Абрамов Михаил Алексеевич Начальник службы по поддержанию пластового давления ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина

Современная система поддержания пластового давления (ППД) ОАО «Татнефть» представляет собой сложное инженерное сооружение. Насосный парк включает в себя преимущественно центробежные насосы типа ЦНС и ГНУ, единично представлены насосы объемного действия. Количество нагнетательных скважин приблизилось к 10 тыс., при этом средняя приемистость достаточно низкая — около 100 м³/сут при давлении закачки от 8 до 15 МПа. При этом средняя приемистость нагнетательных скважин достаточно низкая — до 100 м3/сут и ниже.

Расстояние от очистных сооружений до КНС составляет от нескольких километров до двух-трех десятков километров, от КНС до нагнетательных скважин — в среднем 2 км. Контроль работы и управление объектами системы ППД выполняются с применением АСУ ТП ППД «ПроТок», которая осуществляет сбор и передачу информации с них по системе телеметрии соответствующим службам НГДУ и далее в КИС ОАО «Татнефть». Контроль расхода воды ведется по водоводам на блок-гребенках с использованием расходомеров «Взлет ППД», а также периодически поскважинно с помощью переносных ультразвуковых расходомеров.

ИСТОРИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ППД

Постановлением Совета Министров СССР от 28 апреля 1959 года с целью увеличения нефтедобычи было принято решение о проектировании законтурного заводнения на Ромашкинском и Бавлинском месторождениях. В соответствии с этим постановлением в объединении «Татнефть» были начаты работы по строительству объектов подготовки и закачки воды в пласты с целью ППД, вводились нагнетательные скважины, строились КНС и соответственно водоводы высокого и низкого давлений.

Ровно 60 лет назад, в 1951 году, были закачаны первые 16 тыс. м³ пресной воды в целях ППД. До 1965 года в пласт закачивалась только пресная вода, подготовка и закачка сточной воды были организованы в 1966 году, тогда же и было закачано 482 тыс. м³ сточной нефтепромысловой воды. Максимальные объемы закачки были достигнуты в 1985 году, они составили 303,7 млн м³, в том числе 199 млн м³ сточной воды (66%). С середины 1990-х годов годовые объемы закачки стабилизировались на уровне 145–150 млн м³, из них 80% приходится на сточные воды. В декабре 2010 года был закачан 10-миллиардный кубометр технологической жидкости.

ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ ППД НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ

В настоящее время системе ППД на месторождениях «Татнефти» присущи следующие особенности.

• Стабилизация добычи нефти и, как следствие, резкое сокращение, а в последующем — стабилизация объемов закачиваемой воды, оптимизация энергозатрат на закачку.
• Стабилизация валового потребления электроэнергии на уровне 1050 млн кВт-ч и удельного расхода электроэнергии — 6,84 кВт-ч/м3.
• Сравнительно (с периодом 1985–1990-х годов) высокая надежность водоводов благодаря применению МПТ и ингибиторов коррозии.
• Обновление насосного парка КНС, внедрение современных насосных агрегатов типа ЦНС производства Воткинского завода и горизонтальных насосных установок РЭДА. В результате на сегодняшний день имеем широкий диапазон насосного оборудования по производительности и напору (рис. 1).

• Повышение надежности эксплуатации глубинного оборудования нагнетательных скважин путем активного внедрения НКТ в антикоррозионном исполнении (с полимерным покрытием и стеклопластиковых НКТ) и высоконадежных пакеров М1-Х (рис. 2). Эксплуатационный механический извлекаемый пакер М1-Х устанавливается и освобождается в скважине за счет сжатия или растяжения колонны НКТ. Применение пакеров М1-Х при закачке высокоагрессивных сточных вод в скважину позволяет надежно защитить ЭК от коррозии и влияния высокого давления. Эксплуатация скважин, оборудованных пакерами М1-Х в комплекте с НКТ в антикоррозионном исполнении и высокогерметичными муфтами, позволяет увеличить периодичность исследований ЭК с привлечением бригад КРС до 5 лет и значительно повысить безаварийный срок эксплуатации нагнетательных скважин. В настоящее время пакеры М1-Х внедрены в 2900 нагнетательных скважинах.

• Внедрение средств непрерывного учета закачиваемой жидкости и поточных анализаторов контроля качества перекачиваемой воды.

• Внедрение технологии ОРЗ (МСП, ВСП).
• Развитие информационных технологий, развитие АСУ ТП ППД, организация справочно-информационных систем, дальнейшее развитие АРМИТС и др.

Вместе с тем на данном этапе развития системы ППД появились новые проблемы, решение которых откладывалось из-за отсутствия необходимого оборудования или технологий. К этим проблемам можно, в частности, отнести:

• увеличение доли низкопроницаемых пластов, раздробленность некогда монолитных залежей, необходимость довыработки обособленных участков и, как следствие, повышение давления нагнетания;
• значительный срок эксплуатации элементов конструкции нагнетательных скважин, неблагоприятные прогнозы разрушения ЭК;
• сложившаяся структура с одновременной обвязкой скважин, значительно различающихся по приемистости и давлениям закачки и, как следствие, необходимость использования энергозатратных штуцеров.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ППД НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ

На современном этапе решаются задачи повышения эффективности функционирования системы ППД, внедрение новых инновационных технических решений и технологий, в том числе с использованием передового зарубежного опыта.

