В течение 2008–2010 годов в НГДУ «Нурлатнефть» фонд УВН уменьшился с 57 единиц (45 – с верхним и 12 – с погружным приводом) до 30 единиц (16 и 14 соответственно) и в настоящее время не превышает 2% действующего фонда. Используются, главным образом, установки фирмы Netzch. УВН внедрялись на скважинах с ВВН, высокой обводненностью и, соответственно, повышенным образованием стойких водонефтяных эмульсий, а также на малопродуктивном фонде – в том числе скважинах, работающих в периодическом режиме.

В процессе эксплуатации винтовых установок выявлены факторы, делающие их дальнейшее использование нецелесообразным, что и объясняет сокращение фонда УВН. Основной фактор – относительно низкая НнО. В сопоставимом периоде с 2008 года НнО УВН колеблется в пределах 500-700 суток, тогда как НнО СШН превышает 1100 суток.

Перед компанией встала задача – найти достойную замену УВН.

НЕДОСТАТКИ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСШН ПРИ ДОБЫЧЕ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ

УСШН традиционно применяют для добычи продукции скважины на месторождениях с ВВН, при этом спектр их применения в этой части добычи ограничен. Серьезным фактором, ограничивающим производительность УСШН при эксплуатации скважин с ВВН, выступает скорость движения вниз штанговой колонны под действием ее веса. С ростом вязкости добываемой продукции увеличиваются силы гидродинамического сопротивления движению штанг, в результате чего при ходе вниз может возникнуть отставание движения штанговой колонны от движения канатной подвески станка качалки, сопровождающееся рывками и дополнительными динамическими нагрузками. Все это приводит к нарушениям работы установки.

Нормальная работа УСШН при откачке нефти высокой вязкости возможна в случае, если минимальная нагрузка на устьевом штоке составляет не менее одной трети веса колонны штанг в жидкости. Если в таких скважинах производительность ограничивается влиянием вязкости поднимаемой среды, может оказаться целесообразным применение одноразмерной колонны штанг из материала повышенной прочности, НКТ увеличенного диаметра или винтовой установки.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УСШНЭК

Для повышения эффективности эксплуатации скважин, осложненных наличием ВВН, на скважинах НГДУ «Нурлатнефть» стали применяться УСШНЭК. Данные установки позиционируются как специализированное оборудование, обеспечивающее повышение эффективности эксплуатации УСШН проблемных скважин нескольких категорий. Во-первых, скважин с аномально высокой вязкостью продукции, в том числе скважин, эксплуатация которых УСШН в стандартном исполнении осложнена или невозможна из-за образования стойких высоковязких водонефтяных эмульсий (ВВЭ) в НКТ. Во-вторых, нерентабельных малодебитных скважин, повысить эффективность работы которых можно за счет экономии затрат на колонну НКТ и дополнительной добычи нефти в случае вывода скважины из бездействия. Наконец, скважин малого диаметра – как новых, так и с дополнительными колоннами после КРС, где затруднен или невозможен спуск скважинных насосов необходимого типоразмера на колонне НКТ.

СНИЖЕНИЕ СИЛ ВЯЗКОГО ТРЕНИЯ

В общем случае потери напора при движении вязкой жидкости в круглых трубах можно определить по формуле Дарси – Вейсбаха. При неизменных режимах работы скважины, производительности УСШН и свойствах продукции основными факторами, влияющими на величину сил гидродинамического сопротивления в подземной части УСШН, будут: площадь проходного сечения лифта, скорость движения штанг и жидкости и эффективная вязкость продукции.

Для снижения вредных последствий воздействия сил вязкого трения на работу установки необходимо, чтобы эффективная вязкость продукции и скорость движения штанг и продукции в лифте были как можно меньше, а площадь проходного сечения лифта – как можно больше.

В тех случаях, когда надежную и эффективную работу УСШН нельзя обеспечить стандартными средствами, кардинальным решением для повышения работоспособности при эксплуатации проблемных скважин с высокой вязкостью продукции без уменьшения надежности работы установки как раз и служит подъем вязкой жидкости по эксплуатационной колонне.

РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ УСШНЭК

Первая в НГДУ «Нурлатнефть» установка с подъемом продукции по эксплуатационной колонне модификации с самоуплотняющимся пакером и упором скважинного оборудования на забой смонтирована на скважине № 329а 25.12.2008.

До этого времени данная скважина с высокой вязкостью продукции эксплуатировалась винтовым насосом 120 ST-4 с верхним приводом. Насос был спущен на глубину 900 м на колонне НКТ условным диаметром 73 мм. Колонна штанг условным диаметром 22 мм передавала вращение ротору насоса с частотой 164 об/мин. Дебит скважины по жидкости составлял около 2 м3/сут, в том числе по нефти – 1,5 т/сут. Обводненность продукции достигала 12-18%, коэффициент подачи насоса – 0,5. Кинематическая вязкость продукции скважины при 20ºС составляла 1114,44 сСт, что приводило к увеличению нагрузки на электродвигатель привода винтового насоса и частым отключениям станции управления. В связи со значительно превышающими номинальный режим работы нагрузками на электродвигатель привода, обусловленными высокой вязкостью продукции, было принято решение о внедрении на данной скважине УСШНЭК.

После внедрения УСШНЭК мы произвели монтаж привода СК-6-2,1-2500 с длиной хода полированного штока 1,5 м и числом двойных ходов 2,3 в минуту. УСШНЭК смонтирована на глубине 989 м, в ее составе насос с условным диаметром 44 мм, управляемый нагнетательный клапан и всасывающий клапан от насоса большего типоразмера. Скважина работает с фактической производительностью 4,8 м3/сут жидкости, в том числе 3,21 т/сут нефти. Дополнительная добыча нефти составила 1,71 т/сут. Коэффициент подачи насоса равен 0,63. УСШНЭК упирается на забой скважины через хвостовик, выполненный из НКТ, длиной 312 м. Экономия на НКТ составила 677 м, что соответствует 6,2 т металла. По динамограмме отмечается отсутствие влияния газового фактора (10,0 м3/т) на работу оборудования благодаря применению управляемого нагнетательного клапана.

В целом применение УСШНЭК на одной скважине с ВВН позволило сэкономить более 50 тыс. руб./год и дополнительно добыть более 600 т нефти. В 2010 году внедрено еще пять таких установок. За счет роста МРП скважин обеспечивается значительная экономия энергои ресурсозатрат. С учетом результатов, достигнутых нашим НГДУ в области повышения эффективности эксплуатации добывающего фонда скважин, удержание МРП скважин на уровне 1100-1200 суток видится перспективной задачей на ближайшее будущее. Этого можно достичь как раз за счет сокращения количества отказов штанг, сокращения количества эксплуатационных отказов из-за влияния водонефтяной эмульсии и засорения приемной части насосов. Для достижения синергетического эффекта упор делается на осложненный фонд скважин, в том числе фонд, работающий в АПВ-режиме, в результате чего число этих скважин снижается.

На перспективу прорабатываются вопросы совместной эксплуатации УСШН без НКТ с цепными приводами, контроллерами фирмы Lufkin Automation.

ВЫВОДЫ

Итак, промысловым опытом подтверждены следующие преимущества внедрения УСШНЭК на скважинах с высоковязкой продукцией.

Во-первых, снижение затрат за счет экономии на НКТ (для условий ОАО «Татнефть» – порядка 900 м на каждой скважине). Это актуально на фоне непрерывного удорожания металла и ремонтов, связанных с НКТ.

Во-вторых, снижение интенсивности образования стойких ВВЭ из-за уменьшения скорости движения жидкости в подъемнике.

В-третьих, возможность обеспечения дополнительной добычи нефти. Это достигается за счет увеличения предельной производительности УСШН при добыче высоковязкой продукции – благодаря меньшим скоростям движения жидкости и большему проходному сечению лифта гидродинамические сопротивления кратно снижаются. Кроме того, дополнительная добыча обеспечивается выводом скважин из бездействия, а также переводом скважин с высоковязкой продукцией из периодического в постоянный режим работы.

В-четвертых, сокращение эксплуатационных затрат за счет снижения обрывности штанг, исключения их зависания вследствие кратного снижения гидродинамических сопротивлений.