Инженерная практика
Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru
Telegram Facebook

Результаты, опыт эксплуатации и современное направление развития установок для ОРЭ в ОАО «Татнефть»

Установки для одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) нескольких объектов разработки одной скважиной применяются в ОАО «Татнефть» почти десять лет, начиная с 2005 года. Всего на данный момент системами этого типа оснащены 1523 скважины, суммарная накопленная добыча которых составляет 6561,2 тыс. т со средним приростом дебита на скважину — 3,61 т/сутки. Помимо увеличения добычи нефти, применение установок ОРЭ также позволяет повысить информативность и регулируемость параметров работы скважины. По результатам эксплуатации оборудования в компании принято решение о дальнейшем расширении как объемов внедрения, так и направлений развития технологий ОРЭ.

В настоящей статье рассмотрены различные виды применяемых на промыслах ОАО «Татнефть» однои двухлифтовых компоновок для одновременно-раздельной добычи (ОРД) различного исполнения, в том числе доработанных с учетом существующих условий эксплуатации.

20.06.2019 Инженерная практика №02/2015
Глуходед Александр Владимирович Заведующий сектором эксплуатации скважин отдела эксплуатации и ремонта скважин института «ТатНИПИнефть»
Балбошин Виктор Александрович Старший научный сотрудник отдела эксплуатации и ремонта скважин института «ТатНИПИнефть»

По состоянию на октябрь 2014 года установками ОРД в ОАО «Татнефть» были оснащены в общей сложности 1523 скважины, 811 из которых эксплуатируются однолифтовыми установками и 246 — двухлифтовыми. На 168 скважинах применяются установки для ОРДиЗ, на 22 — установки ОРД для скважин малого диаметра, пять скважин оснащены установками с разделительным поршнем. Также внедрены четыре компоновки для ОРЭ трех объектов и одна — с разделительным поршнем для подъема продукции по эксплуатационной колонне.

При помощи компоновок ЭЦН-ШГН эксплуатируются 266 скважин, включая 30 с раздельным подъемом продукции. Суммарная накопленная добыча по фонду ОРД составляет более 6 561,2 тыс. т, средний прирост дебита на одну скважину — 3,61 т/сутки.

По состоянию на первое октября 2014 года установки для ОРЗ внедрены в 644 скважинах, общий накопленный объем закачки по подключенным пластам составил 24,7 млн м3 воды, а дополнительная накопленная добыча нефти реагирующими добывающими скважинам — 1399,7 тыс. тонн.

Наконец, установками внутрискважинной перекачки (ВСП) жидкости оснащены 30 скважин компании, общий накопленный объем закачки по ним составляет 1042,6 тыс. м3, дополнительная накопленная добыча нефти по реагирующим добывающим скважинам — 66,402 тыс. тонн.

ОДНОЛИФТОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОРЭ

Это одна из самых простых и недорогих установок для ОРЭ (рис. 1), позволяющая определять такие параметры по каждому из пластов, как дебит (по динамограмме и КВУ при кратковременной остановке), обводненность (путем переналадки насоса или химико-аналитическим методом), а также забойное давление — по динамограмме. Установки этого типа разработаны для эксплуатационных колонн (ЭК) диаметром 146 и 168 мм.

Рис. 1. Однолифтовая установка для ОРЭ
Рис. 1. Однолифтовая установка для ОРЭ

За счет оснащения компоновки измерительными приборами производства ООО «НПТ АлойлСервис» установка позволяет получать информацию о забойном давлении и температуре по каждому из объектов в процессе эксплуатации (рис. 2). Кроме того, установка может быть оборудована специальным прибором для определения обводненности производства ООО «НПТ АлойлСервис». Пока что данный прибор работает в тестовом режиме.

Рис. 2. Системы мониторинга параметров установок ОРЭ
Рис. 2. Системы мониторинга параметров установок ОРЭ

Отметим, что до внедрения компоновки этого типа при использовании однолифтовых установок для определения обводненности нам приходилось, меняя положения плунжера, переходить на один объект и работать в расчетной зоне. Это достаточно сложный и затратный процесс, требующий участия бригады ремонтников для выполнения технологических операций, включающих изменение параметров работы станкакачалки. В отдельных случаях выполнить спуск плунжера просто не получалось. Сейчас многие однолифтовые установки ОРЭ оснащаются гидравлическим приводом производства ООО «ТМС Групп», который позволяет легко проводить «переподгонку» плунжера и менять параметры работы привода фактически без выезда специалиста на скважину (рис. 3).

