Определение направления развития техники и технологии добычи нефти следует начинать с анализа текущей ситуации по внедрению новейших достижений и их эффективности, а также попытки классификации всей программы опытно-промышленных работ (ОПР) для выявления областей, требующих дополнительного внимания.

В предлагаемой вниманию читателей статье приводятся классификация ОПР в ПАО «ЛУКОЙЛ» по области применения, а также объемы проведенных ОПР и доля принятых по их результатам положительных решений.

09.07.2017 Инженерная практика №03/2017

Захаров Илья Владимирович Начальник отдела техники и технологии добычи нефти и газа Филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени, к.т.н.

Хасанов Ильнур Галимьянович Начальник отдела добычи нефти и газа ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь»

Развитие технологий добычи нефти зависит от качества и объема внедрения новейших достижений ТЭК в промышленное производство непосредственно на месторождении. Но перед внедрением необходимо испытать и доказать эффективность технологий на стадии выполнения опытно-промышленных работ (ОПР). Для этого Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени с 2013 года осуществляет сопровождение ОПР для ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» на всех этапах, а именно:

• собираются статистические данные, изучаются и анализируются проблемы;
• готовятся предложения по испытанию лучших образцов нового оборудования;
• составляются и выполняются программы скважинных работ, производится контроль и мониторинг испытаний;
• для технологичных ОПР разрабатываются временные методики, при необходимости производятся лабораторные исследования.

При составлении предложений по включению в программу ОПР в качестве исходных данных принимаются масштабы проблем, то есть подбираются темы, значимые для ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» и Компании в целом. На всех этапах защиты предложений по программе таким темам уделяется повышенное внимание, а именно: не допускается проведение испытаний одного и того же оборудования во всех НГДО, а также повторных испытаний в других регионах. Например, испытания, проведенные в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» с получением заключения по технологии, уже не будут проводиться в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь». В случае признания технологии неуспешной она бракуется по Компании и, наоборот, при получении положительных результатов переводится в промышленное внедрение по всей группе предприятий ПАО «ЛУКОЙЛ».

Для минимизации рисков дублирования тематик начиная с 2009 года собирается статистика по проведенным и проводимым ОПР. В настоящие время известны результаты по другим НГДО за 2009-2014 годы и программе на 2014-2016 годы. Интересными для нас представляются результаты испытаний следующих технологий:

• высокоэффективные сепараторы газа и механических примесей (десендеров) без привода от ПЭД для всех видов скважинных насосных установок (разработчик – ООО «ЦОНиК имени И.М. Губкина», производитель – ООО «ЭЛКАМ»). Использование десендеров позволит на 5-10% сократить число отказов глубинно-насосного оборудования, увеличить наработку на отказ;
• плунжерный насос c погружным приводом производства ООО «Центр-ИТ». Технология представляет собой плунжерную установку, состоящую из линейного двигателя и плунжерной пары. Установка может развивать напор до 2000-3000 м при дебитах жидкости до 30 м³/сутки. Применение данного оборудования приведет к сокращению затрат на энергопотребление и обустройство вводимых в эксплуатацию скважин и увеличению наработки на отказ за счет сокращения технических узлов в составе оборудования;
• программное обеспечение станции управления УЭЦН, позволяющее определять дебит скважины, в том числе при ОРЭ, по косвенным показателям (токовые нагрузки, давление на приеме насоса, буферное давление и т.д.) и управлять режимом работы системы подачи химреагента для защиты от коррозии, отложения солей и парафина (разработчик – ООО «ЦОНиК имени И.М. Губкина»). Применение технологии, как ожидается, позволит увеличить наработку на отказ на осложненном фонде скважин, а также сократить затраты на приобретение и обслуживание замерных установок.

Количество тем в программе ОПР 2013-2016 годов по Компании в целом и с разбивкой по НГДО представлено на рис. 1. Из динамики видно, что общее количество тематик по годам колеблется в пределах 31-42. При этом происходит перераспределение объемов по НГДО: например, при уменьшении объемов работ в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» и «ЛУКОЙЛ-Оверсиз» происходит увеличение объемов работ в АО «РИТЭК».

По выполнению программы ОПР в области добычи нефти по Компании с 2009 года можно сделать выводы о направлении развития технологии и решаемых задачах. Для этого предлагается следующая классификация:

Оборудование для добычи нефти (80 тем)

1.1. Увеличение наработки на отказ;

1.2. Малодебитный фонд;

1.3. Скважины с боковыми стволами;

1.4. Энергоэффективность;

1.5. Негерметичность эксплуатационной колонны;

1.6. Одновременно-раздельная добыча;

1.7. Наземное оборудование.

2. Осложнения при добыче нефти (42 темы)

2.1. Влияние газа;

2.2. АСПО;

2.3. Коррозия;

2.4. Солеотложения;

2.5. Мехпримеси;

2.6. Глушение скважин;

2.7. Сероводород.

3. Оборудование для системы ППД (23 темы)

3.1. Одновременно-раздельная  закачка;

3.2. Подготовка воды;

3.3. Энергоэффективность;

3.4. Увеличение наработки.

