CC BY
198
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВЫСОКООБВОДНЕННЫХ УЧАСТКОВ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ГРАВИТАЦИОННОЙ СЕПАРАЦИИ ПРОДУКЦИИ В СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ
Азат Альбертович Нургалиев
Нефтегазодобывающее управление «Ямашнефть» Открытого Акционерного общества «Татнефть», 423450, Россия, г. Альметьевск ул. Чапаева 4а-42, заместитель начальника технологического отдела добычи нефти, тел. 8-917-391-07-47, е-mail: [email protected].
Ленар Тависович Хабибуллин
ОАО «Татойлгаз», 423450, Россия, РТ, г. Альметьевск, ул. Тимерязева, 17, главный специалист по ремонту скважин, тел. +79172665540, e-mail: [email protected]
В статье рассмотрена технология использования внутрискважинной сепарации продукции на нефть и воду за счёт сил гравитации, и закачки пластовых вод в другие горизонты вскрытые данной скважиной с целью поддержания пластового давления.
Ключевые слова: нефтедобывающая скважина, энергоэффективность, ресурсосбережение, гравитационная внутрискважинная сепарация, УСШН с НДДР-44-146(168), система поддержания пластового давления.
EXPLOITATION OF HIGH-WATERED OIL RESERVOIR AREAS BY USING THE INWELL GRAVITY SEPARATION OF PRODUCTS
Azat A. Nurgaliev
“Yamashneft” Oil and Gas Production Department, OAO Tatneft, 423450, Russia, Chapaev st. 4а-42, Tatarstan, Deputy head, Engineering department for crude oil production, Phone: 8-917-391-0747, е-mail: [email protected].
Lenar T. Khabibulin
OAO Tatoilgas, Timiryazeva st. 17, apart. 85, Al’met’evsk, 423450, Russia, Main oil-well-repair specialist, Phone: +79172665540, e-mail: [email protected]
The paper focuses on the in-well gravity separation of a crude product into oil and water and pumping of oil-field water into other oil pools within the production well reach in order to maintain the reservoir pressure.
Key words: oil-producing well, energy efficiency, resource-saving, in-well gravity separation, rod well pump equipped with a leakproof diaphragm pump-44-146(168), reservoir pressure maintenance system.
На поздних стадиях разработки нефтяных месторождений с применением заводнения растет обводненность продукции скважин, во многих случаях достигая 90 % и более. При этом существенно возрастают эксплуатационные затраты на добычу нефти, поскольку значительная часть электроэнергии тратится на подъем и последующую утилизацию воды. Одним из направлений, обеспечивающих предпосылки для повышения эффективности эксплуатации обводненных участков нефтяных месторождений за счет снижения объемов откачки попутной воды, затрат на ее утилизацию, сепарирование, подготовку, перекач-
ку по трубопроводам и закачку обратно в пласт, являются технологии внутри-скважинной сепарации воды и нефти (ВСВН) с применением насосных систем двойного действия.
Концепция данного метода заключается в том, чтобы не поднимать большую часть поступающей в скважину из продуктивного пласта воды на поверхность в тех случаях, когда имеются и доступны горизонты для её нагнетания для целей ППД с использованием ствола скважины для разделения продукции на нефть и воду.
Рекомендации и условия эффективного применения технологии:
1. Наличие участков нефтяных месторожденийи горизонтов с высокой обводненностьюдобывающей продукции и наличием высоких эксплуатационных затрат на подъём, перекачку, подготовку и закачку воды обратно в пласт.
2. Наличие участков площадей, представленные много-пластовостью продуктивных горизонтов.
3. Наличие необустроенных участков и месторождений с отсутствием системы ППД.
Предлагаемые насосные установкипозволяют регулировать производительность подъёма и закачки, при этом на поверхность может извлекаться от 1 до 40% отбираемой из пласта жидкости и закачиваться в принимающий пласт соответственно от 60 до 99% попутной пластовой воды.Также возможно регулировать процентное содержание воды, поднимаемой на поверхность продукции скважины.
Использование данной технологии обусловлено тем, что система ППД подразумевает наличие опасных производственных факторов. Это наличие водоводов высокого давления больших протяжённостей, наличие объектов с использованием энергоёмкого оборудования, рассчитанные также на высокие рабочие давления. К тому же эти объекты достаточно капиталоемкие, требующие затрат на ремонт и обслуживание.Оптимизация этих негативных фактов является актуальным.
Специалистами НГДУ «Ямашнефть» и института «ТатНИПИнефть» разработана технология по применению УШСН для организации регулирования обводненности добываемой продукции скважины на обводненном фонде.
Принцип основан на разделении продукции в стволе скважины и регулируемого отбора с нефтяной и водной зоны с использованием модифицированного штангового плунжерного насоса, традиционно используемого для подъема продукции скважины. При этом с нефтяной зоны продукция извлекается на поверхность и далее транспортируется по системе нефтесбора, попутная пластовая вода без подъема на поверхность закачивается в нижележащие горизонты. Данная технология получила условное обозначениеУСШН с НДДР-44-146(168).
