Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru
  • Главная
  • Разработка месторождений
  • Промыслово-геофизические исследования и контроль динамики работы залежи в режиме реального времени с использованием оптоволоконного кабеля

Промыслово-геофизические исследования и контроль динамики работы залежи в режиме реального времени с использованием оптоволоконного кабеля

В предлагаемой Вашему вниманию статье описана технология мониторинга температуры по всей длине ствола скважины в режиме реального времени, основанная на оптоволоконных системах. Также рассмотрены варианты возможного расположения оптоволоконного кабеля (ОВК) в стволе скважины и результаты интерпретации полученных данных термометрии.

В ходе опытно-промышленных работ (ОПР) по внедрению оптоволоконных систем в действующие скважины были определены зона вечной мерзлоты, глубина изменения типоразмера НКТ, изменение динамического уровня и высоты «шапки» пены, изменение температуры погружного электродвигателя, изменение профиля притока флюида, поступающего из пласта. Ранее на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз» данная система не применялась.

Основываясь на результатах проведенных работ, автор предлагает внедрить ОВК для проведения исследования скважин в динамических режимах. Оптоволоконная система позволит проводить мониторинг профилей нагнетания и притока, подбирать оптимальный алгоритм для выстраивания системы разработки и мероприятий, направленных на повышение нефтеотдачи, проводить оптимизацию системы поддержания пластового давления для более полной выработки запасов нефти. Внедрение оптоволоконной системы положит начало реализации проекта «интеллектуального месторождения».  

19.11.2016 Инженерная практика №07/2016
Болдырева Наталья Марковна Инженер отдела разработки нефтяных и газовых месторождений НГДУ «Сургутнефть» ОАО «Сургутнефтегаз»
Мельник Владимир Александрович Начальник отдела по разработке нефтяных и газовых месторождений НГДУ «Сургутнефть» ОАО «Сургутнефтегаз»

Современная промысловая геофизика интенсивно продвигается вперед от периодических наблюдений с обязательной остановкой скважины для подготовки и проведения промыслово-геофизических исследований скважин (ПГИС) в сторону постоянного мониторинга (ПМ) в процессе работы скважины. Постоянный мониторинг позволяет, меняя динамику отбора, регистрировать в реальном времени изменение притока.

Развитие технологий ПМ продиктовано технологической обоснованностью и прямой выгодой – отсутствием простоев и возможностью диагностики проблем непосредственно в момент их возникновения. Это особо актуально, так как остановка добывающих скважин приводит к прямым потерям в добыче нефти, а нагнетательных скважин – к косвенным, вследствие недокомпенсации отборов жидкости закачкой.

К числу задач ПГИС относятся оценка технического состояния колонны; выявление заколонных перетоков; определение профиля притока или приемистости и источника обводнения в скважинах; а также отслеживание изменений термоаномалий по стволу скважины. Оптоволоконные системы позволяют решать данные задачи в режиме реального времени.

Применение ОВК значительно сокращает экономические затраты на проведение геофизических и гидродинамических исследований скважин (сниже ние прямых потерь в добыче нефти, заложенных на время остановки скважин для проведения исследований) и позволяет в режиме реального времени контролировать работу погружного оборудования; следить за изменением профиля притока флюида, поступающего из пласта; обнаруживать негерметичность эксплуатационной колонны скважины и выявлять заколонные перетоки.

ПРИНЦИП РЕГИСТРАЦИИ ДАННЫХ ПРИ ПОМОЩИ ОВК

Принцип действия оптоволоконной системы основан на передаче через ОВК импульса лазерного излучения. При этом в каждой точке ОВК происходит эффект рассеяния света. Рассеянный свет поступает в блок обработки сигнала наземного преобразователя, где посредством фильтра отделяются антистоксовые компоненты рассеяния, интенсивность которых зависит от температуры. Измеренные значения температуры передаются в базу данных посредством системы кустовой телемеханики или по каналу связи GPRS. Один наземный прибор может контролировать параметры от 1 до 16 скважин одновременно.

ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЕТ ИЗ СЕБЯ ОВК?

