Актуальные вопросы эксплуатации систем ОРД, ОРЗ и ОРДиЗ В ПАО АНК «Башнефть»
Одна из главных стратегических задач ПАО АНК «Башнефть» состоит в поддержании темпов добычи на зрелых месторождениях, а приобщение объектов посредством систем ОРЭ является одним из средств для ее решения. Сегодня в скважинах ПАО АНК «Башнефть» эксплуатируются около ста установок ОРД, ОРЗ и ОРДиЗ различных производителей. Каждому из типов внедренных компоновок присущи свои технологические особенности, преимущества и недостатки, которые подробно рассматриваются в предлагаемой Вашему вниманию статье.
По состоянию на конец 2015 года действующий фонд нефтяных и нагнетательных скважин, оснащенных компоновками ОРЭ, в ПАО АНК «Башнефть» составлял порядка ста единиц и включал десять компоновок ОРД (ШГН-ШГН и ЭЦН-ШГН), 15 компоновок ОРДиЗ и 73 компоновки ОРЗ (рис. 1).
ВНЕДРЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОМПОНОВОК ОРД
Начиная с 2009 года установки ОРД разных конструкций были смонтированы в 25 скважинах ПАО АНК «Башнефть». На момент подготовки статьи самые высокие показатели средней наработки на отказ зафиксированы у компоновки ОРД ЭЦН-ШГН производства ООО «СП-Барс» – 1498 суток. (рис. 2). Второе место по наработке среди десяти остающихся в эксплуатации компоновок принадлежит системе ОРД ШГН-ШГН производства ООО «ЭЛКАМ» – 991 сутки. При этом следует отметить, что у некоторых эксплуатируемых компоновок типа ЭЦН-ШГН в настоящее время работает только ЭЦН, тогда как ШГН отказал.
В 2007-2011 годах специалисты ООО «БашНИПИнефть» разработали три варианта компоновок ОРД, испытания которых в дальнейшем проходили в семи скважинах ПАО АНК «Башнефть» (рис. 3). В процессе их эксплуатации проявилась низкая надежность сальникового узла, из-за чего двухплунжерная система быстро выходила из строя, нарушалась герметичность ЭК и происходили обрывы штанг. В связи с низкой НнО установок ОРД данного типа было принято решение отказаться от их дальнейшего внедрения.
В составе компоновки ОРД ООО «СП-Барс» (рис. 4) используется, в основном, оборудование серийного производства, чем, по всей видимости, и обусловлены высокие показатели НнО.
Компоновка ОРЭ ШГН-ЭЦН ООО «ЭЛКАМ» изначально не предусматривала возможности замены насосов одного производителя на насосы другого, что создавало определенные неудобства. Кроме того, в данной компоновке часто происходили отказы насосов по причине срыва с опоры. В этой связи мы временно пересмотрели планы дальнейшего внедрения данного оборудования.
После доработки конструкция компоновок ОРД типа ЭЦН-ШГН ООО «ЭЛКАМ» обеспечивает возможность подбора производительности ШГН; замены ШГН без подъема ЭЦН; эксплуатации нижнего пласта при больших глубинах спуска ЭЦН; а также раздельной регулировки подачи насосов.
Среди недостатков схемы ЭЦН-ШГН такого типа можно отметить вынужденное простаивание ЭЦН при подъеме ШГН, необходимость привлечения завода-изготовителя к проведению ТиКРС и невозможность промывки нижнего насоса.
На 2016 год в ПАО АНК «Башнефть» запланированы ОПИ компоновки ОРД ЭЦН-ЭЦН производства ООО «Уралэнергопром» (рис. 5). Планируется оценить работоспособность и надежность узлов ПЭД, а также турбины расходомера, спускаемого на глубину зале гания нижних объектов разработки, продукция которых характеризуется высокими КВЧ и содержанием АСПВ. Также необходимо уточнить алгоритмы диагностики работы нижнего насоса УОРЭП-ЭЦН, который производит забор пластовой жидкости из-под пакера и перекачивает ее в затрубное пространство.
КОМПОНОВКИ ОРД С КОМПЛЕКСОМ МОНИТОРИНГА
Определенной альтернативой традиционным системам ОРД выступают компоновки ОРД с применением комплекса «Спрут» (рис. 6). Эта технология позволяет вести непрерывный раздельный онлайн-мониторинг работы горизонтов и проводить дистанционные геофизические исследования.
Такие компоновки успешно прошли ОПИ на скважинах Манчаровского месторождения и месторождений им. Р. Требса и им. А. Титова. Несмотря на некоторые недостатки системы, такие как отсутствие возможности создания различной депрессии на каждый объект и риск отказа приборов, в обозримом будущем планируется перейти к ее промышленному внедрению.
ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ КОМПОНОВОК ОРД
В целом среди проблем эксплуатации компоновок ОРД можно выделить следующие основные проблемы:
- сложность конструкции и, как следствие, относительно невысокие показатели НнО по сравнению со стандартным оборудованием. При кажущейся надежности всей конструкции ключевые элементы в составе компоновки становятся ненадежными, а порой даже неработоспособны в сложных условиях эксплуатации (высокие депрессии, наличие осложнений, низкие дебиты и т.д.);
- отсутствие возможности контроля состояния и воздействия на призабойную зону нижнего пласта;
- отсутствие контроля работы нижнего насоса;
- высокая стоимость оборудования.
На наш взгляд, для устранения этих недостатков и повышения эффективности работы компоновок ОРД следует усилить координацию между сервисными и нефтяными компаниями, повысить гибкость при проведении ОПИ и при поставках оборудования.
ВНЕДРЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОМПОНОВОК ОРЗ
Компоновки ОРЗ успешно применяются в ПАО АНК «Башнефть» на протяжении нескольких лет. В ООО «Башнефть-Добыча» были успешно внедрены 73 двухлифтовые компоновки с концентрическим расположением труб. Преждевременные отказы оборудования в процессе работы скважин с ОРЗ не отмечались. При этом когда аналогичное оборудование начали внедрять на скважинах ООО «Башнефть-Полюс» и ООО «Бурнефтегаз», выявились проблемы, связанные с коррозией.
В двухлифтовой системе ОРЗ в условиях Соровского месторождения скорость потока достигает 7,9 м/с, что обуславливает скорость коррозии 5,4 мм/год на водах сеноманского горизонта с высоким содержанием CO2. При использовании однолифтовой системы ОРЗ скорость потока составляет 2,4 м/с, а расчетная скорость коррозии уменьшается более чем вдвое – до 2,7 мм/год (рис. 7). При этом при применении данных вариантов ОРЗ в любом случае необходимо использовать технологии защиты ГНО от коррозии.
В одной из скважин Соровского месторождения ООО «Бурнефтегаз» меньше чем за год полностью прокорродировала НКТ 48х4 «Л», что послужило причиной отказа двухлифтовой компоновки ОРД. По данным металлографических исследований НКТ установлено, что ее качество соответствует паспортным характеристикам. Исследования закачиваемых вод на коррозионную агрессивность показали, что скорость коррозии с учетом скорости потока по внутренней трубе ОРЗ составляет 5,5 мм/год, что соответствует фактическому НнО трубы – 268 сут при толщине стенки 4 мм.
Анализ состава отложений, отобранных НКТ 48х4 «Л» показал наличие карбонатно-оксидных отложений в осадке, что свидетельствует о преобладании интенсивных коррозионных процессов углекислотного типа (табл. 1).
В данном случае применять реагенты для нейтрализации углекислого газа с учетом больших объемов закачки нерентабельно. В связи с этим было решено пой ти по пути внедрения однолифтовых компоновок ОРЗ, в составе которых присутствуют НКТ в коррозионностойком исполнении (с полимерным покрытием или изготовленные из легированной или хромированной стали).
Каждой из предлагаемых разными производителями двухи трехпакерной однолифтовой компоновке со скважинными камерами (мандрелями) присущи свои особенности (табл. 2). Применение таких компоновок позволяет контролировать давление и температуру (Р, Т) по каждому объекту как в НКТ, так и в затрубном пространстве (кроме компоновок производства ООО «Нефтекамский машиностроительный завод»), а также расход по каждому объекту при геофизических исследованиях скважин. В качестве штуцеров в данных компоновках применяется скважинная камера (мандрель) со сменными клапанами, предусмотрена возможность смены режима работы при помощи канатной техники. К недостаткам этих компоновок следует отнести необходимость остановки скважины при изменении режима работы и отсутствие расходомера, из-за чего определение дебита жидкости приходится вести расчетным методом. Необходимость применения канатной техники в составе данной компоновки создает сложности ее доставки на месторождение по подъездным путям, особенно в период весенней распутицы.
На 2016 год запланированы ОПИ двух компоновок такого типа производства ООО НПФ «Пакер» и ООО НПО «Новые нефтяные технологии».
Ожидается, что применение компоновок производства НПФ «Пакер» (рис. 8) даст возможность снизить скорость коррозионного износа НКТ за счет снижения скорости потока; уменьшить металлоемкость оборудования за счет отсутствия в компоновке НКТ диаметром 48 мм; увеличить НнО до 600 сут (для сравнения: НнО двухлифтовой компоновки в условиях Соровского месторождения не превышала 240 сут).
Важно, что в данной компоновке клапаны устанавливаются в карманы для скважинных камер, а не непосредственно в лифт. В ранее испытанных системах с клапанами, спущенными непосредственно в лифт, после 1000 сут наработки были проблемы при извлечении компоновок на поверхность из-за «прикипания» элементов конструкции. Изменение положения мандрелей позволило исключить риски возникновения подобных проблем.
К недостаткам технологии можно отнести необходимость использования геофизической партии для смены штуцеров, что увеличивает затраты.
