Николаев Олег Сергеевич Советник генерального директора по стратегическому и технологическому развитию предприятия ООО НПФ «Геоник»

Свой вариант скважинной компоновки для ОРД ООО НПФ «Геоник» изначально видела как конструкцию с регулируемыми электрическими клапанами. Разработку конструкции мы вели в течение пяти лет, и первое ее воплощение увидело свет в 2012 году. Однако отсчет внедрений мы ведем с 2010 года, когда по заказу ООО «РН-Пурнефтегаз» была разработана предельно простая компоновка для ОРД, главная особенность которой состояла в прохождении вала через пакер ПИМВ-ОРД с кабельным вводом (рис. 1). Вал вращается в пакере на подшипниках и может быть выполнен из коррозионно-стойких материалов ka-monel или in-conel.

Несомненным преимуществом компоновки стало применение стандартного оборудования и простота конструкции, которая тем не менее позволяет использовать два ЭЦН и создавать индивидуальную депрессию на каждый из объектов разработки. ПЭД с гидрозащитой и ТМС располагается в самом низу компоновки, передавая усилие на расположенные выше секции двух насосов.

Спущенная в 2010 году компоновка успешно отработала предусмотренный программой испытаний срок и была рекомендована к тиражированию.

КОМПОНОВКИ ДЛЯ ОРД С РЭК

Следом мы разработали еще одну компоновку по заданию ООО «РН-Пурнефтегаз», оснастив ее регулируемыми электроклапанами (рис. 2). Отличие новой компоновки от предыдущей состояло в возможности регулирования степени открытия/закрытия электроклапанов посредством станции управления, расположенной на устье скважины. А благодаря 3Gмодему можно было вести учет добычи по пластам в режиме онлайн. Из прочих преимуществ – легкость монтажа и сравнительно невысокая цена. Компоновка позволяет раздельно «закрывать» пласты с целью проведения исследований.

Однако первую компоновку, полностью соответствующую требованиям законодательства к системам ОРЭ, мы спустили в скважину в 2012 году. Во внедренной на месторождении НГДУ «Сорочинскнефть» ПАО «Оренбургнефть» компоновке также использовались два регулируемых электроклапана (РЭК) и по одному блоку телеметрии (БТ) на каждый пласт, в связи с чем компоновка получила название ПИМ-ОРД2РЭК-2БТ-3G (рис. 3, 4). Открытие/закрытие РЭК дистанционно регулируется в диапазоне от полного закрытия до раскрытия на 12 мм с возможностью расширения до 20 мм.

Компоновка ОРД-РЭК состоит из разобщающей пласты пакерной системы и блока раздельной подачи и учета (БРПУ) продукции. БРПУ через специальный хвостовик крепится к ТМС, расположенной под ПЭД. Внутри хвостовика предусмотрен разъем под геофизический кабель, по которому подается питание на датчики БТ и управляющие сигналы на РЭК. По этому же кабелю в обратном направлении передаются данные от БТ и информация о степени открытия РЭК. Все датчики БТ и РЭК жестко соединены в БРПУ с ТМС и УЭЦН, в связи с чем передача данных осуществляется через штатную систему ТМС и не требует прокладки дополнительных кабелей для получения данных и передачи управляющих сигналов (рис. 5). Система позволяет определять герметичность РЭК и всей компоновки при полном закрытии РЭК (рис. 6), а также вести запись КВД по каждому пласту (рис. 7, 8). Испытания компоновки были признаны успешными.

Здесь следует отметить, что уже на том этапе технология позволяла проводить раздельные инструментальные устьевые замеры дебита и обводненности по каждому из пластов, что необходимо для контроля разработки и подсчета запасов. Данные замеры принимаются Ростехнадзором как достоверные. Устьевые замеры проводились при отключении одного из пластов с созданием с помощью частотного регулятора тех же условий эксплуатации, что были при совместной эксплуатации.

Еще одно важное отличие данной компоновки от предшественников в эволюционной цепочке заключается в наличии процессора в каждом блоке датчиков и электроклапана. Это необходимое условие для реализации концепции «интеллектуальная скважина», поскольку в процессор можно заложить программу, позволяющую регулировать степень раскрытия клапана в зависимости от показаний датчиков, то есть поддерживать оптимальный режим эксплуатации даже при потере связи с поверхностью.

В то же время внедренная в 2012 году компоновка не была лишена недостатков. Прежде всего, это последовательное расположение клапанов и БТ, предполагающее подвод флюида к датчикам для замера по коаксиальным плоскостям. Последнее приводит к температурному выравниванию и низкой информативности показаний датчиков пластовой температуры.

Кроме того, система была ограниченной по мощности питания и скорости передачи информации. Последнее обстоятельство делало запись КВД малоинформативной, поскольку наибольшую ценность представляет детальная информация о самом начале процесса.

КОМПОНОВКА ДЛЯ ОРД С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ КАНАЛОВ

В связи со сказанным выше по заданию заказчика, а также для устранения выявленных недостатков мы разработали новую компоновку ОРД-2РЭК-2БТ-КГ-3G с параллельным расположением каналов для прохождения флюида в БРПУ и РЭК, расположенные выше БТ с датчиками.

Параллельное расположение каналов в БРПУ значительно повышает информативность температурных датчиков и уменьшает габариты БРПУ. Кроме того, установка РЭК выше БТ с датчиками обеспечивает возможность записи КВД по одному из пластов при работающем втором.

В целях снижения стоимости компоновок, повышения скорости и стабильности прохождения потока данных с датчиков на наземную панель и обратно, а также повышения мощности и надежности энергоснабжения РЭК и глубинных датчиков в новой конструкции управление компоновкой осуществлялось уже по геофизическому кабелю, а не посредством подключения к ТМС. Геофизический кабель прокладывается вплотную к силовому кабелю, в связи с чем риск его повреждения при спуске минимален. Его использование обеспечивает обновление данных до нескольких раз в секунду и передачу мощности в 72-300 Вт. Такого резерва мощности должно хватить даже для использования трехфазных расходомеров.

