Галяветдинов Илгиз Ильдусович Заместитель начальника — главный инженер УДНГ ОАО «Удмуртнефть»

Агафонов Андрей Алексеевич Начальник сектора по работе с насосным оборудованием ОАО «Удмуртнефть»

В ОАО «Удмуртнефть» работы по испытанию и внедрению систем ОРД ведутся с 2008 года. К настоящему моменту специалисты предприятия накопили большой опыт эксплуатации данного оборудования, тогда как экономическая оценка его внедрения свидетельствует о высокой эффективности технологии. На данный момент на месторождениях нашего предприятия применяется значительная часть основных типов систем ОРД: ЭЦН-ШГН (ЭЦН над пакером); ЭЦН-ШГН (ЭЦН под пакером); ЭВН-ШГН (ЭВН под пакером); УЭЦН с АПК «СПРУТ»; УЭЦН с гидроприводом (испытана в рамках ОПИ); и ШГН-ШГН с полыми штангами (компоновка испытана в рамках ОПИ).

По состоянию на 01.01.2015 года действующий фонд оснащенных установками ОРД скважин на предприятии достиг 132 единиц (табл. 1). Средний прирост дебита нефти на одну скважину составляет 8,1 т/сут, а суммарная накопленная дополнительная добыча нефти — порядка 520 тыс. тонн.

Краткая характеристика основного фонда скважин ОАО «Удмуртнефть», на котором проводиться внедрение ОРД:

• диаметр эксплуатационных колон 146 мм (с внутренним диаметром 130 мм);
• как правило, приобщается менее продуктивный верхний объект с небольшим потенциалом дебита, который можно реализовать при помощи ШГН. Нижний объект обычно находится в эксплуатации и характеризуется большей продуктивностью;
• глубины залегания эксплуатационных объектов относительно небольшие — в диапазоне от 800 до 1700 м;
• основные скважинные осложнения — это коррозионноагрессивная среда, повышенная вязкость добываемой жидкости, АСПО; на Карсовайском месторождени есть проблема с высоким газовым фактором.

Первой испытанной в 2008 году схемой ОРД стала установка ЭЦН-ШГН с двигателем, оборудованным герметичным кожухом. Компоновка была внедрена на трех скважинах. Проведенные совместно со специалистами ООО «СП-БАРС» испытания завершились успешно, и было принято решение о дальнейшем внедрении данной компоновки (рис. 1).

КОМПОНОВКА ЭЦН-ШГН (ЭЦН НАД ПАКЕРОМ)

Данная компоновка представляет собой систему, в которой работают два стандартных насоса: электроцентробежный и вставной штанговый глубинный. Каждый насос работает на определенный объект разработки: ШГН откачивает жидкость верхнего объекта, а ЭЦН — нижнего. Жидкость из скважинного смесителя жидкости (ССЖ) поднимается по общей колонне НКТ, в которой продукция двух пластов смешивается. Поднятая на поверхность продукция через выкидную линию поступает на ГЗУ.

КОМПОНОВКА ЭЦН-ШГН (ЭЦН ПОД ПАКЕРОМ) С ПАКЕРОМ П-ЭГМ

Другая разновидность компоновки ЭЦН-ШГН включает в себя пакер с кабельным вводом, под ко-торым размещается ЭЦН (рис. 2). Компоновка такого типа была успешно испытана в 2009 году и по сей день применяется на фонде скважин ОАО «Удмуртнефть». При испытании использовались пакеры с кабельным вводом производства ООО НПФ «Пакер». Компоновка целиком состоит из стандартного оборудования, включая погружной двигатель в габарите 117 мм, вставные ШГН НВ-38 или НВ-44 и УЭЦН с подачей до 700 м³/сутки.

Каждый насос работает на определенный объект разработки. Добыча жидкости нижнего объекта ведется ЭЦН, а верхнего — ШГН. Добываемая жидкость смешивается в НКТ посредством ССЖ, установленного выше штангового насоса, и поступает через устьевую арматуру в выкидную линию скважины и дальше через ГЗУ в систему сбора. Преимущества и недостатки системы данного типа аналогичны таковым компоновки ЭЦН-ШГН с ЭЦН над пакером.

КОМПОНОВКА ЭВН-ШГН (ЭВН ПОД ПАКЕРОМ) С ПАКЕРОМ П-ЭГМ

Анализ потенциала внедрения систем ОРД выявил значительную долю скважин с небольшим дебитом жидкости (от 5 до 50 м³/сут). При этом нефть характеризуется высокой вязкостью, образованием стойкой высоковязкой эмульсии (ВВЭ) и АСПО на стенках внутрискважинного оборудования. Для таких скважин была предложена компоновка ЭВН-ШГН с расположением электровинтового насоса под пакером (рис. 3).

Первые испытания данной компоновки мы провели совместно со специалистами ООО «СП-БАРС» в начале 2010 года с применением в комплекте оборудования низкооборотных двигателей разработки НТЦ «АЛНАС». Испытания успехом не увенчались по причине отказов двигателей, и доработку компоновки мы проводили уже в сотрудничестве с ООО «ПК «Борец». В компоновке ОРЭ было предложено использовать УЭВН с вентильным двигателем, так как температура нагрева данного типа двигателя меньше, чем асинхронного, что позволяет спускать ЭВН в интервалы перфорации и эксплуатировать насос в условиях сниженного охлаждения электродвигателя по сравнению с асинхронными двигателями.

