CC BY
138В.Н. Ивановский, заведующий кафедрой машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности, д.т.н., профессор РГУ им. И.М.Губкина
ОРЭ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ СКВАЖИН: ВЧЕРА, СЕГОДНЯ, ЗАВТРА
Сегодня техника и технология одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) нескольких пластов и одновременно-раздельной закачки (ОРЗ) жидкостей и газов в пласты, а также в первую очередь обеспечение этих процессов информационными технологиями переживают второе рождение.
Системы ОРЭ и ОРЗ появились достаточно давно, но по-настоящему востребованными оказались только теперь. В первую очередь, конечно, это связано с существенным изменением цен на нефть, равно как и на услуги и оборудование для подъема и подготовки нефти. Надо отметить, что нефтяные компании сегодня уже не говорят о том, что нужно уменьшать затраты при закупке оборудования. Возникло понимание необходимости рассматривать весь комплекс показателей оборудования и технологий, заботясь о сокращении не только капитальных, но и эксплуатационных затрат.
Этот подход заставил многие нефтяные компании вспомнить о тех технологиях, которые были известны достаточно давно.
Расширенное внедрение технологии ОРЭ и ОРЗ позволяет решать очень многие проблемы и ставить новые задачи перед теми, кто занимается разработкой этих технологий и техники, и перед теми, кто внедряет эти технологии.
ЗАДАЧИ, СТОЯЩИЕ ПЕРЕД ОРЭ И ОРЗ
• повысить нефтеотдачу и дебит скважины за счет дополнительного вовлечения в разработку низкопроницаемых прослоев;
• увеличить степень охвата и интенсивность освоения многопластового месторождения путем раздельного вовлечения в разработку отдельных тонких разнопроницаемых пластов-прослоев;
• сократить капитальные вложения на бурение скважин;
• интенсифицировать процесс регулирования отборов и закачки во времени и по разрезу скважины;
• увеличить рентабельный срок разработки месторождения;
• снизить эксплуатационные затраты;
• обеспечить учет добываемой продукции из каждого пласта и закачиваемого в него рабочего агента;
• оперативно управлять полем пластовых давлений, регулировать направления и скорости фильтрации пластовых флюидов;
• предотвратить вредное воздействие растворов глушения на ПЗП, отсекать пласты (изолировать скважинную установку от пласта) без отрицательного техногенного воздействия на них;
• уменьшить вероятность осложнений гидратообразования, отложения ас-фальтенов, смол и парафинов, высоких значений температуры,газового фактора, обводненности и вязкости добываемой продукции, повышенного содержания в ней механических примесей, солей, серы и коррозионно-активных компонентов;
• эксплуатировать скважину с негерметичной эксплуатационной колонной;
• использовать газ из газовой шапки или газовых пластов для организации бескомпрессорного (БКГ) или внутри-скважинного газлифта (ВСГ) проводить совместную разработку нефтяной оторочки и газовой шапки без образования газовых конусов;
• разрабатывать водоплавающие залежи, предупреждая образование водяных конусов.
Первые образцы оборудования для ОРЭ созданы в СССР в 1930-х гг., работы в этом направлении были продолжены после войны
Широкие научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы начаты под руководством Н.К.Байбакова
с конца 1950-х гг. (Татария, Башкирия, Грозный, Куйбышев). Н.К.Байбаков в то время курировал всю нефтяную промышленность, и при его фактически каждодневном участии направление стало развиваться очень активно. В 1965 г. было организовано Особое конструкторское бюро по созданию и внедрению оборудования для одновременно-раздельной эксплуатации скважин (ОКБ РЭ) в г. Баку, велись научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в ТатНИПИ-нефть, ВНИИ, СеКавНИПИнефть, ОКБ БН, ВНИИТнефть, ВНИИКАнефтегаз. К 1970 г. были разработаны основные схемы ОРЭ и ОРЗ для работы в двух пластах, вскрытых одной скважиной: «фонтан-фонтан», «фонтан-насос», «насос-фонтан», «насос-насос», «газлифт-газлифт», «закачка-закачка», «закачка-отбор», «отбор-закачка». Созданы, прошли промысловые испытания и серийно выпускались системы с параллельными и концентричными колоннами НКТ.
