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

Установки одновременно-раздельной добычи для скважин малого диаметра

В связи с ростом числа скважин малого диаметра (СМД) в ПАО «Татнефть» и необходимостью снижения стоимости их эксплуатации перед институтом «ТатНИПИнефть» была поставлена задача по созданию специального оборудования для одновременнораздельной эксплуатации нескольких объектов разработки (ОРЭ) для диаметров ЭК 114 и 102 мм. Были разработаны и внедрены компоновки ОРД с системой постоянного мониторинга (СПМ.АС.«Модуль-Мини»), с полированными втулками и манжетами, а также беструбные компоновки. В предлагаемой Вашему вниманию статье приводятся технические особенности перечисленных компоновок, а также проанализирован опыт их внедрения и эксплуатации.

Разработка установок для ОРЭ в ПАО «Татнефть» была возобновлена в 2003 году, внедрение начато с 2005 года. За это время были разработаны и внедрены установки категории ОРЭ для одновременно-раздельной добычи (ОРД), одновременно-раздельной закачки (ОРЗ); одновременно-раздельной добычи и закачки (ОРДиЗ) и внутрискважинной перекачки (ВСП). Всего были разработаны установки для ОРЭ 21 вида и получено более 40 патентов по данному направлению.

25.09.2017 Инженерная практика №06/2017
Кадыров Альберт Хамзеевич Заведующий лабораторией отдела эксплуатации и ремонта скважин (ЭРС) института «ТатНИПИнефть», к.т.н.
Глуходед Александр Владимирович Заведующий сектором эксплуатации скважин отдела эксплуатации и ремонта скважин института «ТатНИПИнефть»

РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ ОРЭ

Рис. 1. Фонд скважин с установками ОРЭ в ПАО «Татнефть», 2015-2016 гг.
Рис. 1. Фонд скважин с установками ОРЭ в ПАО «Татнефть», 2015-2016 гг.

По состоянию на 1 декабря 2016 года установками ОРЭ было оборудовано 1779 скважин ПАО «Татнефть» (рис. 1, 2). Более половины скважин фонда ОРД и ОРДиЗ эксплуатируются однолифтовыми установками с одной насосной установкой (51%). Второе и третье места по распространенности занимают компоновки для ОРД типа ЭЦН-ШГН со смешением продукции (15%) и двухлифтовые компоновки с эксплуатационной колонной (ЭК) диаметром 168 мм (12%).

Рис. 2. Виды установок для ОРД
Рис. 2. Виды установок для ОРД

Суммарный дополнительный объем добычи нефти за счет внедрения оборудования для ОРЭ по состоянию на 1 декабря 2016 года в ПАО «Татнефть» достиг 12132,6 тыс. т, средний прирост дебита нефти на одну скважину составил 4,32 т/сут.

Установки для ОРЗ внедрены на 749 скважинах, общий объем закачки воды по подключенным пластам составил 91,03 млн м3, суммарная дополнительная добыча нефти по реагирующим добывающим скважинам на момент подготовки материала достигла 2278,8 тыс. т.

Установками для ВСП оборудованы 36 скважин, общий объем закачки составил 1691,7 тыс. м3, суммарная дополнительная добыча нефти по реагирующим добывающим скважинам – 131,9 тыс. т. (рис. 2, 3).

Рис. 3. Виды установок для ОРЗ и ВСП
Рис. 3. Виды установок для ОРЗ и ВСП

За последнее время в ПАО «Татнефть» существенно вырос фонд СМД с ЭК диаметром 114 и 102 мм. Многие СМД расположены на окраинах месторождений и характеризуются малым дебитом жидкости. Эти скважины были пробурены в рамках проекта по уплотнению сетки скважин на участках довыработки запасов, где бурение и эксплуатация стандартных скважин оказались бы нерентабельными. Уже в начале реализации проекта мы столкнулись с проблемой, связанной с отсутствием установок ОРД для СМД. Кроме того, для таких скважин не было пакерного оборудования и систем мониторинга.

СХЕМА И ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ УСТАНОВКИ ОРД ДЛЯ СМД

Таблица 1. Параметры работы установки ОРД в СМД НГДУ «Прикамнефть»
Таблица 1. Параметры работы установки ОРД в СМД НГДУ «Прикамнефть»

Принципиальная схема установки ОРЭ для СМД включает в себя пакер, насос и блок для постоянного мониторинга СПМ.АС.«Модуль-Мини» разработки и производства ООО «НПТ АлойлСервис», позволяющий отслеживать уровень давления в подпакерной и надпакерной зонах (рис. 4, табл. 1).