Проведенные совместно с ООО «ПК «Борец» испытания компоновки успешно завершились в конце 2010 года. Однако на этапе ее массового внедрения выявилась проблема разрушения хромового покрытия ротора ЭВН — нестойкость к кислоте при освоении скважины после ГТМ.

В рамках поиска решения этой проблемы в 2012 году мы испытали несколько компоновок данного вида с экспериментальным нехромированным покрытием ротора. Как результат по состоянию на начало 2015 года ни одного отказа по вышеуказанной причине больше не произошло.В целом же преимущества и недостатки системы ЭВН-ШГН с расположением электровинтового насоса под пакером аналогичны таковым предыдущей компоновки.

КОМПОНОВКА УЭЦН С АПК «СПРУТ»

В число скважин-кандидатов для ОРД входит отдельная категория скважин, объекты которых по своим ФЕС не требуют разобщения. Тем не менее законодательство обязывает вести раздельный учет добычи продукции каждого из таких пластов при их совместной разработке.

Для данной категории скважин предложено было испытать компоновку с организацией учета добываемой продукции по показаниям погружных приборов. Такая компоновка позволила бы уйти от сложных технологических схем с двумя насосами и значительно снизить вероятность отказа оборудования. Суть технологии заключается в спуске регистрирующих дебит, давление, температуру и обводненность геофизических датчиков под УЭЦН, так чтобы они располагались над кровлей каждого из эксплуатируемых объектов (рис. 4). Передача информации от геофизических приборов осуществляется по геофизическому кабелю расположенного под ПЭД погружного блока телеметрии и далее на наземный блок приема и передачи данных.

Таким образом, данная схема предполагает одновременную совместную добычу продукции двух не разобщенных пакером объектов одним ЭЦН.

В 2010 году совместно с ИПЦ «ГИСМО» (филиал ОАО НПФ «Геофизика») были организованны испытания трех комплексов ОРД-2П-5Д-ЭЦН АПК «СПРУТ». В состав каждой компоновки входило по два скважинных комплекса аппаратуры «САКМАР-5Д-42/85-ЭЦН», наземный блок телеметрии АСПТ-ДМ, погружной блок телеметрии БП 103Д с опорой подшипника и кабельная оснастка. В конце того же года испытания были признаны успешными.

Установка одного скважинного геофизического прибора под ЭЦН с погружным блоком телеметрии позволяет контролировать ряд параметров в режиме реального времени. Во-первых, конечно, забойные температуру и давление, суммарный дебит и влагосодержание. Во-вторых, фильтрационные параметры пластов, оцениваемые при работе скважины не менее чем на трех установившихся режимах. И, наконец, — температуру и давление масла в ПЭД, а также уровень вибрации двигателя.

КОМПОНОВКА ШГН-ШГН С ПОЛЫМИ ШТАНГАМИ

В 2012 году в рамках Системы Новых Технологий мы испытали в скважинах ОАО «Удмуртнефть» две компоновки данного типа разных производителей: ОАО «Ижнефтемаш» (совместно с ООО ПКТБ «Техпроект») и ООО «ЭЛКАМ» (рис. 5).

В данных компоновках сдвоенный ШГН состоит из последовательно соединенных верхнего и нижнего насосов. Нижний насос отбирает жидкость из пласта, расположенного под пакером, и по полым штангам подает ее на поверхность, после чего жидкость проходит через тройник, кран, гибкий рукав, расходомер, обратный клапан в тройник, объединяющий два потока пластовой жидкости. Верхний насос отбирает жидкость из пласта, расположенного над пакером, и по полости между колоннами полых штанг и НКТ-73 подает ее на поверхность. Пакер предназначен для разобщения нефтяных пластов при добыче. Также данные компоновки оснащены греющими кабельными линиями (ГКЛ), предназначенными для нагрева НКТ в целях предотвращения образования АСПО, и могут быть дополнительно оснащены капиллярными трубками для подачи химических реагентов.

КОМПОНОВКА УЭЦН С ГИДРОПРИВОДОМ

В 2012 году ООО ПКТБ «Техпроект» совместно с ОАО «Ижнефтемаш» под руководством специалистов ОАО «Удмуртнефть» реализовали проект ОРД по схеме «УЭЦН с гидроприводом».

Принцип технологии заключается в применении в обвязке устьевой арматуры гидроцилиндра, позволяющего перемещать колонну НКТ вместе с ЭЦН, что обеспечивает возможность добычи жидкости как из обоих объектов, так и из каждого по отдельности.

На скважинах ОАО «Удмуртнефть» испытывалась компоновка, в которой при переключении гидропривода в нижнее положение отбор проб и замер дебита жидкости производились по нижнему объекту.

КРИТЕРИИ ПРИМЕНИМОСТИ КОМПОНОВОК ОРЭ

На основе опыта внедрения и эксплуатации оборудования для ОРД на скважинах ОАО «Удмуртнефть» были определены геологические, экономические и технологические критерии применимости технологии. Так, с точки зрения геологии эксплуатационные объекты должны представлять собой самостоятельные объекты разработки в соответствии с критериями действующего проектно-технологического документа. При этом объекты должны быть надежно изолированы друг от друга, что должно подтверждаться отсутствием выявленных заколонных перетоков между ними по данным геофизических исследований скважин.

Экономическая эффективность внедрения ОРЭ должна соответствовать установленным на уровне Компании и Общества показателям. В свою очередь технологические критерии применимости компоновки определяются в зависимости от выбранной схемы и оборудования ОРД.

Более подробно критерии применимости компоновок представлены в табл. 2.