4. Оборудование для добычи газа и газоконденсата (1 тема)

5. Программное обеспечение (4 темы)

5.1. Подбор оборудования;

5.2. Системы телеметрии;

5.3. Обмен данными работы скважин.

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ ПО КЛАССИФИКАТОРУ. РАЗДЕЛ 1. «ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ»

По разделу 1. «Оборудование для добычи нефти» всего в программах ОПР 2009-2016 годов рассмотрено 80 тем, их них:

• по 16 темам получены положительные результаты испытаний, оборудование переведено в промышленное внедрение;
• по 17 темам получены отрицательные результаты, принято решение об отказе от внедрения на начальной стадии;
• по 30 темам работы продолжаются;
• 17 тем находятся на стадии рассмотрения.

Подраздел 1.1. «Увеличение наработки». Проблема не представляется актуальной, поэтому программы ОПР составляются по предложениям заводов-изготовителей. В основном это экспериментальное (единичное) оборудование. Как следствие, проведено большое количество неудачных испытаний (шесть тем) и только одна тема перешла в промышленную эксплуатацию. В настоящие время рассматривается семь тем, еще семь тем предложены на рассмотрение. Всего в подразделе 21 тема.

Подраздел 1.2. «Малодебитный фонд». Из анализа тематики делается заключение, что проводятся (продолжаются) ОПР по испытанию известных и широко тиражируемых насосных установок под конкретные геологические и климатические условия нефтяных провинций, а также испытания новейших образцов оборудования для насосного способа добычи нефти. Одна тема переведена в промышленную эксплуатацию, одна – признана неуспешной. Всего в подразделе 10 тем.

Подраздел 1.3. «Скважины с боковыми стволами». Размещение насосного оборудования в боковом стволе (диаметр менее 117 мм) или создание точки депрессии в нем представляется актуальной задачей для увеличения объема отборов нефти. Но заводы-производители не уделяли внимание данному направлению. Так, в 2013 году в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» были проведены удачные ОПР по испытанию УЭЦН2А (АО «Новомет-Пермь»), но отсутствие конкуренции на рынке ГНО делает стоимость данного вида оборудования в разы выше серийного. Одна тема переведена в промышленную эксплуатацию и одна – признана неуспешной. Всего в подразделе девять тем, из них четыре предложены к рассмотрению.

Подраздел 1.4. «Энергоэффективность» представляет собой приоритетную задачу, решение которой направлено на сокращение эксплуатационных затрат на добычу нефти. Также она актуальна для ввода в эксплуатацию новых месторождений нефти в провинциях с неразвитой энергетической инфраструктурой. Две темы переведены в промышленную эксплуатацию и две – признаны неуспешными. Всего в подразделе восемь тем. Заводам-изготовителям рекомендуется уделить особое внимание данной проблеме и увеличить количество предложений.

Подраздел 1.5. «Негерметичность эксплуатационной колонны». Данная тематика охватывает область применения извлекаемого из скважины оборудования и имеет законченный вид с получением 100%-но удачного результата (два из двух).

Подраздел 1.6. «Одновременно-раздельная добыча нефти» представляет собой самую спорную и самую актуальную задачу по причине неравномерного распределения по дочерним Обществам. Всего в ПАО «ЛУКОЙЛ» рассмотрено 19 тем: проведены неудачные испытания пяти компоновок; продолжаются испытания пяти компоновок; рекомендованы к внедрению шесть компоновок; на рассмотрении находятся три компоновки.

Из рекомендованных к промышленному внедрению схем четыре (из шести) были разработаны институтом «ТатНИПИнефть» по заданию и под геологические условия ПАО «Татнефть». Это пример удачного симбиоза производственного опыта и научной практики. В каждой из схем применяются две насосные установки (одна из них – ШГН), которые не широко распространены в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» (за исключением ТПП «Урайнефтегаз»). Данные схемы в Западной Сибири остаются невостребованными, фактически применяются только две схемы: УОРЭП-ЭЦН и ЭЦН-ЭЦН с дуальной системой.

Заводам-изготовителям рекомендуется разработать компоновки для ОРД нефти более чем из двух пластов.

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ ПО КЛАССИФИКАТОРУ. РАЗДЕЛ 2. «ОСЛОЖНЕНИЯ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ»

По разделу 2. «Осложнения при добыче нефти» можно сделать общее заключение: по таким видам осложнений, как влияние газа, АСПО, механические примеси, глушение, сероводород неуспешных тем нет – все 12 рассмотренных тем дали положительные результаты. Ниже приведем краткую статистику по основным темам:

Подраздел 2.3. «Коррозия» включает в себя подбор методов борьбы с коррозией погружного оборудования и линейных сооружений. Всего в программе ОПР 22 темы, что говорит о поиске оптимального и эффективного способа решения проблем. По пяти темам результат достигнут не был или оказался экономически неэффективным даже с учетом шести положительных испытаний; по семи темам продолжаются работы и еще четыре темы находятся на рассмотрении.