Рис. 4. Схема установки ОРД для СМД
Рис. 4. Схема установки ОРД для СМД

Наглядно работу установки ОРД в СМД НГДУ «Прикамнефть» до и после переподгонки демонстрирует динамограмма (рис. 5).

Рис. 5. Динамограмма работы установки ОРД в СМД НГДУ «Прикамнефть» до и после переподгонки
Рис. 5. Динамограмма работы установки ОРД в СМД НГДУ «Прикамнефть» до и после переподгонки

В связи с тем, что дебит жидкости СМД низкий, при работе установки отсекается нижний пласт пакера и перепады давления достигают 8 МПа, что заметно сказывается на работе манометра (рис. 6). Сначала мы планировали погасить перепады давления путем создания газовой шапки в подпакерной зоне, но позднее нам удалось компенсировать их с помощью применения определенных режимов работы оборудования и мы отказались от первоначальной идеи.

Рис. 6. Показания давлений по объектам, снятые прибором ГИК СПМ.АС.«Модуль-Мини» в СМД НГДУ «Прикамнефть»
Рис. 6. Показания давлений по объектам, снятые прибором ГИК СПМ.АС.«Модуль-Мини» в СМД НГДУ «Прикамнефть»

Посекундно отслеживая падение давления, можно определить, какая длина насоса приходится на работу нижнего пласта. Также можно произвести расчет площади насоса, длины хода и коэффициента подачи насоса, определить с помощью глубинных исследовательских комплексов (ГИК) объем добычи из верхнего и нижнего пластов (рис. 7, 8).

Рис. 7. Показания ГИК и динамограмма работы установки ОРД в СМД НГДУ «Прикамнефть»
Рис. 7. Показания ГИК и динамограмма работы установки ОРД в СМД НГДУ «Прикамнефть»
Рис. 8. Показания ГИК установки ОРД в СМД НГДУ «Прикамнефть»Рис. 8. Показания ГИК установки ОРД в СМД НГДУ «Прикамнефть»
Рис. 8. Показания ГИК установки ОРД в СМД НГДУ «Прикамнефть»

Для определения содержания воды в каждом из пластов в ПАО «Татнефть» используется запатентованная технология, разработанная Казанским федеральным университетом (КФУ). В ее основе лежит анализ химического состава воды. Также данная технология может применяться для определения обводненности нефти, добываемой из каждого пласта.

Рис. 9. Конструкция скважины с полированными втулками
Рис. 9. Конструкция скважины с полированными втулками

УСТАНОВКИ ОРД С ПОЛИРОВАННЫМИ ВТУЛКАМИ И МАНЖЕТАМИ

При разработке установок ОРД для СМД мы столкнулись с отсутствием надежных и недорогих пакерных элементов. Решить эту проблему удалось путем установки полированных втулок между продуктивными интервалами и выше них при строительстве скважины. Это позволило при помощи спуска колонны НКТ или хвостовиков с ниппелями отключать или подключать вскрытые перфорацией продуктивные горизонты (рис. 9). Кроме схем ОРД такая конструкция применяется при прогнозировании ремонтных работ, а также в случаях, когда необходимо отсечь обводненный пласт для его обработки. Диаметр полированной втулки для ЭК диаметром 114 мм составляет 90 мм, а для ЭК-102 – 80 мм.

Сначала пакеры с полированными втулками использовались в составе однолифтовых установок ОРД для СМД, затем мы приступили к разработке таких установок с раздельным подъемом по ЭК, из конструкции которых для уменьшения расходов были исключены НКТ (рис. 10). При этом у нас возникла потребность во втором пакере, через который можно было бы пропустить концентричную трубу.

Рис. 10. Установки для ОРД с полированными втулками и манжетами
Рис. 10. Установки для ОРД с полированными втулками и манжетами

Стандартные пакеры для этой цели не подходили, поскольку их внутренний диаметр составлял минимум 36 мм, и их использование привело бы к резкому уменьшению диаметра проходного канала пакера. Поэтому в одном случае в качестве верхнего пакера мы использовали полированную втулку, в другом – самоуплотняющуюся манжету, которая позволила увеличить проходной канал пакера.