За пятилетие с 1969 по 1974 г. в нефтяной промышленности СССР на ОРЭ и ОРЗ перевели более 2500 скважин, а в период с 1974 по 1979 г. - еще около 2000 скважин. То есть за десять лет технология была внедрена более чем в 4,5 тыс. скважин. Нужно сказать, что в то время всего в Советском Союзе нефтяных скважин было около 70 тысяч, так что объем внедрения сложно недооценить.
Очень многие элементы техники и технологии ОРЭ И ОРЗ, которые сегодня представляются как новые разработки, в действительности являются лишь новым витком спирали, повторяя на новом уровне с использованием современных
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ ДОБЫЧА \\ 31
рис. 1. пакер с обратным клапаном и штуцер с боковым входом
решений разработки 1950-60-х гг. Это, в частности, относится к системе посадки пакера с помощью специального толкателя, в котором потом будет установлена система золотникового распределителя, позволяющая отбирать жидкость либо из нижнего, либо из верхнего пласта (см. Рис.1).
Тогда же была разработана общепринятая схема, состоящая из одной или нескольких колонн НКТ и некоторого количества пакеров для разобщения пластов, которые необходимо разоб-
щить либо из-за разности давления, либо из-за того, что нельзя смешивать их продукцию. Например, основные объекты разработки в Татарстане -это угленосные и девонские горизонты. Смешение продукции этих пластов дает продукт относительно низкой стоимости, в связи с чем лучше всего поднимать эту нефть отдельно из каждого пласта (рис.2).
Были созданы схемы с обратными клапанами в конструкции, которые позволяют опрессовывать пакерные устройства и обеспечивают прямую и обратную промывку. Сегодня мы видим воспроизводство этого решения на новом уровне с использованием, например, управляемых автономных клапанов с ЧИПами, которые содержат специальную программу. Другие схемы позволяли отбирать жидкость либо из нижнего, либо из верхнего пласта за счет перемещения основного направляющего элемента. Сегодня и этот прием становится элементом новых конструктивных решений, которые обеспечивают повышение живучести и работу без отказов такого оборудования.
Были разработаны конструкции с уплотнительными элементами на управляющих плунжерах или поршнях, которые обеспечивали работу одного или двух пластов одновременно либо
рис. 2. одновременно-раздельная добыча нефти. параллельные колонны НКт
поочередную эксплуатацию каждого пласта с возможностью замера дебита и всех параметров откачиваемой жидкости.
Одна из схем, варианты которой сегодня представляются в качестве нового слова в технике, - тоже достояние истории. Это схема с использованием струйных насосов или инжекторов (см. рис.3).
Струйный аппарат приводится в действие энергией потока жидкости, подаваемого с поверхности, или же потока жидкости высокой энергии, которая может забираться из вышележащего или, наоборот, из нижележащего пла-
рис. 3. оборудование для орЭ с применением инжекторов
рис. 4. схема орЭ двух пластов с применением концентрично расположенных колонн НКт
ста. Причем в данном случае мы видим не просто схему, а конструкцию такой системы, которая обеспечивает подачу жидкости из двух пластов, один из которых служит носителем энергии, а второй дает только откачиваемую жидкость.
Были разработаны и такие схемы, которые сегодня не применяются. В частности, схемы с гидропоршневыми насосами. Сегодня гидропоршневые насосы практически не применяются на нефтяных скважинах Российской Федерации, но в 1970-е гг. они использовались и для них были готовые схемы и соответствующее оборудование. Как известно, есть две основные конфигурации ОРЭ - с использованием концентричных колонн НКТ и параллельных колонн НКТ для подъема продукции разных пластов или для закачки и подъема жидкости. Раздельный отбор нефти с применением концентричных колонн НКТ впервые в нашей стране был предложен В.Н.Беленьким и М.А.Гейманом (см. рис.4). Схема была применена в НГДУ «Первомайнефть» Куйбышевской области, причем в объеме около 100 скважин.