Рис. 3. Однолифтовая установка с гидроприводом производства УК ООО «ТМС групп»
Рис. 3. Однолифтовая установка с гидроприводом производства УК ООО «ТМС групп»
Рис. 4. Однолифтовая технология ОРЭ с отводом газа из подпакерного пространства
Рис. 4. Однолифтовая технология ОРЭ с отводом газа из подпакерного пространства

Несколько лет назад мы внедряли однолифтовые установки для ОРЭ на скважинах ПО «Белоруснефть». Из-за повышенного газосодержания установки оченьбыстро выводились в ремонт. Тогда для увеличения срока работы данного оборудования, специалисты ПО «Белоруснефть» самостоятельно произвели доработку оборудования, установив под пакер хвостовик специальной конструкции с отводом газа из подпакерного пространства (рис. 4).

ДВУХЛИФТОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОРЭ

Двухлифтовые установки для ОРЭ были специально разработаны для использования в скважинах с ЭК-146 и 168 (рис. 5). Их основное преимущество заключается в обеспечении раздельного подъема продукции одновременно из обоих пластов. В данном случае дебиты пластов и обводненность определяются
методом прямого замера, в то время как забойное давление верхнего пласта замеряется по уровню, а нижнего — по динамограмме.

Рис. 5. Двухлифтовая установка для ОРЭ
Рис. 5. Двухлифтовая установка для ОРЭ

Применительно к данной установке хотелось бы обратить внимание на двухлифтовую устьевую арматуру (рис. 6). Дело в том, что при использовании стандартных видов арматуры (ООО «УК «ТМС Групп» и ООО «Завод НГО «ТЕХНОВЕК») в ряде случаев возникали проблемы при спуске ГНО вследствие невозможности установки превентора. В ОАО «Татнефть» мы с этим никогда не сталкивались, но вопросы, связанные с работой арматуры, другими компаниями поднимались не раз. Поэтому была разработана специальная арматура, рассчитанная на давление 210 атм и позволяющая производить безаварийный спуск установки.

Рис. 6. Двухлифтовая устьевая арматура
Рис. 6. Двухлифтовая устьевая арматура

Отметим также, что помимо станков-качалок, в сочетании с двухлифтовыми установками сегодня также может применяться гидравлический привод (рис. 7).

Рис. 7. Двухлифтовая установка ОРД с гидравлическим приводом
Рис. 7. Двухлифтовая установка ОРД с гидравлическим приводом

Еще одна проблема при ОРЭ двухлифтовыми компоновками состоит в том, что при использовании двух станков-качалок расстояние между траверсами очень незначительное, что также приводило к авариям из-за того, что одна траверса цеплялась за другую. Изначально мы просто ставили между ними защитную пластину. Впоследствии для исключения зацепов и поворотов траверс мы разработали специальное устройство, которое в настоящее время активно внедряем.

Рис. 8. Установка с разделительным поршнем и полыми штангами
Рис. 8. Установка с разделительным поршнем
и полыми штангами

УСТАНОВКИ ДЛЯ ОРД С РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫМ ПОРШНЕМ

Слабой стороной установок для ОРД с разделительным поршнем всегда были полые штанги. Мы пробовали использовать полые штанги разных конструкций и производителей, однако во всех случаях результаты были далеки от идеальных.

Тогда на базе установки для ОРЭ с разделительным поршнем (рис. 8) были разработаны и внедрены еще две компоновки с раздельным подъемом продукции. Это установка с разделительным поршнем и раздельным подъемом продукции по основной колонне НКТ и дополнительному лифту (рис. 9, слева). Фактически оборудование представляет собой двухлифтовую установку, но в отличие от классической двухлифтовой схемы в данном случае используются один насос и, соответственно, одна колонна штанг и один привод. По дополнительному лифту происходит только подъем продукции без работы штанг. Одна такая установка была внедрена в прошлом году в НГДУ «Ямашнефть». По состоянию на октябрь 2014 года компоновка отработала порядка восьми месяцев.

