм переключателя потоков, в результате чего от приема насоса отсекается один из пластов. После этого подбираются параметры насосной установки, исследуемый объект выводится на установившийся режим (по второму объекту при этом автоматически строится КВД) и производится замер дебита и отбор проб на устье скважины (рис. 6б, 6в).

Рис. 7. Режим раздельно-поочередной эксплуатации
Рис. 7. Режим раздельно-поочередной эксплуатации

При использовании режима раздельно-поочередной эксплуатации отбор жидкости производится поочередно из верхнего и нижнего объектов (рис. 7). В этом случае можно задавать либо время эксплуатации каждого из объектов, либо минимальную величину забойного давления, при которой будет происходить переключение между объектами. При работе оборудования в данном режиме осуществляется форсированный отбор жидкости каждого из объектов, в результате происходит циклическое изменение их забойного давления (рис. 8).

Рис. 8. Изменение давления в режиме раздельно-последовательной эксплуатации
Рис. 8. Изменение давления в режиме раздельно-последовательной эксплуатации

Испытания компоновки ОРД с погружным переключателем потоков проходили в ООО «ЛУКОЙЛПЕРМЬ». Первоначально оборудование эксплуатировалось по однолифтовой схеме в режиме одновременного отбора жидкости из двух объектов, но затем в соответствии с требованием заказчика было произведено его переключение в режим раздельно-поочередной эксплуатации.

Совместно с ЗАО «Предприятие В-1336» был реализован удаленный контроль с возможностью управления по спутниковому каналу связи (телеметрия) с выводом информации по web интерфейсу на сервер Заказчика (рис. 9). Это позволило контролировать параметры работы скважины и изменять их в режиме реального времени со стационарного рабочего места.

Рис. 9. Визуализация, автоматическое управление и учет параметров работы компоновки ОРД
Рис. 9. Визуализация, автоматическое управление и учет параметров работы компоновки ОРД
Рис. 10. Графическое отображение изменения дебита объектов и давления
Рис. 10. Графическое отображение изменения дебита объектов и давления

Учет дебита каждого из объектов производился при помощи двухканального счетчика количества жидкости (СКЖ) накопленным итогом. То есть в период, когда отбор жидкости производится из одного объекта, происходит накопление по одному каналу СКЖ, и наоборот – когда отбор осуществляется из другого объекта, происходит накопление по второму каналу СЖК (рис. 10). Также была реализована возможность автоматического подбора частоты привода насоса индивидуально для каждого объекта.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОРЗ

Конструктивные особенности разработанного оборудования для ОРД были использованы при проектировании оборудования для ОРЗ, в основе которого лежит специальный делитель потоков, получивший название «DIVIDER для ОРЗ» (рис. 11).

Рис. 11. Схема устьевого и глубинного оборудования с устройством «DIVIDER для ОРЗ»
Рис. 11. Схема устьевого и глубинного оборудования с устройством «DIVIDER для ОРЗ»

Среди особенностей компоновки можно назвать применение стандартного устьевого оборудования в его составе, низкую металлоемкость конструкции благодаря использованию одной НКТ, а также возможность контроля и управления параметрами закачки в режиме реального времени как с устья скважины, так и удаленно по беспроводным каналам связи. Кроме того, конструкция компоновки позволяет отказаться от глубинных расходомеров в пользу устьевых, что повышает ее надежность, а также от привлечения геофизической партии для регулирования параметров закачки.

В компоновке применяется двухпакерное оборудование производства ООО «НКМЗ-Групп», в состав которого входят два механических пакера, разъединитель колонны РКС и циркуляционный промывочный уплотнительный клапан КЦП (У). Верхний упорный механический пакер ПУ-М устанавливается с упором на нижний пакер. Посадка нижнего осевого механического пакера ПМ-Р происходит путем перемещения колонны НКТ вверх, а затем вниз (вращения НКТ не требуется). Циркуляционный клапан предназначен для герметичного разобщения концентрично расположенных колонн НКТ.