рис. 5. схема оборудования скважины параллельными рядами НКт
Основной объем внедрения технологии ОРЭ и ОРЗ в 1960-е гг. пришелся на Башкирию, где было оборудовано более 600 скважин, из которых порядка 420 были эксплуатационными, остальные - нагнетательные скважины по системе ОРЗ. На втором месте стояла Татария, далее - Куйбышев, Пермь, Мангышлак. То есть в то время практически вся страна занималась этими вопросами, так же, как мы сегодня тоже все начали заниматься этими вопросами снова.
В 1953 г. на Ромашкинском месторождении в скважину диаметром 168 мм на глубину в 1725 и 1740 м были спущены две колонны НКТ 60 мм с пакером (см. рис.5). В неглубокие скважины двухколонные компоновки спускались еще до Великой Отечественной войны. При использовании такой системы эксплуатация скважины почти ничем не отличается от эксплуатации однопластовой скважины, но при этом обеспечивается полное разобщение продуктивных пластов и имеется возможность установления режима работы каждого пласта с замером дебита по каждому пласту. Проблема использования такой схемы заключается в том, что необходимо установить две, а иногда и более труб в обсадной колонне, обеспечить их герметизацию друг от друга на устье и возможность спуска и подъема этих труб без создания аварийных ситуаций. Тогда, на Ромашкинском месторождении, спускали 60-миллиметровые НКТ на достаточно большую глубину, был использован пакер, и работала такая система достаточно долго. Одна из этих систем на глубине 1740 м отработала без подъема около
РЕКТОРУ, ПРОФЕССОРСКО-ПРЕПОДАВАТЕЛЬСКОМУ СОСТАВУ И СТУДЕНТАМ РОССИЙСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. ГУБКИНА
Уважаемые коллеги, друзья!
От имени коллектива ОАО НК «Русснефть» примите самые теплые поздравления с юбилеем Российского государственного университета им. Губкина! На протяжении 80 лет университет по праву считается одним из ведущих вузов страны и пользуется огромным авторитетом среди мирового нефтегазового сообщества. Среди нескольких поколений его выпускников - первопроходцы-геологи, инженеры, строители, экономисты, - все, кто своим талантом, огромной трудоспособностью и любовью к родному делу создавал нефтегазовую промышленность страны и прочную основу ее благосостояния.
И сегодня РГУ им. Губкина, обладающий блестящим преподавательским составом и передовой научной и технической базой, является альма-матер для лучших специалистов нефтегазового комплекса, для тех, кто на передовой, буровых и в цехах заводов творит будущее нашей родной отрасли. Примите самые искренние пожелания новых достижений и свершений во имя нашего университета и всей нефтегазовой отрасли страны!
С уважением.
Президент ОАО НК «Русснефть» О.Г. Гордеев
Рис. 6. Схема оборудования скважины комбинацией концентрических и параллельных колонн
340 суток, а вторая намного меньше -95 суток. Для 53-го года это, в общем-то, очень хороший показатель надежности оборудования. И, видимо, это как раз и подвигло на дальнейшее расширение работ по одновременно-раздельной эксплуатации скважин. Были схемы с использованием системы газлифта, трехкомпонентные конструкции и т.д. Естественно, такие работы велись не только в Советском Союзе. И очень часто работы, которые велись у нас в стране, были очень похожи на то, что делалось за рубежом. Но у нас, как вы знаете, совершенно другие условия эксплуатации. В первую очередь у нас практически никогда не было обсадных колонн большого диаметра. И поэтому такая схема, которая достаточно часто применялась в США, где была возможность спускать в скважину целый пучок насосно-компрессорных труб, у нас практически нереальна (см. рис. 6). Основной диаметр обсадных колонн сегодня у нас 168 мм (иногда - 178 мм), а в 1970-х гг. для экономии ушли на еще меньший диаметр - 146 мм, а в
некоторых случаях обсадные колонны имели еще меньший диаметр. Применение в этом обсадном диаметре параллельных насосно-компрессорных труб, конечно, всегда было очень сильно затруднено.