Рис. 9. Установка с разделительным поршнем и раздельным подъемом продукции
Рис. 9. Установка с разделительным поршнем и раздельным подъемом продукции

Также сегодня мы применяем установки для ОРД с разделительным поршнем и подъемом продукции одного из пластов по эксплуатационной колонне (рис 9, справа). Как правило, по ЭК поднимается более вязкая продукция. Продукция второго объекта поднимается по НКТ. Внедряя данную схему, некоторые предприятия смогли воспользоваться правом на получение льготы по НДПИ, поскольку в данной установке реализованы раздельный подъем и учет продукции. При эксплуатации данных установок дебиты пластов и обводненность определяются путем проведения раздельных замеров по каждому из каналов; забойное давление измеряется посредством спускаемого на геофизическом кабеле скважинного комплекса СПМ.АС (системы постоянного мониторинга).

Установкой для ОРД с разделительным поршнем и подъемом продукции по ЭК оснащена одна скважина компании. Внедрение состоялось в августе 2014 года. В других нефтяных компаниях также используются компоновки этого типа. Одна из них отработала больше двух лет и в настоящее время находится в работе; ремонтов на скважине не проводилось. Наработка второй компоновки составила порядка 1,5 лет. Учитывая положительный опыт внедрения, сейчас мы разрабатываем подобную установку для использования в скважинах с ЭК диаметром 114 мм.

Рис. 10. Установка с дифференциальным насосом и полыми штангами для ОРЭ трех объектов полыми штангами для ОРЭ трех объектов
Рис. 10. Установка с дифференциальным насосом и полыми штангами для ОРЭ трех объектов полыми штангами для ОРЭ трех объектов
Рис. 11. Двухлифтовая установка для ОРЭ трех объектов
Рис. 11. Двухлифтовая установка для ОРЭ трех
объектов

УСТАНОВКА С НАСОСОМ И ПОЛЫМИ ШТАНГАМИ ДЛЯ ОРЭ ТРЕХ ОБЪЕКТОВ

Такие установки уже не раз применялись на объектах компании (рис. 10). Как и в других случаях, основные проблемы были связаны с работой полых штанг, и средний МРП установок данного типа был невысоким. Проблему удалось решить путем совмещения схем двухлифтовой установки и установки с разделительным поршнем. В итоге получилась конструкция, в которой один объект работает по короткой колонне, а два других — как в установке с разделительным плунжером (рис. 11). Дебит пластов оценивается путем прямого замера по одному объекту, и расчета по динамограмме — по двум другим. Для определения обводненности может быть использован метод перехода на один объект или химико-аналитический метод. Для получения данных по забойному давлению в скважину спускается комплекс измерительных приборов. Фактически данная схема представляет собой тандем двухлифтовой компоновки и установки с разделительным поршнем или однолифтовой установки. Внизу обязательно устанавливается датчик для замера параметров добычи на трех объектах. Сейчас в работе находятся четыре такие компоновки. Все скважины работают в штатном режиме, проблем при их эксплуатации не возникало.

ОДНОЛИФТОВЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОРД В СКВАЖИНАХ МАЛОГО ДИАМЕТРА

Данные установки разработаны специально для применения в скважинах с ЭК-114, а также в скважинах с боковыми стволами диаметром хвостовика 114 мм. Дебиты пластов определяются по динамограмме и КВУ при кратковременной остановке; обводненность — переналадкой насоса или химико-аналитическим методом; забойное давление — по динамограмме и при помощи спуска измерительного комплекса СПМ.АС «Модуль-Мини» (рис. 12).

Рис. 12. Конструкция системы постоянного мониторинга (СПМ.АС. «Модуль-Мини»)
Рис. 12. Конструкция системы постоянного мониторинга (СПМ.АС. «Модуль-Мини»)
Рис. 13. Схема компоновки оборудования установки ОРЭ для скважин малого диаметра
Рис. 13. Схема компоновки оборудования установки
ОРЭ для скважин малого диаметра
Рис. 14. Установка со спущенной системой измерения СПМ.АС. «Модуль-Мини»
Рис. 14. Установка со спущенной системой
измерения СПМ.АС. «Модуль-Мини»

В конструкцию компоновок включен дополнительный всасывающий клапан, расположенный в нижней части насоса и связанный с ним специальным каналом. На рис. 13 представлены два варианта установок с боковым клапаном, который связан или с верхним, или с нижним пластом — в зависимости от того, на каком из них забойное давление выше.