Насосная система двойного действия УСШН с НДДР-44-146(168) с возможностью гравитационного разделения продукции в стволе скважины с последующей закачкой воды в нижележащий поглощающий пласт.
Рис. 1. Принципиальная схема и принцип работы УСШН с НДДР:
1— устьевая арматура; 2 — колонна НКТ; 3 — колонна ШН; 4 — промежуточная колонна НКТ; 5 — пакер; 6 —НДДР; 7 —блок клапанов; 8 — продуктивный пласт; 9 — цилиндр; 10 — всасывающий клапан для нефти; 11 — поглощающий пласт; 12 и 13 — всасывающий и нагнетательный клапаны для воды; 14 — плунжер; 15 — дополнительный плунжер; 16 — нагнетательный клапан для нефти; 17 — шток; 18— полость нижнего плунжера, а— крайнее нижнее положение плунжера; б — момент остановки дополнительного плунжера; в — крайнее верхнее положение плунжера
Первая установка УСШН с НДДР-44-146(168) была внедрена 16.12.2011 г. на скважине №4292 ЦДНГ-4 Архангельского месторождения НГДУ «Ямаш-нефть» и на сегодняшний день имеет наработку более 300 суток.
Результаты испытания установки, показания приборов при работающей установке:
— давление под пакером Рпод пак. = 119,3—119,9 атм.;
— температура под пакером Шод пак. = 22,6°С;
— давление над пакером Рнад пак. = 83,9—84,2 атм.;
— температура над пакером Шад пак = 23,7°С;
— уровень жидкости в скважине Нд = 206 м;
— показания манометра на выкидной линии Рл = 5,5 атм.
Перепад давлений под и над пакером, показывает закачку воды в нижележащий поглощающий пласт. Подача жидкости на ГЗУ при этом составляет Qн ~ 2,1 м3/сут. При общей длине хода устьевого штока S0=1,5 м, частоте качаний п = 2,7 мин-1 и принятом коэффициенте подачи п = 0,8 расчетный общий отбор жидкости из продуктивного пласта составляет Qобщ = 7,2 м3/сут, а количество закачиваемой в поглощающий пласт воды составляет Qв ~ 5,1 м3/сут.
Предлагаемая УСШН с НДДР-44 позволяет регулировать производительность подъема и закачки, при этом на поверхность может извлекаться от 1 до 40% отбираемой из пласта жидкости и закачиваться в принимающий пласт соответственно от 60 до 99% жидкости (воды), также возможно регулировать процентное содержание воды, поднимаемой на поверхность продукции скважин.
Технология обеспечивает снижение объема извлекаемой на поверхность попутной воды, что обеспечивает экономию условно-переменных расходов по статьям «Расходы на энергию по извлечению нефти» и «Расходы по сбору и транспортировке нефти». Кроме того, сокращение объемов извлекаемой жидкости ведет к экономии затрат на утилизацию воды.
Объем внедрения данной технологии в НГДУ «Ямашнефть» равен 16 скважинам (установкам). До внедрения объем поднимаемой жидкости 165 м3/сут., после внедрения объем поднимаемой жидкости составит- 49 м3.Так же в расчете учтено увеличение затрат на проведение очередных ПРС, в результате увеличения времени на спуско - подъемные операции по наращиванию хвостовика (200 м) и посадку пакера.
Расчетный период принят равным 12 лет, что соответствует среднему сроку службы насосного оборудования (ШГН).
Из расчета экономической эффективности применения «Нового подхода к эксплуатации высокообводнённых участков нефтяных месторождений с использованием технологии гравитационной сепарации продукции в стволе скважины, с последующей закачкой воды в поглощающие пласты без подъёма на поверхность»ЧДД за расчетный период составит 1935,5 тыс. руб. Затраты на внедрение мероприятия окупаются через 1 год. Снижение эксплуатационных-затрат по рассматриваемым скважинам составляет 1 462 руб. на 1 т. добываемой нефти.Результаты расчетов подтверждают эффективность внедрения УСШН с НДДР - 44.
Внедрение технологии позволило:
1. Повысить технико-экономическую эффективность разработки вы-сокообводнённого участка Архангельского месторождения НГДУ «Ямаш-нефть».
2. Снизить эксплуатационные затраты на добычу и транспортировку скважинной продукции;
3. Снизить эксплуатационные затраты на содержание водоводов высокого давления и кустовых насосных станций.
4. Отказаться от несения высоких затрат на приобретение нового оборудования;
5. Рационально использовать имеющиеся основные фонды, в т.ч. существующие трубопровода нефтесбора для транспорта воды до скважин;
6. Отказаться от использования оборудования, трубопроводов, запорных устройств и др., рассчитанных на высокие избыточные давления и, как следствие, снижение металлоемкости и энергоемкости производства.
7. Приобрести ценный опыт применения технологии гравитационного разделения нефти и воды непосредственно в стволе добывающей скважины с последующим сбросом попутнодобываемой пластовой воды в вышележащий и нижележащий поглощающие пласты с целью поддержания пластового давления.
© А.А. Нургалиев, Л. Т. Хабибуллин, 2013