В США применялась также технология, когда при бурении скважины большого диаметра обсаживание во многих интервалах глубин не проводилось, а просто спускались насосно-компрессорные трубы, которые служили «обсадными трубами». После этого шло цементирование пучка труб, каждая из которых открывала возможность подъема жидкостей из одного из пластов.
Во многих случаях нет возможности использовать энергию пласта для добычи необходимого количества жидкости. В этом случае в скважину спускаются насосные системы или используются другие механизированные способы эксплуатации. Один из вариантов использования такой конструкции - полая штанга или труба с насосом в нижней части скважины и фонтанная эксплуатация верхнего горизонта. Распространенные сегодня системы, которые используют пакерные устройства для работы с установками электроприводных насосов, также были известны достаточно давно. В частности, была схема с пакерным устройством и проведенными через него кабельными линиями (см. рис.7).
Рис. 7. Схема оборудования для ОРЭ с ЭЦН
Нужно сказать, что кабельные линии проводились в то время двумя основными способами. Во-первых, это примерно такая же схема, какая применяется сегодня на устье скважины с разделкой кабельной линии до изоляции жилы с последующим их уплотнением. По второму варианту строительная длина кабеля заканчивалась обычным кабельным вводом в верхнюю часть пакера. Аналогичный кабельный ввод устанавливался на выходе из пакерного устройства для соединения с кабельным удлинителем ПЭД. Очень много оборудования было разработано и внедрено институтом «Тат-
Рис. 8. Отбор нефти из двух пластов штанговыми насосами
НИПИнефть», ОКБ БН, ВНИИ имени Крылова. Схемы достаточно сильно отличались по конструктивному исполнению, потому что, например, ОКБ по бесштанговым насосам разрабатывало в то время специальный промежуточный пакер, который обеспечивал установку не в гладкой части насосных обсадных колонн, а в стыках между этими обсадными трубами. Были варианты, когда посадка пакера обеспечивалась с помощью специального зуба, и были варианты, когда это делалось при помощи шариков.
С помощью такой же конструкции решалась проблема расшатывания и смещения пакера при циклических нагрузках от работы штангового насоса в системе ОРЭ.
Применялись также насосные установки штангового типа, которые могли использовать для откачки жидкости из двух пластов специальные дифференциальные насосы, тоже достаточно давно известные. Сегодня все чаще применяются такие системы не только для откачки жидкостей из двух разных пластов, но и для того, чтобы, например, отбирать
большое количество свободного газа, для того, чтобы отбирать только нефть и не забирать воду из скважины и т.д. (см. рис. 8).
Еще одна система основывалась на использовании дифференциальных насосов с возможностью откачки жидкости иногда по одной насосной линии, иногда по двум насосным линиям из двух пластов (см. рис.9). Применение различных дифференциальных и других насосов для работы в двух, а иногда и в трех пластах привело к необходимости работать над созданием новых инструментов диагностики, в частности - альбомов с динамограмма-ми для специальных насосов. Были разработаны технологии, которые обеспечивали спуск оборудования в скважину, открытие или фиксацию па-керных устройств, работу по включению того или другого пласта, возможность обратной промывки. То есть были разработаны основные схемы и технологи, которые позволяют всем нам сегодня двигаться дальше, «опираясь на широкие плечи» тех специалистов, которые были первыми.