На рис. 14 показана установка со спущенной системой измерения СПМ.АС. «Модуль-Мини» производства ООО «НПТ АлойлСервис». Данная система позволяет спустить кабель и прибор в скважину и произвести замеры призабойного давления обоих пластов.

В процессе эксплуатации данных установок на одной из скважин мы сделали интересное наблюдение: давление под пакером изменялось с большой амплитудой колебаний. На одной скважине перепад забойных давлений под пакером достигал 8 МПа. Причиной пульсаций давления стал малый объем подпакерного пространства и малая сжимаемость флюида, в результате чего приток жидкости из пласта не успевал за движением плунжера. При уменьшении числа качаний СК уменьшается и перепад давления (рис. 15).

Рис. 15. Снижение числа качаний СК при работе однолифтовой компоновки в скважине малого диаметра
Рис. 15. Снижение числа качаний СК при работе однолифтовой компоновки в скважине малого диаметра

В связи с этим определяющим фактором была признана именно сжимаемость флюида, поскольку появление газа приводит к резкому увеличению сжимаемости флюида по сравнению со сжимаемостью жидкости. Объем подпакерного пространства, то есть влияние диаметра скважин, а также производительность установки и продуктивность пласта оказывают значительное влияние только при нахождении в подпакерной области жидкости без газа.

С точки зрения воздействия на пласт пульсации достаточно полезны, поскольку они увеличивают приток и дебит пластов. С другой стороны, по оценке некоторых специалистов, такие пульсации могут привести к разрушению цементного камня за ЭК и, как следствие, к возникновению заколонных перетоков между объектами.

УСТАНОВКИ ДЛЯ ОРД С ЭЛЕКТРОПОГРУЖНЫМ НАСОСОМ

Установки для ОРД с электропогружным насосом (ЭЦН-ШГН или ЭВН-ШГН) внедряются в ОАО «Татнефть» достаточно давно (рис. 16). За период эксплуатации в конструкцию данных компоновок был внесен ряд изменений. Так, изначально мы использовали штанговый насос с манжетным креплением, с помощью которого насос устанавливался в башмаке коммутатора. В отдельных случаях из-за заклинивания плунжера в цилиндре насоса происходил выход насоса из башмака, что приводило к разгерметизации.

Рис. 16. Установка с электропогружным насосом
Рис. 16. Установка с электропогружным насосом
Рис. 17. Установка ЭЦН-ШГН с двумя концентричными колоннами НКТ
Рис. 17. Установка ЭЦН-ШГН с двумя концентричными колоннами НКТ

Для решения данной проблемы была разработана альтернативная система крепления насоса в коммутаторе: цилиндр насоса жестко закреплен, а сам насос оборудован извлекаемым всасывающим клапаном. При необходимости в процессе эксплуатации вместе с плунжером также может быть извлечен для замены и основной всасывающий клапан. Неизвлекаемым остается цилиндр насоса, который извлекается только вместе со всей установкой.

Также для раздельного подъема продукции разработана еще одна конструкция установки ЭЦН-ШГН — с концентрично расположенными колоннами НКТ (рис. 17). Трубный насос спускается внутрь колонны НКТ большего диаметра в составе внутренней колонны и герметично стыкуется с коммутатором. В свою очередь, плунжер насоса спускается на обычных штангах. Данная схема — пусть она и ограничена габаритами насосов — все же позволяет уйти от использования полых штанг и обеспечивает раздельный подъем продукции. По состоянию на октябрь 2014 года в компании внедрено несколько таких установок.

КОНЦЕНТРИЧНАЯ КОМПОНОВКА ОРДИЗ

И последняя из рассматриваемых установок, представленная на рис. 18, предназначена для ОРДиЗ. Данная компоновка пока нигде не используется. Разработка велась специально для условий одной из скважин, однако проект так и не был реализован. В данном случае никаких технических ограничений на ее создание нет, все узлы существуют, соответственно, при необходимости компоновку можно без проблем собрать в течение двух-трех дней.