Рис. 12. Основы управления параметрами закачки в каждый пласт
Рис. 12. Основы управления параметрами закачки в каждый пласт

При работе компоновки ОРЗ закачка ведется с устья скважины по одному лифту в два объекта. Поток закачиваемой жидкости разделяется в оборудовании DIVIDER для ОРЗ. Управление расходами по объектам при работе оборудования подразумевает выбор объекта, для которого характерно большее давление закачки, в качестве основного (рис. 12). Параметры этого объекта регулируются на устье скважины, тогда как регулировка параметров второго объекта с меньшим давлением закачки производится путем штуцирования в делителе потоков.

Технология определения приемистости объекта с большим давлением закачки включает в себя следующие действия. Сначала по команде от станции управления (СУ) производится перекрытие канала делителя потоков, связывающего объект с меньшим давлением закачки и лифтовую трубу. Затем путем регулировки на устье достигается необходимая величина давления закачки для объекта с большим давлением и производится замер его приемистости устьевым расходомером. После этого открывают канал делителя, связывающий объект с меньшим давлением закачки и НКТ, регулировкой степени штуцирования потока добиваются достижения необходимых параметров для объекта с меньшим давлением закачки и с помощью устьевого расходомера определяется суммарный объем закачиваемой жидкости для обоих объектов. Приемистость объекта с меньшим давлением закачки определяют как разницу суммарной приемистости и приемистости объекта с большим давлением закачки. Давление закачки для каждого из объектов после делителя потоков контролируется манометрами и при необходимости может корректироваться, в том числе и автоматически.

Станция управления оборудования «DIVIDER для ОРЗ» обеспечивает прием информации от устьевого расходомера и глубинного делителя (положение золотника, показания манометров), а также передачу данной информации на удаленный пульт диспетчера.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Дмитрий Валерьевич, по мере закачки изменяется приемистость пластов. Эти изменения почти не поддаются прогнозированию, но могут быть настолько значительными, что меняют соотношение приемистости пластов. Учитывается ли это при работе оборудования ОРЗ?
Дмитрий Пепеляев: Да, это учитывается путем проведения исследований пластов с заданной периодичностью, которая прописывается в регламенте. Кроме того, в конструкции системы уже заложена возможность автоматического поддержания индивидуальных параметров закачки для каждого из объектов.
Вопрос: Есть ли у вас подобный опыт проведения исследований пластов?
Д.П.: Нет, поскольку оборудование для ОРЗ пока еще находится в разработке. Опытные образцы проходят тестирование на ресурс и коррозионно-износостойкость золотников и уплотнений.
Вопрос: Какая жидкость применялась для закачки при работе компоновок ОРДиЗ на скважинах ОАО «Удмуртнефть»? Д.П.: Во всех случаях используется вода из общей системы ППД, подтоварная или пресная.
Д.П.: Во всех случаях используется вода из общей системы ППД, подтоварная или пресная.
Вопрос: Кем осуществлялся контроль качества закачиваемой воды?
Д.П.: Это входило в зону ответственности заказчика.
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Методы увеличения ресурса работы УЭЦН на осложненном фонде скважин октябрьского района
Оборудование для ОРЭ и байпасные системы. Опыт эксплуатации
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №10/2017

Инженерная практика

Выпуск №10/2017

Промысловый трубопроводный транспорт
Актуализация нормативно-технической базы трубопроводного транспортаРезультаты испытаний новых марок сталей, защитных покрытий и химреагентовТрубопроводный транспорт высоковязкой нефтиОценка способов защиты стыков сварных соединенийДиагностика и эксплуатация неметаллических трубопроводных системОсобенности углекислотной коррозии и антикоррозионной защиты газопроводов
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Разработка месторождений
ОРЭ — 2017
Производственно-технический семинар-совещание

ОРЭ '2017. Практика применения технологий ОРД и ОРЗ, проектирования и интеллектуализации разработки многопластовых месторождений

19 декабря 2017 г., г. Москва
Обсуждение в кругу руководителей и специалистов в области разработки месторождении и эксплуатации механизированного фонда скважин результатов новых ОПИ и эксплуатации скважинных компоновок для ОРЭ, геофизического оборудования для раздельного учета и методик мониторинга параметров добычи, систем управления для ОРЭ и перспектив развития данного направления.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — ноябрь 2017
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

20-24 ноября 2017 г., г. Пермь
ООО «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Перми («АМАКС Премьер-отель») в рамках авторского курса С. Балянова.