Установка дп! (1Ра с цнф фс ^ь -|иа пы. =■ н иасоспи
рис. 9. Установка с дифференциальным насосом для орЭ
-•>4 2 Л><:-
-5 О Д^11
Будущему нужна энергия. Поэтому мы ^ ищем, разрабатываем и -осваиваем новые месторождения неф™ сб и газа во всем мире. Используя . самые современные технологии, сообща I с надежными партнерами. ... -Особенно в Европе, Северной Африке, Южной Америке, России и Прикаспий ■ мы располагаем богатым технологическим опытом и знаниями данных регионов. Мы, самая крупная нефтегазодобывающая компания со штаб-квартирой-в Германии, обеспечиваем надежное энергоснабжение. Сегодня и в будущем1.
www.wintershall.com - . „
ищем, разрабатываем и -и газа во всем мире. Используя . ■: с надежными партнерами.
Компания «Винтерсхалл» от всей души поздравляет с юбилеем всех преподавателей, студентов и ученых РГУ им. Губкина! Многие сотрудники «Винтерсхалла» и наших партнеров с гордостью и теплыми чувствами вспоминают свою альма-матер. Нас объединяет то, что и Вы, и мы работаем на будущее. Пусть Ваш значительный вклад в мировую историю нефтегазовой отрасли никогда не перестает пополняться новыми профессионалами и научно-техническими достижениями, а 80 лет истории успеха имеют достойное продолжение. Сегодня и в будущем!
АллгйегеИаИ
Рис. 10. Индикаторные диаграммы пластов
СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Итак, у нас есть возможность спуска одной, двух или нескольких труб, как концентричных, так и параллельных. При работе концентричного лифта есть необходимость очень четко знать разность температур и вероятность отложения парафина, смол и солей на трубах.
Дело в том, что разные температуры двух потоков могут обеспечить очень сильное выпадение нежелательных нам систем, которые будут ухудшать работу того или другого лифта. Особенно опасно это для концентричного, наружного кольцевого сечения, потому что внутри колонн мы еще можем провести какие-то работы, например по механической очистке, а в кольцевом канале возможно только применение химических технологий. Использование химии обходится всегда очень дорого и не всегда возможно без снижения продуктивности самой скважины. Основой любой технологии ОРЭ является пакерная система. В базовом варианте пакерная секция включает
в себя пакер, разъединитель колонны, мандрель (скважинная камера) и регулятор-штуцер (клапан-отсекатель). Многопакерная компоновка может эксплуатировать столько пластов (слоев), сколько необходимо по проекту разработки. При этом пакерные секции российских компоновок могут соединяться между собой жестко, а также посредством разъединителя колонн (РК) и телескопических соединений.
КРИТЕРИИ ПРИМЕНИМОСТИ ТЕХНОЛОГИИ
Сегодня очень часто ставится вопрос так: «Давайте внедрять везде систему ОРЭ». Но, наверное, нужно сначала разобраться, а можно ли внедрять и нужно ли внедрять такую систему? Будет ли экономический или технико-экономический эффект? Потому что оборудование для ОРЭ является намного более сложным, чем оборудование для обычной эксплуатации. И даже если мы создадим замечательное оборудование, то уже само по себе увеличение количества элементов, входящих в систему, даст уменьшение надежности.
Например, если это скважина малого диаметра, то это означает невозможность использования параллельных труб. А отказ одного из элементов при концентричном размещении НКТ приводит к тому, что приходится останавливать два, три, четыре пласта, которые мы эксплуатируем, и т.д. (см.ВОХ2 «Преимущества и недостатки ОРЭ и ОРЗ»). Переходу на технологию ОРЭ или ОРЗ должно предшествовать четкое определение цели применения раздельной эксплуатации (закачки) с тщательным выбором фонда скважин, переводимых на ОРЭ (ОРЗ). Необходимо проведение подготовительных и исследовательских работ по скважинам-кандидатам на перевод в ОРЭ и подбор параметров работы установок в соответствии с заданным режимом эксплуатации пластов. Нужно убедиться в действенности средств повышения надежности и работоспособности скважинного оборудования, решить вопрос замера основных рабочих показателей эксплуатируемых пластов и скважинного оборудования, а также предусмотреть возможность изменения режимов работы системы «пласт-скважина-насосная установка».