По заявке ПАО АНК «Башнефть» в 2016 году НПФ «Пакер» готовит компоновку ОРЗ с управляемыми электроклапанами. Подобных компоновок в России еще никто не испытывал. Данное направление является одним из приоритетных для нашей Компании.
с регуляторами типа РО(2)-ГП(2) производства
ООО НПО «Новые нефтяные технологии»
Применение компоновки с регуляторами типа РО(2)-ГП(2) производства ООО НПО «Новые нефтяные технологии» (рис. 9) обеспечивает контроль давления и температуры по каждому объекту как в НКТ, так и в затрубном пространстве, а также позволяет контролировать расход по каждому объекту при проведении геофизических исследований. Существует возможность смены режима с помощью регулятора отсекателя с дистанционным гидроприводом типа РОГП (по одному на каждый объект) через гидролинии. При этом не требуется остановка скважины.
Вместе с тем, система, которую предлагает ООО НПО «Новые нефтяные технологии», не лишена недостатков. При ее использовании необходима установка специальной автоматизированной СУ для управления гидравлическими клапанами. Компоновка отличается сложной конструкцией и более высокой стоимостью по сравнению с компоновкой с неуправляемыми (сменными) клапанами, в ней отсутствует расходомер, что обуславливает необходимость раздельного определения дебита жидкости по пластам расчетным методом.
Следует отметить, что остаются нерешенными проблемы при эксплуатации всех типов компоновок ОРЗ в средах с высоким содержанием коррозионно-активных компонентов. Также сохраняются проблемы с замером и регулированием закачки по пластам при эксплуатации однолифтовых систем ОРЗ. Для компоновок с НнО более 1000 сут актуальна проблема невозможности закачки больших объемов (до 1000 м3/сут).
Для решения указанных проблем следует использовать компоновки в коррозионностойком исполнении, проводить ОПИ НКТ с внутренним покрытием и испытывать различные варианты однолифтовых компоновок.
ВНЕДРЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОМПОНОВОК ОРДИЗ
В скважины ПАО АНК «Башнефть» по состоянию на 01.12.2015 года спущены 14 компоновок ОРДиЗ, из них – одна перекачивающая жидкость сверху вниз и 13 «перевертышей», перекачивающих жидкость из нижнего пласта в верхний.
жидкости сверху вниз (ОРДиЗ)
Технология внутрискважинной перекачки жидкости сверху вниз (рис. 10) позволяет контролировать параметры закачки (P, Q, T) и работы УЭЦН (T, P); осуществлять заводнение без затрат на капитальное строительство, добычу и транспортировку дополнительного объема воды. Немаловажно то, что проводить монтаж и демонтаж таких компоновок можно без демонтажа пакера.
Сегодня одна из проблем данных компоновок – это низкая эксплуатационная надежность – средняя наработка составляет всего 240 сут. Основной причиной отказа этих установок является оплавление изоляции удлинителя и выход из строя ПЭД.
Среди других недостатков системы следует отметить ненадежность линий связи ТМСР – фактически они могут быть спущены в скважину только один раз (под одну компоновку). Проблема осложняется тем, что эти линии связи производятся за рубежом, что обуславливает длительные сроки их поставки. А жестко заданная длина линии ограничивает возможности регулирования напора УЭЦН.
Еще одна проблема – это унификация оборудования ТМС. Сегодня на российском рынке присутствуют два конкурирующих крупных производителя этих систем, при этом их технологии развиваются разными путями, из-за чего их оборудование не взаимозаменяемо. На наш взгляд, производитель, предлагающий уникальное оборудование, обязан обеспечить его высококачественным сервисным обслуживанием. Только в этом случае сотрудничество компаний будет эффективным и продолжительным.
В октябре 2014 года завершена опытно-промысловая эксплуатация двухпакерной компоновки производства ООО НПФ «Пакер» для внутрискважинной перекачки жидкости нижнего пласта в верхний (рис. 11). Критерии успешности эксплуатации были достигнуты, компоновка показала надежную работу. Была проведена организация заводнения без затрат на капитальное строительство, добычу и транспортировку дополнительного объема воды.
Таким образом, для систем ОРДиЗ характерна проблема низкой НнО; проблема унификации оборудования ПЭД и ТМС; ненадежность линии связи между ТМСП и расходомером; проблема коммутации между ПЭД и ТМС разных производителей (отсутствует единый стандарт подключения); проблема регулирования подачи насоса. Кроме того, для улучшения работы этих систем требуется модификация стыковочного узла УЭЦН.
На наш взгляд, доработку конструкций ОРДиЗ целесообразно производить по четырем направлениям. Во-первых, доработать стыковочный узел. Во-вторых, разработать конструкцию беспроводного расходомера с потенциальной НнО не менее 1000 сут. В-третьих, использовать геофизический кабель в качестве линий связи. В-четвертых, усиленно развивать технологии управления закачкой/добычей с возможностью дистанционного регулирования без подхода бригады ТКРС и контролем всех параметров пластов в режиме онлайн.
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.