На рис. 10-13 показаны монтаж компоновки в скважине, калибровка датчиков и проверка герметичности РЭК в ходе проведения ОПИ. Калибровка датчиков проводилась в корреляции с показаниями устьевой установки МЕРА-М с одновременным снятием индикаторной диаграммы по нижнему/верхнему пласту на трех режимах и записью КВД по верхнему или нижнему пласту соответственно.

В ходе ОПИ компоновки по снятым при калибровке индикаторным кривым и КВД были определены пластовые характеристики, позволившие имитировать и просчитать режимы совместной эксплуатации пластов скважины на математической модели. Это дало возможность рассчитать оптимальный режим (депрессию) для каждого из пластов и установить его с помощью дистанционного открытия РЭК.

По данным геологического департамента ОАО «Самаранефтегаз» благодаря установке и поддержанию максимально эффективного режима эксплуатации за 268 сут удалось дополнительно добыть 4091 т нефти. Соответственно, средний прирост дебита нефти за данный период составил 15,3 т/сут, что равносильно вводу в эксплуатацию дополнительной типичной для данного региона скважины.

Таким образом, после продолжительного периода разработки и совершенствования, мы создали компоновку, которая не только снимает лицензионные риски при эксплуатации двух и более объектов, но и способна за счет онлайн-контроля параметров разработки пластов и обратной связи с пластом посредством «регулируемого электроклапана (РЭК)» устанавливать и длительное время поддерживать оптимальный режим эксплуатации динамической системы из двух и более пластов. Результат – значительный прирост дебитов нефти на уже эксплуатируемых скважинах.

МОДИФИКАЦИИ БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ КОМПОНОВКИ

За прошедший со времени разработки и внедрения вышеописанной компоновки период специалисты ООО НПФ «Геоник» разработали и спустили в скважины полный спектр модификаций компоновок для ОРД из 2-х пластов.

Сюда входят следующие компоновки:

• ПИМ-ОРД-1РЭК-В-1БТ-КГ-3G(верхний клапан) позволяет регулировать отбор, снимать КВД и делать онлайн замеры PTC из пласта находящегося над УЭЦН при этом отбор из пласта под УЭЦН не регулируется и не замеряется.
• ПИМ-ОРД-1РЭК-Н-1БТ-КГ-3G(нижний клапан) позволяет регулировать отбор, снимать КВД и делать онлайн замеры PVTC из нижнего пласта расположенного под УЭЦН при этом отбор из верхнего пласта расположенного под УЭЦН не регулируется и не замеряется
• ПИМ-ОРД-2РЭК-2БТ-КГ-3G(параллельная схема) позволяет регулировать отборы, снимать КВД, производить замеры PVTC в любое время одновременно или попеременно из 2-х пластов расположенных под УЭЦН.

Таким образом все возможные варианты ОРД из 2-х пластов нами отработаны и нуждаются лишь в улучшении качества производства.

На момент подготовки настоящей статьи компоновками данного типа были оборудованы 15 скважин. И в стратегическом плане мы в настоящее время не видим смысла в принципиальном изменении базовой конструкции: речь идет лишь о ее модификациях и совершенствовании. В частности, важным нововведением мог бы стать трехфазный расходомер.

ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНАЯ ЗАКАЧКА

В целом в качестве технологического ориентира наша компания выбрала направление на интеллектуализацию скважин, продолжая массовый выпуск стандартных компоновок и расширяя ассортимент. В частности, это относится к компоновкам для одновременно-раздельной закачки (ОРЗ) внутрискважинной перекачки (ВСП) жидкости. И, если свою основную технологическую задачу в отношении ОРД мы в целом считаем решенной, то задача ОРЗ существенно сложнее в силу гораздо более высоких перепадов давлений и требует значительных вложений средств и сил. Так, на рис. 16. представлена достаточно примитивная конструкция компоновки для ВСП. Компоновка предназначена для формирования внутрискважинного перетока жидкости из пласта-донора в пласт-реципиент для организации локальной системы ППД. Область применения компоновки включает в себя отдаленные и краевые скважины с недостаточным давлением закачки на устье, скважины с низкопроницаемыми пластами на месторождениях с техническими ограничениями системы ППД, с дефицитом подтоварной воды, с развивающейся системой ППД и т.п. Преимущества ее внедрения связаны со сравнительно невысокой стоимостью компоновки, возможностью учета закачиваемого агента в режиме онлайн и изменения режимов закачки удаленно или в автоматическом режиме со станции управления на устье скважины.

Интеллектуализация компоновок ВСП в нашей концепции также связана с применением РЭК. И показанная на рис. 17 схема компоновки ПИМ-ОРЗ-ВСП2РЭК-2БТ-Г-3G воплотила в себе эту идею. Это наше понимание новой эры ОРЗ. В данном случае мы видим перераспределение жидкости из верхнего в два нижележащих пласта. Однако технически целевых пластов для закачки может быть гораздо больше: к настоящему моменту мы спроектировали и рассчитали такую компоновку на семь пластов.

КОМПОНОВКА ЭНЦ-ШГН

Еще одна из недавних наших разработок, выполненных по заказу ОАО «НК «Роснефть», предназначена для ОРД с помощью ЭЦН и ШГН (рис. 18). Главное преимущество компоновки состоит в простоте конструкции. Патент принадлежит ОАО «НК «Роснефть». Динамика дальнейшей эволюции наших компоновок в значительной мере будет определяться доступностью финансирования и общей экономической ситуацией.