ПОРЯДОК ПОДБОРА ШТУЦЕРОВ ПРИ ОРД ЧЕРЕЗ ОДНУ КОЛОННУ
При установлении технологического режима одновременно-раздельной добычи (ОРД) один из пластов перекрывают, другой пускается в эксплуатацию при различных дебитах. Одновременно после установления стабильного режима работы пласта глубинным манометром измеряется забойное давление. Аналогично исследуется второй пласт при
Преимущества и недостатки ОРЭ и ОРЗ
ПРЕИМУЩЕСТВА ОРЭ И ОРЗ НЕДОСТАТКИ ОРЭ И ОРЗ
• повышение нефтеотдачи пласта и дебит скважины; • увеличение степени охвата и интенсивности освоения многопластового месторождения за счет раздельного вовлечения в разработку отдельных тонких разнопроницаемых пластов; • сокращение капитальных затрат на строительство скважин; • регулирование отборов и закачки во времени и по разрезу скважины; • увеличение рентабельного срока разработки месторождения; • снижение эксплуатационных затрат; • предотвращение вредного воздействия растворов глушения на ПЗП; • эксплуатация скважин с негерметичной эксплуатационной колонной; • использование энергии газовой шапки или газовых пластов для организации бескомпрессорного (БКГ) или внутрискважинного газлифта (ВСГ). • сложность подбора оборудования; • сложность монтажа и демонтажа; • необходимость использования в большинстве случаев регулируемых клапанов; • сложность обработки призабойных зон скважины; • сложность определения дебита (приемистости) каждого эксплуатируемого объекта; • необходимость остановки эксплуатации всех объектов при проведении ПРС на одном из них.
перекрытом первом. По полученным данным строится индикаторная диаграмма для каждого пласта в координатах р=^0) (см.рис. 10). Для установления режима работы обоих пластов необходимо подобрать забойный штуцер, который обеспечивал бы после себя давление, равное забойному давлению при работе только одного второго пласта, а также подобрать устьевой штуцер, обеспечивающий заданный технологический режим эксплуатации скважины.
Последовательность операций по регулированию работы двухпластовой скважины производится следующим образом.
По данным исследований строятся индикаторные диаграммы отдельно для каждого пласта. Допустим, что индикаторные диаграммы пластов имеют следующий вид, (а). Заданные дебиты пластов I и II составляют соответственно Q1 и Q2. Забойный штуцер должен быть установлен против пласта II, так как забойное давление его выше, чем для пласта I.
Перепад давления в штуцере при заданном расходе 02 должен составлять ДР =
Р2 - Р1. Штуцер подбирают по графику б, отражающему зависимость между давлением и расходом жидкости при истечении последней через отверстия различных диаметров. Из графика видно, что для заданных условий подходит штуцер с сечением d4. При расходе 02 этот штуцер обеспечивает после себя давление Р1 , то есть то давление, при котором пласт I даст дебит 01
После определения размера забойного штуцера подбирают устьевой штуцер на суммарный дебит пластов 0 = 01 + 02. Устьевой штуцер подбирают так же, как в однопластовой скважине. После того как режим работы скважины устанавливается, проводится проверка всех показателей.
Этот алгоритм показывает, что есть большие проблемы при работе таких систем, которые как раз и необходимо решать, используя новейшие созданные системы (как пассивные, так и активного воздействия на пласты и в призабойной зоне пласта).
Поэтому сегодня к известным элементам систем ОРЭ необходимо добавлять модули с автономным питанием и встро-
енными программами,которые по тем условиям, которые получает управляющий элемент (по давлению, по температуре, по количеству свободного газа, по плотности откачиваемой жидкости и т.д.), могут принимать решение сами, без участия технолога на поверхности. Решение может быть связано с частичным перекрытием (то есть уменьшением проходного сечения штуцера) либо, наоборот, с открытием этого штуцера, либо штуцер может быть полностью закрыт. В данном случае подача пластового флюида из того или другого пласта будет остановлена.