Оптоволокно помещают в нержавеющую герметичную трубку и покрывают оболочкой, а затем, как и обычный геофизический кабель, покрывают специальной защитной броней, также выполняющей грузонесущие функции. Отличие ОВК от обычного геофизического кабеля состоит в том, что вместо медной изолированной жилы его конструкция включает трубочку очень маленького диаметра (от 2,4 мм), внутри которой и располагается оптоволокно.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОВК

Температурный диапазон применения ОВК простирается от -60° до +400°, пространственное разрешение составляет 0,3–0,8 м, чувствительность и точность зависят от типа регистрирующего прибора. Максимальная длина кабеля до разрыва (в воздухе) составляет 5 000 метров, тогда как максимальная регистрирующая длина на поверхности может быть увеличена до 25 000 метров.

Рис. 1. Вероятные расположения ОВК
Рис. 1. Вероятные расположения ОВК

Размещая кабель-датчик в различных скважинах и проводя непрерывное наблюдение или исследование в динамических режимах, мы можем решать следующие задачи:

1) контроль технического состояния эксплуатационной колонны, НКТ и пакеров;

2) определение наличия заколонных перетоков;

3) отслеживание растепления мерзлоты и ее уровня;

4) оценка профиля притока и приемистости (в добывающих скважинах);

5) обнаружение прорывов газа;

6) контроль состояния кабеля КРБК(П) (КПБК, КПБП) и ПЭД;

7) контроль изменения температуры и давления в интервале ЭЦН – забой (оптимизация водопритока);

8) определение профиля притока в горизонтальных скважинах (жесткость кабеля позволяет спускать его в горизонтальную часть);

9) контроль интервалов притока после многостадийного ГРП (МГРП) и многие другие задачи.

В зависимости от решаемых задач расположение ОВК может быть различным (рис. 1).

Рис. 2. Компоновка подземного оборудования
Рис. 2. Компоновка подземного оборудования

ПРОВЕДЕНИЕ ОПР (0 ЭТАП)

Автором была разработана программа ОПР по внедрению ОВК в одну из добывающих скважин объекта БС10+11 Западно-Сургутского месторождения толщиной более десяти метров, состоящего из пяти пропластков, а также рассчитана соответствующая компоновка подземного оборудования (рис. 2).

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОДЕЛАННЫХ РАБОТ (I ЭТАП)

ОВ-система позволила в режиме реального времени получить информацию о динамике работы пласта, состоянии эксплуатационной колонны и скважинного оборудования. Большие толщина и расчлененность объекта позволили поинтервально определить количественный приток флюида из пласта. На рис. 3 показаны полученные температурные кривые динамического уровня в зависимости от характера изменения теплового поля ОВК в процессе пуска и вывода скважины на режим.

По изменению температуры определяется динамический уровень в межтрубном пространстве, а детализация температуры в интервале уровня позволила оценить количество пены (высоту шапки пены) с точностью до метров.

Рис. 3. Температурные кривые Ндин, регистрируемого по характеру изменения теплового поля на ОВК в процессе пуска и вывода скважины на режим
Рис. 3. Температурные кривые Ндин, регистрируемого по характеру изменения теплового поля на ОВК в процессе пуска и вывода скважины на режим

ПРОВЕДЕНИЕ ОПР (II ЭТАП)

После успешного проведения первого этапа ОПР по внедрению ОВК для проведения второго этапа на Западно-Сургутском месторождении автором был подобран блок из одной добывающей скважины (n), в которую в последующем был спущен ОВК и двух нагнетательных скважин (n1 и n2). Добывающая скважина пробурена до объекта БС10+11, толщина которого превышает 15 метров. Расчлененность разреза представлена четырьмя пропластками.

Мы регулировали закачку через нагнетательные скважины и в режиме реального времени отслеживали ее влияние на изменение характера притока.

Рис. 4. Динамика изменения температуры ПЭД
Рис. 4. Динамика изменения температуры ПЭД

С применением КИПиА, разработанных трестом «Сургутнефтегеофизика», по данным термометрии, записанной при помощи ОВК, по одной из скважин был построен планшет, на котором были отображены термограммы с привязкой по глубине в различные моменты времени (рис. 5).

    Рис. 5. Планшет по добывающей скважине Западно-Сургутского м/р
Рис. 5. Планшет по добывающей скважине Западно-Сургутского м/р

В результате анализа данных, вида термограмм и привязки их к геологическим и технологическим условиям, автору удалось выделить зону вечной мерзлоты в интервале 30-230 м, определить глубину изменения типоразмера НКТ, отследить изменение динамического уровня и высоты шапки пены и температуру ПЭД, а также определить изменение профиля притока флюида, поступающего из пласта (рис. 6).

