Опыт применения альтернативных технологий эксплуатации малодебитного фонда скважин в ООО «РН-Юганскнефтегаз»

В настоящее время в результате ввода новых скважин (ВНС) в зонах расположения пластов с низкими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) и краевых зонах постоянно увеличивается малодебитный фонд скважин, для эксплуатации которых необходимо применять специальное оборудование. Наряду с этим отмечается нехватка надежных малопроизводительных установок (как штанговых, так и центробежных насосов), способных работать в осложненных условиях в постоянном режиме при дебитах жидкости 35 м³/сут и меньше. В этой связи малодебитные скважины приходится спускать высокопроизводительное погружное оборудование, что приводит к росту фонда скважин, эксплуатируемых в периодическом режиме.

Начиная с 2015 года на малодебитном фонде скважин ООО «РН-Юганскнефтегаз» проводятся опытно-промысловые испытания (ОПИ) насосных установок различных видов и типоразмеров, в том числе винтовых насосов (УВН), низкопроизводительных УЭЦН, штанговых глубинных насосов с наземным приводом (УШГН), погружных УЭЦН с расширенным диапазоном подач, плунжерных насосов с линейным приводом и вихревых насосов. Результаты проведенных ОПИ приведены в предлагаемой Вашему вниманию статье.

31.10.2017 Инженерная практика №09/2017

Бикаев Ильнар Илшатович Главный специалист Отдела по работе с малодебитным фондом скважин ООО «РН-Юганскнефтегаз»

Технологии, которые могут применяться для эксплуатации малодебитного фонда скважин ООО «РН-Юганскнефтегаз», условно разделены на пять блоков и включают винтовые насосы, низкопроизводительные УЭЦН, штанговые глубинные насосы с наземным приводом, погружные УЭЦН с расширенным диапазоном подач, плунжерные насосы с линейным приводом и вихревые насосы (рис. 1).

ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ ВИНТОВЫХ НАСОСОВ

Винтовые насосы могут использоваться в скважинах с дебитом 15 м³/сут и ниже, однако эластомеры, которыми они комплектуются, зачастую не подходят для условий эксплуатации в скважинах ООО «РН-Юганскнефтегаз».

По итогам проведенных испытаний винтовых насосов разных компаний-производителей успешными были признаны только одни ОПИ – винтового насоса серии ЭОВНБК5 производительностью 6 и 20 м³/сут производства ООО «ПК «Борец». В настоящий момент продолжается тиражирование данного оборудования: в 2015 и 2016 годы были внедрены по 50 комплектов ЭЦН, еще 12 комплектов планируется внедрить в 2017 году.

С отрицательным результатом завершились ОПИ винтового насоса УЭВН производства ООО «ЭЛКАМ», насосов LIFTEQ (Baker Hughes), KUDU («Шлюмберже») и винтового насоса серии УОРН92-10 (АО «Новомет-Пермь»). В первых двух случаях оборудование не прошло испытания по причине конструктивного недостатка (несовершенство эластомера), которое делает его эксплуатацию невозможной в условиях малодебитного фонда ООО «РН-Юганскнефтегаз». В свою очередь, внедрение насоса KUDU было признано экономически нецелесообразным в связи с его высокой стоимостью. Проект внедрения винтового насоса серии УОРН92-10 отклонен по причине отсутствия целевого фонда (вязкость – 5 сСт, КВЧ не более 200 мг/л, обводненность не более 40%).

Среди текущих проектов следует назвать ОПИ винтового насоса серии ЭОВНБК5 (ООО «ПК «Борец») производительностью 20 м³/сут с эластомером специального исполнения, рассчитанным на эксплуатацию в скважинах с температурой пластовой жидкости до 120°С.

ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ НИЗКОДЕБИТНЫХ УЭЦН

Низкодебитные УЭЦН также могут применяться в скважинах с дебитом 15 м³/сут и ниже. Из очевидных недостатков данных установок стоит назвать, прежде всего, отсутствие асинхронных ПЭД, рассчитанных на работу с указанной производительностью без перегрева, а также высокие риски засорения рабочих органов насоса мехпримесями и низкий КПД оборудования.