развитие технологии орэ
Помимо распространенных однолифто-вых и двухлифтовых установок для ОРЭ на базе станков-качалок в «Татнефти» отдельным направлением относительно недавно стало использование цепного привода собственной разработки для двухрядного лифта, расположенного параллельно в одной обсадной колонне.
Другая конструкция использует дифференциальный насос для разработки двух пластов (см. рис 9 .«Установка для
Президент Международной группы компаний «ИТЕРА» И.В. Макаров
Профессорско-преподавательскому составу, студентам и аспирантам Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина
УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ! ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ!
Сердечно поздравляю вас с восьмидесятилетием вашего прославленного учебного и научного центра.
Родившийся в сложный период индустриализации страны, ваш ВУЗ за минувшие десятилетия стал главной кузницей кадров для отечественной нефтяной и газовой отрасли, флагманом российской и мировой нефтегазовой науки. Десятки тысяч высококвалифицированных специалистов-губкинцев внесли весомый вклад в становление и развитие российской топливной энергетики. На их счету разработка и реализация самых современных и эффективных методов разведки и обустройства месторождений углеводородов, прокладки трансконтинентальных трубопроводов сквозь вечную мерзлоту Севера и знойные пески Средней Азии, глубокой переработки углеводородного сырья и множество других достижений мирового класса.
Наша компания уже много лет входит в число друзей и партнеров РГУ. Преподаватели Университета знакомят наших сотрудников с новейшими достижениями отраслевой науки. В свою очередь, специалисты «ИТЕРЫ» делятся с губкинцами своим практическим опытом. Мы гордимся тем, что многие лучшие студенты и преподаватели Университета являются держателями именных стипендий и грантов, учрежденных «ИТЕРОЙ». Убежден, что наше плодотворное сотрудничество будет и впредь крепнуть и развиваться.
В этот знаменательный день прошу всех губкинцев принять от коллектива «ИТЕРЫ» пожелания личного благополучия и новых успехов в деле подготовки специалистов экстра-класса для нашей Родины и десятков стран планеты. Пусть и впредь диплом выпускника Университета имени И.М. Губкина будет знаком качества в мировом сообществе нефтяников и газовиков.
Рис. 11. ОРД для горизонтальных скважин и боковых стволов
Рис. 13. Дифференцированное воздействие на пласты разной проницаемости
ОРЭ с дифференциальным насосом»). И достаточно новым и очень востребованным направлением ОРЭ становится установка этих систем в боковые отводы или в горизонтальные скважины (см. рис.11).
В горизонтальные скважины и боковые стволы не всегда удается спустить обсадную колонну. Поскольку же в отсутствие обсадной колонны велик риск прорыва газа и воды, необходимо предусматривать какие-то механизмы защиты от этого фактора. С этой целью было разработано оборудование, которое можно спускать, например, в боковой ствол и параллельно изолировать продуктивные интервалы от интервалов возможного водо- или газопроявления (см. рис.12).
ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНАЯ ЗАКАчКА
Довольно часто используются сегодня компоновки для ОРЗ в нагнетательных скважинах, в том числе потому, что зачастую жидкость необходимо закачивать не только в целях ППД, но и просто для утилизации попутно добываемой воды. В этом случае нужно проводить закачку воды для поддержания пластового давления в один из продуктивных пластов, а утилизацию воды - в другой пласт, не имеющий сообщения с продуктивными горизонтами добывающей скважины (см. рис.13).
Важный этап работы в данном случае заключается в подготовке обсадной колонны (ОК) к установке оборудования. Процесс включает в себя очистку вну-
тренней поверхности ОК (продукты коррозии, соли, АСПО, глинистые и цементные корки), шаблонирование скважины по всей длине установки оборудования, обследование внутренней поверхности ОК в месте установки пакера (раковины, наросты поверхности износа и коррозии) и обработку внутренней поверхности ОК в месте установки пакера и в зонах перфорации.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Одна из основных проблем при ОРЭ или ОРЗ состоит в получении достоверной информации о дебитах, давлении, составе пластовой жидкости и газа, получаемых из разных пластов, вскрытых одной скважиной. В данном случае речь
Рис. 12. Скважинная компоновка для ОРЭ с изоляцией интервалов
рис. 14. интеллектуальные скважины: система УисдНУ - 1995-1999 гг.