Проходной диаметр манжетного узла герметизации для ЭК диаметром 114 мм составил 58 мм, для ЭК-102 – 56 мм. В качестве нижнего пакера в данной компоновке можно использовать полированную втулку или любой пакер, подходящий под ЭК диаметром 102 или 114 мм.

Пакерные элементы перед спуском компоновки в скважину опрессовывались. В составе данной компоновки предусмотрены три самоуплотняющихся манжеты, при этом используется только одна из них (рис. 11). В НГДУ «Ямашнефть» ПАО «Татнефть» были внедрены три компоновки для ОРЭ для СМД с подъемом продукции по ЭК, по состоянию на декабрь 2016 года все они исправно работали.

Рис. 11. Технологическая схема компоновки ОРД с подъемом по ЭК для СМД НГДУ «Ямашнефть»
Рис. 11. Технологическая схема компоновки ОРД с подъемом по ЭК для СМД НГДУ «Ямашнефть»
Рис. 12. Беструбная эксплуатация в СМДРис. 12. Беструбная эксплуатация в СМД
Рис. 12. Беструбная эксплуатация в СМД

БЕСТРУБНЫЕ КОМПОНОВКИ

Еще один способ снижения стоимости эксплуатации СМД в ПАО «Татнефть» заключается во внедрении беструбных компоновок. Первоначально в составе такой компоновки планировалось использовать трубный насос, присоединив его к ниппелю, однако, вследствие низких пластовых давлений в СМД, это привело бы к высоким нагрузкам при срыве. Чтобы избежать этого, мы решили использовать в составе компоновки вставной насос (рис. 12).

Особенность данной установки заключается в возможности, не поднимая и не отрывая основной ниппель, приподнять насос из соединения замковой опоры, отсоединить его и соединить верхнюю часть насоса с затрубным пространством. При этом появляется возможность сразу подключить верхний объект, забойное давление снижается до уровня пластового давления и осуществляется замер последнего.

ВЫВОДЫ

Каждая из компоновок ОРЭ, разработанная институтом «ТатНИПИнефть», представляет собой продолжение предыдущей. Опыт, полученный в результате разработки и внедрения этих компоновок, позволяет использовать их узлы как «кубики конструктора». К примеру, уменьшив габариты насоса при разработке компоновки ОРД для СМД, мы также уменьшаем габариты разделительного поршня путем установки внутрь него специального клапана и т.д.

Доскональное знание принципов работы установок ОРЭ, налаженное взаимодействие между исполнителем и основным заказчиком позволяют производить сборку и внедрение различных видов компоновок ОРЭ.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Альберт Хамзеевич, Вы отметили, что перепады давления при работе компоновки ОРЭ для СМД вам удалось снизить путем применения «определенных режимов работы оборудования». Не могли бы Вы уточнить, какие именно режимы были использованы?
Альберт Кадыров: Чтобы компенсировать перепад давления, мы уменьшили и отрегулировали отбор продукции.
Вопрос: Рассматривали ли вы возможность применения в СМД немеханических методов добычи?
А.К.: Нет, применение таких способов мы не рассматривали.
Вопрос: Когда началось внедрение компоновок ОРЭ для скважин с ЭК диаметром 102 мм и на скольких СДМ ПАО «Татнефть» уже внедрены такие компоновки?
А.К.: Внедрение началось в 2016 году, по состоянию на декабрь 2016 года были внедрены около 50 таких компоновок.
Вопрос: Не возникало ли у вас проблем с извлечением ниппелей после определенного периода эксплуатации установок ОРЭ с полированными втулками в СМД?
А.К.: Благодаря более чем 15-летнему опыт внедрения компоновок с полированными втулками и ниппелями механизм извлечения ниппеля у нас отработан и проблем с ним не возникает.
Комментарии

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

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Внедрение технологии одновременно-раздельной закачки на скважинах с эксплуатационными колоннами малого диаметра
Опыт применения гибких армированных труб высокого давления для реконструкции и ремонта трубопроводов
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

Мероприятие перенесено на 16-18 апреля 2018 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.
Общая информация Планируется
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — февраль 2018
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

12 – 16 февраля 2018 г, г. Пермь
ООО «Инженерная практика» от имени журнала «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 (отель «Урал») в рамках авторского курса С. Балянова.