Для проведения ОПИ на фонде ООО «РН-Юганскнефтегаз» были выбраны низкодебитные УЭЦН российского производства. Из них к внедрению были рекомендованы следующие типоразмеры установок:

• УЭЦНО5-20 с открытой ступенью производства АО «Новомет-Пермь»: в 2015 году внедрено 24 комплекта оборудования, в 2016 и 2017 годах по 50 и 20 соответственно;
• УЭЦНДП5-15(25-1.796)-2100 производства ООО «ПК «Борец»: в 2017 году по результатам тендерных процедур внедрено 10 комплектов оборудования;
• УЭЦН ЭЦНО5-25 производства ООО «ПК «Борец»: в 2017 году внедрено 20 комплектов;
• УЭЦНАКИ5-15И, 20И производства ОАО «АЛНАС» (ГК «Римера»): в 2017 году по результатам тендерных процедур внедрены 10 комплектов оборудования.

Испытания низкопроизводительных установок ЭЦНБКИ5-20И производства ПАО «БЭНЗ» и ВНН10Э,15Э,20Э производства АО «Новомет-Пермь» завершились с отрицательным результатом. В первом случае ОПИ были прекращены по причине низкой наработки УЭЦН (131 сут), во втором – отклонены вследствие отсутствия у завода-изготовителя возможности предоставить на испытания УЭЦН в исполнении Н2-ЛЧ.

ТЕКУЩИЕ ОПИ НИЗКОДЕБИТНЫХ УЭЦН

Также в настоящее время проводятся испытания низкопроизводительных УЭЦН LX200 (ООО «Лекс»), УЭЦНР-25 (ООО «РЭПН») и УЭЦНАКИ-20 с расширенными проточными каналами (ОАО «АЛНАС»).

Ключевые показатели эффективности ОПИ установок LX200 включают возможность устойчивой работы оборудования в диапазоне подач 8-40 м³/сут при добыче жидкости с содержанием механических примесей до 2 г/л, а также снижение удельного расхода электроэнергии на 20% (рис. 2).

В скважину был спущен один из двух комплектов оборудования. После 22 суток работы произошел отказ по причине заклинивания УЭЦН. Как показали результаты разбора, клин произошел в результате организационных ошибок, допущенных обслуживающим персоналом ЦДНГ и сервисного предприятия (ЭПУ), следовательно, претензий к самому оборудованию или заводу-изготовителю у нас нет. После прохождения ревизии установка будет предоставлена нам для проведения повторных испытаний.

В задачи ОПИ УЭЦНР-25 производства ООО «РЭПН» входит возможность устойчивой работы установок в диапазоне подач 17-35 м³/сут при добыче жидкости с содержанием механических примесей до 500 мг/л. Для проведения испытаний были поставлены четыре комплекта оборудования. В настоящий момент ОПИ начаты, ведется мониторинг работы насосов (рис. 3).

И третий проект – это испытания низкодебитных УЭЦНАКИ-20 с расширенными проточными каналами производства ОАО «АЛНАС». В КПЭ проекта входит возможность устойчивой работы оборудования в диапазоне подач 15-26 м3/сут при добыче жидкости с содержанием механических примесей до 500 мг/л для насосов плавающего типа и до 1000 мг/л – для насосов компрессионного типа (рис. 4). Поставка пяти комплектов оборудования запланирована на август 2017 года.

ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ ШТАНГОВЫХ ГЛУБИННЫХ НАСОСОВ

Штанговые глубинные насосы могут использоваться для эксплуатации скважин с дебитом 15 м³/сут и ниже. Среди недостатков стоит назвать высокую стоимость оборудования и наличие громоздкого наземного привода, которым комплектуются установки этого типа. К моменту написания настоящей статьи мы провели ОПИ только одного наземного привода грузоподъемностью до 20 т производства ООО «НПП ПСМ-Импэкс» с высокопрочными штангами ООО «ЭЛКАМ».

С технической точки зрения нареканий данное оборудование не вызвало, однако его эксплуатация на фонде ООО «РН-Юганскнефтегаз» признана экономически нецелесообразной в связи с высокой стоимостью.

ОПИ ПЛУНЖЕРНЫХ НАСОСОВ С ЛИНЕЙНЫМ ПРИВОДОМ

Плунжерный насос с линейным приводом может эксплуатироваться в скважинах с дебитом 15 м³/сут и ниже. Данный вид оборудования характеризуется сложностью конструкции: на сегодняшний день действующего прототипа не существует, ведутся его заводские испытания. В частности, начаты ОПИ доработанной конструкции УЭПН13,8-2500-1 производства ООО «Триол-Нефть», продолжаются лабораторные испытания линейного погружного привода производства ООО «ПК «Борец». После завершения работ оборудование будет поставлено заводами-изготовителями для проведения ОПИ на фонде ООО «РНßЮганскнефтегаз».