идет об «интеллектуальных» скважинах, «интеллектуальных» промыслах и так далее.
Работа по «интеллектуализации» добычи в нашей стране началась примерно в начале-середине 1980-х гг., когда появились первые компьютерные системы, которые позволяли обрабатывать массивы информации. Они уже могли устанавливаться, по крайней мере, в цехах добычи нефти и газа. Тогда появилась первая работа, программа, которая была согласована с Министерством нефтяной промышленности. Александр Андроникович Джавадян, с именем которого связано большое количество новых видов техники и технологии, которые сегодня используются в российской нефтяной промышленности, дал «добро» на эту работу. В то время не было термина «интеллектуальная скважина», тогда было принято название «роботизированный комплекс», который обеспечивал получение информации на скважине, передачу по физическим линиям, то есть по кабельным линиям либо по уже появившимся тогда в достаточно свободном обращении радиостанциям. Передача информации шла на достаточно крупные компьютерные системы, которые получали эту информацию и обрабатывали ее.
Первоначальная задача состояла в получении оперативной достоверной информации о работе системы «пласт-скважина-насосная установка» и ее обработка. Дальнейшим развитием стала интеграция информации по отдельным
скважинам для получения общей картины работы месторождения. На этих этапах не было возможности использовать обратную связь (отсутствие возможности изменения рабочих характеристик скважин и насосных установок). Поэтому говорить о создании «интеллектуальных скважин» в то время не приходилось. После появления компьютерных систем и станций управления, позволяющих менять рабочие характеристики добывающего оборудования, усложнились и выросли задачи интеллектуальных систем: сбор, анализ и хранение информации о работе систем; управление системами с целью получения максимального количества нефти (увеличения МРП, снижения энергопотребления и т.д.). Системы, которые уже можно отнести к классу «интеллектуальных скважин», начали появляться с тех пор, как появились персональные компьютеры. Теперь можно было не отдавать в ВЦ всю информацию, чтобы ее потом набивали на карточки и потом получали огромную колоду с неочевидными ошибками. Появилась возможность получать всю информацию в режиме диалога с машиной.
В Западной Сибири одной из точек начала работы по созданию «интеллектуальных скважин» были объединения «Лангепаснефтегаз» и «Когалымнеф-тегаз». В этих объединениях работы по внедрению систем диагностики и обработки информации со скважин вели уфимская фирма «Авитрон» и ГАНГ имени И.М.Губкина. Некоторые фир-
мы начали изготавливать и поставлять оборудование с системами датчиков и специальными станциями управления (см. рис. 14).
Вся информация, которая получалась с этих датчиков, отправлялась на контроллер и с него радиосигналом отправлялась в ЦДНГ.
Аналогичные работы, естественно, велись и за рубежом. Фирма Baker Hughes поставляла свои контроллеры и в Татарию, и в Западную Сибирь, и на юг России. На станки-качалки устанавливались датчики нагрузки и положения балансира, с помощью которых получалась информация для построения ди-намограммы, по которой определялись условия работы оборудования. С тех пор на скважины и на кусты скважин устанавливалось все больше дополнительного оборудования, которое, в частности, заменяло блоки малой автоматизации, заменяло групповые замерные установки, счетчики жидкости и т.д. Это оборудование может обеспечивать замеры,обработку и хранение всей информации по добывающим, а также по нагнетательным скважинам (то есть расход, давление, работу тех или других устройств системы нагнетания жидкости).
Собирая всю эту информацию, обрабатывая ее, оператор или интеллектуальная система получает возможность регулировать все параметры работы скважинного насосного оборудования в скважинах как эксплуатирующих один пласт, так и много пластов, в непрерывном или периодическом режиме.
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ ДОБЫЧА \\ 39