В рамках подраздела 2.4. «Солеотложения» были испытаны шесть технологий, из которых одна признана успешной, по четырем получены отрицательные результаты, еще по одной работы продолжаются. Такое незначительное количество тем в данном разделе связано с решением комплексных задач. Обычно подбирается одна технология («химия»), относящаяся к разделам 2.2-2.4.

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ ПО КЛАССИФИКАТОРУ. РАЗДЕЛ 3. «ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СИСТЕМЫ ППД»

Среди тем раздела 3. «Оборудование для системы ППД» хотелось бы отметить подраздел 3.1. «Одновременно-раздельная закачка воды для системы ППД», в рамках которого испытания технологий проводятся с 2011 года. В настоящие время три темы переведены в промышленное внедрение, еще по двум работы продолжаются. Можно отметить, что производители данных технологий хорошо проработали их на стадии проектирования, в связи с чем все испытания закончились успешно. Всего в подразделе пять тем.

ОПР В ООО «ЛУКОЙЛ-ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ»

Актуальные темы для ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» согласно разработанному классификатору представлены на рис. 2. Больше половины технологий относится к оборудованию для добычи нефти (раздел 1), а треть – к осложнениям при добыче нефти (раздел 2).

Рассмотрим некоторые технологии, испытанные в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» и рекомендованные к внедрению на месторождениях ПАО «ЛУКОЙЛ». В 2011-2013 годах проводились ОПР по испытанию оборудования для одновременно-раздельной эксплуатации объектов разработки. Было испытано несколько видов компоновок различных производителей. Практически по всем был получен отрицательный результат. В промышленное внедрение перешли только установка для ОРЭ пластов ЭЦН и дуальная система ЭЦНЭЦН разработки ТПП «Урайнефтегаз» (рис. 3). Данное оборудование получило наибольшее распространение (оборудовано более 150 скважин) за счет простоты конструкции, серийно выпускаемым элементам компоновки и возможности прямого замера по объектам разработки.

В 2013-2014 годах проводились испытания электромагнитных протекторов РВК «Пилот-1» (рис. 4) в пяти скважинах солеобразующего фонда, по итогам которых получены следующие результаты: УЭЦН работают в стабильном режиме без остановок, связанных с заклиниванием и снижением подачи, дебит и токовые нагрузки стабильные, применение ингибитора не потребовалось. Наработка по четырем скважинам составила более 400 суток, предыдущие отказы насосного оборудования по причине отложения солей происходили через 26-264 суток эксплуатации.

В это же время проводились испытания капиллярных систем производства ООО «Инкомп-нефть» для подачи химреагента на прием ЭЦН (рис. 5). Всего на добывающих скважинах Сыморьяхского месторождения ТПП «Урайнефтегаз» в эксплуатацию введено шесть установок дозирования реагента. Во время ОПИ отказы УЭЦН по причине отложения солей и АСПО отсутствовали. Установки работали в стабильном режиме без остановок, связанных с заклиниванием и снижением подачи, дебит и токовые нагрузки – стабильные. Также отмечено снижение расхода ингибитора солеотложений по сравнению с периодическими обработками скважин. Применяемая система подачи реагента обеспечивает поступление ингибитора на прием УЭЦН или НКТ, что позволяет поддерживать постоянное наличие ингибитора в добываемой жидкости и, таким образом, повысить эффективность эксплуатации погружного оборудования за счет увеличения межремонтного периода работы скважины.

ВЫВОДЫ ПО ИТОГАМ ПРОВЕДЕННЫХ ОПР

Из завершенных с положительным результатом ОПР (половина тем) формируются потребности в закупке оборудования и его дальнейшем промышленном внедрении. Следует отметить, что оплата при закупках большей части оборудования из программы ОПР производится по итогам испытаний: при получении положительного результата завод-изготовитель получает оплату за оборудование, а при отрицательном (вторая половина тем) – оборудование возвращается без оплаты. Таким образом, проводя ОПР, Компания экономит средства на испытаниях неудачных технологий.

Многочисленные отрицательные результаты по одной тематике указывают на наличие системных проблем, в том числе – на отсутствие понимания отдельных проблем у заводов-изготовителей.

В этом случае научные подразделения Компании должны проводить собственные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Например, это применение компоновки ЭЦН-ЭЦН с двухсторонним ПЭД (подраздел 1.6. «Одновременно-раздельная добыча»). Данная компоновка представляет собой яркий пример удачного внедрения. Схема была разработана специалистами ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» совместно с инженерами института «КогалымНИПИнефть». В дальнейшем рекомендуется применять данный опыт с предоставлением технического задания заводам-изготовителям и заключением договоров на НИОКР/НИР с научным сопровождением Филиалом ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг». Это приведет к созданию новых образцов оборудования для добычи нефти и газа.

Классификация опытно-промышленных работ в области добычи нефти и газа была разработана для определения потребностей нефтяного промысла и минимизации рисков технологического отставания. Недостаток предложений по определенным позициям или большой процент неуспешных испытаний указывает на необходимость создания новых технологий. Таким образом, определяется направление для дальнейшего развития технологий в области добычи нефти.