Рис. 18. Концентричная установка для ОРДиЗ
Рис. 18. Концентричная установка для ОРДиЗ
Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Александр Владимирович, расскажите, пожалуйста, как вы боретесь с газообразованием и АСПО при использовании компоновки с разделительными поршнями? И второй вопрос: каким образом в этом случае исследуются нижние пласты?
Александр Глуходед: Практически все разрабатываемые нами установки для ОРЭ оборудуются системами постоянного мониторинга, позволяющими в режиме реального времени получать информацию о параметрах давления, температуры, а в некоторых случаях — и обводненности по каждому из объектов разработки. Установки с разделительным поршнем также оснащаются данными измерительными системами. Проблем с газом и АСПО на наших месторождениях, как правило, не возникает. Но для решения проблемы повышенного газосодержания можно использовать техническое решение, предложенное специалистами ПО «Белоруснефть», о котором я также упомянул.
Вопрос: Не могли бы Вы подробнее рассказать про установку для ОРД с разделительным поршнем и подъемом продукции по ЭК?
А.Г.: Данная установка широко используется одной небольшой нефтяной компанией для добычи вязких видов нефтей. Первая внедренная установка на сегодняшний день работает более двух лет. Всего в компании внедрено уже шесть таких установок. Сейчас эта же компания вышла с предложением о разработке аналогичной установки под ЭК-102.
Вопрос: Компоновки для ОРЭ, как известно, подбираются индивидуально под каждую скважину. А что делать в тех случаях, когда компоновку необходимо поднять для проведения ревизии?
А.Г.: За время эксплуатации однолифтовых установок на месторождениях ОАО «Татнефть» у нас сформировался достаточно большой обменный фонд, который насчитывает порядка 30 насосов. Эти насосы используются в период проведения ревизии ГНО на скважинах. В остальных случаях подменный насос может изготавливаться непосредственно во время ремонта. Причем эта работа выполняется практически круглосуточно, поэтому время простоя бригад сведено к минимуму.
Вопрос: Каким образом измерительный прибор устанавливается под пакер?
А.Г.: В разных установках по-разному. В некоторых компоновках прибор устанавливается в хвостовик. В других — датчики расположены рядом, но подключены к разным каналам, по которым поднимается жидкость. В этом случае, правда, приходится пересчитывать значения забойного давления по объектам с учетом характеристик добываемой продукции. Но в этом ничего сложного нет. На сегодняшний день более 900 скважин ОАО «Татнефть» оснащены измерительными комплексами СПМ.
Комментарии

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

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Ванкор ориентирован на высокие технологии
Сетевая группа ОАО «ЛУКОЙЛ»: «оптимизация систем сбора, подготовки и транспорта нефти»
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №05-06/2020

Инженерная практика

Выпуск №05-06/2020

Добыча и транспорт нефти. Защита от коррозии. Строительство и ремонт скважин. Наземное оборудование.
Опыт применения трубопроводов из инновационных и альтернативных материалов в ПАО «ЛУКОЙЛ»Байпасные испытания труб из стали 07ХНД («Северкор») на объекте ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»Защита скважинного оборудования и трубопроводов от коррозииСварка биметаллических и нержавеющих трубОПИ тихоходного дифференциального привода нового образцаСтроительство и ремонт скважин с применением обсадных колонн из стеклопластика в ПАО «Татнефть»Перспективы применения электроосмотической сушки ЭД в условиях АО «Самаранефтегаз»
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Подготовка нефти и газа, Поддержание пластового давления, Разработка месторождений
ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ 2020
Восточно-Сибирский нефтегазовый технологический форум

ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ ‘2020. Эффективные технологии разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений

26-28 августа 2020 г., г. Иркутск
26 - 28 августа 2020 года ООО «Инженерная практика» проводит в городе Иркутске в Конференц-зале Отеля «Кортъярд Иркутск Сити-Центр» «Восточно-Сибирский нефтегазовый технологический форум: ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ ‘2020. Эффективные технологии разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений». Мероприятие носит рабочий характер и направлено на обсуждение применения лучших практик в области разработки и эксплуатации месторождений Восточной Сибири среди экспертов вертикально-интегрированных компаний, научных центров, поставщиков технологий, производителей оборудования и нефтепромысловой химии. Планируется посещение производственных объектов Региона
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис – сентябрь 2020
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

7-11 сентября 2020 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 рамках авторского курса С. Балянова.