Рис. 6. Выделенные зоны (сверху-вниз)
Рис. 6. Выделенные зоны (сверху-вниз)

ВЫВОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

ОВ-система позволила вести контроль работы внутрискважинного оборудования, а также герметичности НКТ и колонны, наблюдать за динамикой обводненности и изменением количественных характеристик притока по вертикальной толще вскрытого перфорацией пласта в режиме реального времени.

Для спуска ОВК и герметизации устья не потребовалось дополнительного времени, импортного оборудования и прокладки дополнительных кабельных линий и систем.

Определено влияние нагнетательных скважин при изменении режима работы на профиль притока добывающей скважины. Определена гидродинамическая связь между скважиной и нагнетательными скважинами.

По результатам исследования планируется проведение химической обработки для выравнивания профиля приемистости нагнетательной скважины n1 (с проведением ГИС до и после обработки).

Работы по внедрению оптоволоконных систем продолжаются.

СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА

Экономический эффект от применения данной технологии складывается из нескольких составляющих:

  • мониторинг профилей нагнетания и притока, подбор оптимального алгоритма для выстраивания системы разработки и мероприятий, направленных на повышение нефтеотдачи, а также рекомендации по оптимизации системы ППД;
  • сокращение прямых потерь в добыче нефти, заложенных на время остановки скважин для проведения исследований;
  • оперативное (в режиме реального времени) обнаружение негерметичности и заколонных перетоков;
  • начало реализации проекта интеллектуального месторождения.

Согласно расчетам, экономический эффект от внедрения ОВС составляет 2 363 860,8 руб., срок окупаемости – 2,3 года.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Геофизические методы контроля разработки нефтяных месторождений / Ю. В. Коноплев, Г. С. Кузнецов, Е. И. Леонтьев и др. М.: Недра, 1986. С. 51-53, с. 56-60
  2. Кременецкий М.И. Интерпретация термограмм в действующих скважинах вне интервалов притока. Уфа: Издво Башкирского гос. ун-та, 1983.
  3. Обработка и интерпретация материалов геофизических исследований скважин / М.Г. Латышова, Б.Ю. Вендельштейн, В.П.Тузов. М.: Недра, 1975. С. 164-166
  4. Руководство по применению промыслово-геофизических методов для контроля за разработкой нефтяных месторождений. М.: Недра, 1978. С. 133-143 (составлено коллективом авторов)
  5. Нелинейная волоконная оптика / Агравал Г.: Пер. с англ. М.: Мир, 1996. 323 c.
  6. Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон. М.: ЛЕСАР, 2005. 208 с.
  7. Мендез А., Морзе Т.Ф. Справочник по специализированным оптическим волокнам : Пер. с англ. М.: Мир, 2012. 728 с.
  8. Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики: Пер. с англ. М.: Наука, 1989. -560 с.
Комментарии

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

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Использование акустико-резонансного метода диагностики промысловых трубопроводов для определения несанкционированных врезок
Насосное оборудование и мультифазные насосные системы ITT для нефтедобывающей промышленности
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №06-07/2018

Инженерная практика

Выпуск №06-07/2018

Поддержание пластового давления.Промысловые трубопроводы
Управление заводнениемОборудование и технологии для систем ППДРемонтно-изоляционные работыМеханизированная добычаПромысловая подготовка нефти
Ближайшее совещание
Подготовка нефти и газа, Утилизация ПНГ
Подготовка – 2018
Производственно-техническая конференция

Сбор, подготовка и транспорт продукции скважин. Утилизация попутного нефтяного газа ‘2018

23-25 октября 2018 г., г. Уфа
Обмен опытом и анализ внедрения новых подходов, технологий, оборудования и химреагентов в области эксплуатации систем сбора, подготовки и транспорта нефти, газа и воды, а также в области утилизации попутного нефтяного газа. Особое внимание будет уделено таким вопросам, как снижение содержания серы в нефти; повышение качества подготовки подтоварной воды перед закачкой в пласт, новые технологии разрушения стойких водонефтяных эмульсий, подготовка и транспорт нефти с высоким содержанием АСПВ. Планируются выезды на производственные площадки предприятий.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис – ноябрь 2018
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

19 – 23 ноября 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.