К наиболее эффективным решениям при совершенствовании системы заводнения в новых условиях разработки можно отнести развитие систем межскважинной и внутрискважинной перекачки (МСП, ВСП) для отдельных участков, модернизацию существующих технологических схем (рис. 3). Эти технологии позволяют организовать систему ППД на участках разработки, удаленных от основных промысловых объектов. Их преимущество заключается в отсутствии необходимости строительства значительных коммуникаций, использовании пластовой воды в качестве рабочего агента, в возможности регулирования объемов закачки с помощью ЧРП УЭЦН. Еще одно эффективное решение заключается в использовании различных технологий ОРЗ воды в два и более продуктивных пласта, внедрении элементов интеллектуализации.

В компании реализована схема ОРЗ с двухпроходным пакером и пакером М1-Х (рис. 4). Она позволяет закачивать рабочий агент по отдельным колоннам НКТ нагнетательной скважины в различные пласты с необходимыми для каждого пласта параметрами: от объемов закачки и до рабочих давлений . Проводятся опытно-промышленные работы по эксплуатации скважин по технологии ОРЗ с применением многопакерной мандрельной си-стемы производства ООО

«Новые нефтяные технологии», г.Нижневартовск, что позволяет осуществлять закачку одновременно в три продуктивных пла-ста с получением информации о параметрах закачки в реальном режиме вре-мени по каждому пласту (рис 5).

В настоящее время технология ОРЗ внедрена в 290 нагнетательных скважинах, дополнительная добыча нефти составила более 0,5 млн т.

На наиболее удаленных участках месторождений организован предварительный сброс воды. На отдельных участках организована низконапорная система ППД с применением насосов объемного действия для эксплуатации небольшой группы скважин с проведением работ по расшивке водоводов и ОПЗ (ГРП) отдельных нагнетательных скважин.

Кроме того, внедрено управление закачкой с определением объемов обратных перетоков, применяются различные методы изливов, высокочувствительных и надежных средств учета расхода жидкости, регуляторов расхода и давления. Важная особенность перечисленных технологий заключается в комплексности их применения на объектах системы ППД в целях достижения максимального коэффициента нефтеизвлечения при оптимизации энергозатрат (рис. 6). Так, внедрять индивидуальные насосные установки или дополнительные установки на КНС необходимо одновременно с оптимизацией основного насоса и расшивкой водоводов. Внедрение ЧРП необходимо проводить одновременно с группировкой скважин по давлениям закачки, с применением регуляторов расхода и давления. Наконец, группировка скважин по давлению (расшивка водоводов) проводится одновременно с оптимизацией насосного агрегата на КНС в соответствии с новыми параметрами напорно-расходной характеристики системы водоводов.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ППД

Для эффективной реализации предлагаемых технологий и технических средств необходимо проводить серьезные НИОКР по следующим направлениям:

• поиск и применение новых средств измерения расхода для скважин с низкой приемистостью;
• разработка и развитие техники, технологий и создание нормативных документов, обеспечивающих организацию систем ППД с использованием вод повышенной температуры при разработке месторождений высоковязкой нефти;
• развитие трассерных технологий и исследований по выявлению плотности и преимущественных направлений трещиноватости продуктивных отложений с целью использования в управлении системой ППД;
• разработка технологических схем, экономически эффективного оборудования для кустового и скважинного сброса воды при организации децентрализованной системы ППД;
• оценка и исследование перспектив использования насосов объемного типа (плунжерных, поршневых, винтовых, диафрагменных) для закачки воды;
• разработка подходов и развитие технологий заводнения в карбонатных коллекторах с учетом высокой трещиноватости и большой толщины в сочетании с высокой зональной и послойной неоднородностью.

РАБОТА С КАДРАМИ

В настоящее время особое внимание уделяется работе с кадрами. Так, проводится разработка мероприятий и положений по организации труда специалистов системы ППД и смежных областей:

• формулирование требований к персоналу сервисных компаний и технологов ППД, исключающих дублирование функций;

• развитие принципов решения проблем ППД в рамках единой группы (проектного управления) специалистов-геологов и технологов;
• совершенствование и формирование новой структуры ЦППД.

Следует отметить, что масштабное внедрение новых технических решений и технологий в рамках выполнения «Концепции реконструкции и развития системы ППД на период 2011–2015 гг.» потребует значительных капитальных вложений. Поэтому необходимо будет оценивать предполагаемые технические решения в первую очередь с точки зрения положительного влияния на процесс разработки месторождения с применением системы ППД с целью увеличения конечного коэффициента нефтеотдачи при оптимизации энергозатрат на закачку рабочего агента.