ОПИ ПОГРУЖНЫХ ВИХРЕВЫХ НАСОСОВ

На данный момент в стадии рассмотрения находится возможность проведения ОПИ установок погружных вихревых насосов для малодебитных скважин (УВНМ) производства ООО «НПО «Эталон». На момент подготовки статьи завод-изготовитель готовил соответствующее коммерческое предложение.

Применительно к данным установкам стоит отметить, что они могут работать с широким диапазоном подач (20-60 м³/сут) и отличаются сравнительно небольшой длиной. Среди недостатков – высокая стоимость оборудования.

ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ ПОГРУЖНЫХ УЭЦН С РАСШИРЕННЫМ ДИАПАЗОНОМ ПОДАЧ

Не первый год мы проводим испытания погружных УЭЦН с расширенным диапазоном подач производства как отечественных, так и зарубежных заводов-изготовителей. Данные установки предназначены для эксплуатации вводимых из бурения новых скважин, характеризующихся высокими темпами падения дебитов, однако также отличаются высокой стоимостью.

К настоящему времени успешно завершены ОПИ следующих установок:

• ЭЦН REDA D1050N (ARZ, Ni-Resist) производства Schlumberger-REDA с диапазоном подач 40-220 м³/сут: за 2015-2017 годы внедрены в общей сложности 56 комплектов оборудования;
• ЭЦН серии Centurion SSP 400X10 с рабочими ступенями типа Х производства Centrilift («Бейкер Хьюз») с диапазоном подач 51-157 м³/сут;
• ЭЦН серий Centurion 400P3SSD и 400G4SXD с диапазоном подач от 16 до 66 м³/сут: установки внедрены на прокатном фонде компании «Бейкер Хьюз».

В период с 2014 по 2016 год на месторождениях ООО «РН-Юганскнефтегаз» в рамках утвержденной программы проходили опытно-промышленные испытания ЭЦН WR2, изготовленные по инновационной МИМ-технологии (Metal Injection Molding) производства ООО «ПК «Борец».

На ОПИ были поставлены три комплекта ЭЦН WR290-300-2300-6 и один комплект ЭЦН WR2-338-40-160-2500-6. Выполнены шесть монтажей (два из них – повторный спуск после ревизии оборудования).

В процессе ОПИ выявлены конструктивные особенности/недостатки (требуется доработка), однако за время ОПИ были продемонстрированы следующие особенности:

• достижение технологического потенциала составило 95%;
• в ряде случаев имели место отказы по причине «необеспеченный приток»;
• отклонения от минимальных значений по расходу жидкости были значительно меньше допустимых минимальных рабочих значений подач.

На данный момент ОПИ приостановлены, ввиду конструктивных недостатков. По результатам доработки конструкции ОПИ планируется к продолжению.

Неудачей также завершились ОПИ ЭЦН новой серии FLEX3.2 с диапазоном подач 6-66 м³/сут производства Baker Hughes по причине низких наработок оборудования (до 180 суток).

ТЕКУЩИЕ ОПИ ШИРОКОДИАПАЗОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

На сегодняшний день в ООО «РН-Юганскнефтегаз» продолжаются ОПИ широкодиапазонных УЭЦН производства General Electric и авиатехнического предприятия АО «Лепсе», действующего через своего эксклюзивного дистрибьютора ООО «Лекс».

Ключевые показатели эффективности ОПИ широкодиапазонных УЭЦН TD-1000-2350 (General Electric) включают возможность устойчивой работы оборудования в диапазоне подач 40-176 м³/сут при добыче жидкости с содержанием механических примесей до 1000 мг/л. Два из пяти комплектов УЭЦН находятся в работе, три других были остановлены и демонтированы: два по причине нарушения изоляции (R-0), один – по причине «Отсутствие притока» и нецелесообразности эксплуатации в режиме АПВ (рис. 5).

В КПЭ проекта ОПИ широкодиапазонных УЭЦН, поставленных ООО «Лекс», входит возможность устойчивой работы в диапазоне подач 20-90 м3/сут для LX500 и 45-110 м³/сут – для LX600 при добыче жидкости с содержанием механических примесей до 2 г/л (рис. 6). Снижение удельного расхода электроэнергии для LX500 составляет 10%, для LX600 – 20%. Всего планируется провести ОПИ двух комплектов оборудования – по одной LX500 и LX600.

Установка LX500 уже поставлена заводом-изготовителем и в апреле 2017 года была спущена в скважину. На четвертые сутки эксплуатации произошел отказ по причине R-0. Предположительно, при эксплуатации оборудования в застойной зоне произошел износ и слом вала гидрозащиты.

Что касается установки LX600, то сейчас мы ведем подбор скважины-кандидата для проведения ОПИ.