CC BY
32РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УДК 622.276.76
В.А. Лушпеев1, e-mail: [email protected]; Л.М. Кочетков1; С.Н. Бастриков2, e-mail: [email protected]; В.Н. Федоров3, e-mail: [email protected]
1 ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», филиал в г. Сургуте (Сургут, Россия).
2 АО «СибНИИНП» (Тюмень, Россия).
3 ООО «БашНИПИнефть» (Уфа, Республика Башкортостан, Россия).
Технология исследования многопластовых объектов, оборудованных системой одновременно-раздельной эксплуатации
В работе описана технология исследования многопластовых объектов, оборудованных системой одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ). Целью работы является поиск оптимальной технологии исследования для одновременно-раздельной разработки многопластовых нефтегазовых месторождений. Для условий Западной Сибири однонасосные конструкции компоновок одновременно-раздельной эксплуатации с разобщающими пакерами и различными запорными устройствами для отсечения пластов (электромагнитные, электромеханические и гидравлические клапаны-регуляторы) в большинстве случаев являются наиболее предпочтительными.
Для получения информации о каждом работающем пласте необходимо разместить датчики давления и температуры у кровли пластов и в зумпфе скважины.
Скважины, оснащенные описанной компоновкой, являются полностью автоматизированными, поскольку при определенных настройках станции управления возможно обеспечение закрытия клапанов с необходимой регулярностью и фиксацией раздельных параметров работы пластов в автоматическом режиме. Данная схема является практически универсальной и позволяет контролировать и регулировать создаваемую на пласты депрессию. Исследования скважин, оборудованных данной компоновкой, проводятся без подъема глубинного оборудования. Это позволяет существенно снизить временные и финансовые затраты. Кроме того, выполняется важнейшее требование Правил разработки месторождений: контроль выработки запасов из каждого пласта многопластового объекта.
Предложенные в работе технологические решения для эксплуатации многопластовых объектов являются универсальными и подходят для эксплуатации трех и более пластов. Описанные устройства, такие как клапан-регулятор, позволяют создавать различную депрессию на пласты, отсекать каждый из пластов для записи качественных КВД.
Технология позволит контролировать, регулировать и оптимизировать работу эксплуатируемых пластов, а также планировать и оценивать эффективность геолого-технологических мероприятий.
Ключевые слова: многопластовое месторождение нефти, одновременно-раздельная эксплуатация, клапан-регулятор, давление, температура, датчики, электроцентробежный насос (ЭЦН), пакер.
V.A. Lushpeev1, e-mail: [email protected]; L.M. Kochetkov1; S.N. Bastrikov2, e-mail: [email protected]; V.N. Fedorov3, e-mail: [email protected]
1 Tyumen State Oil and Gas University FSBEI HPE, Surgut Branch (Surgut, Russia).
2 Siberian Research Institute of Oil Industry JSC (Tyumen, Russia).
3 Bashneft PJSOC (Ufa, the Republic of Bashkortostan, Russia).
Multilayer well test technology of facilities equipped with the system of dual completion
The paper describes the technology of well test facilities equipped multilayer system of dual completion. The aim is to search for the optimal technology of well test for dual development of multilayer oil and gas fields. For the conditions of Western Siberia Single pump design layouts dual completion packers and uncoupling with different locking systems for clipping formations (electromagnetic, electromechanical and hydraulic control valves) in most cases are the most preferred.
76
№ 2 февраль 2016 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ
FIELDS DEVELOPMENT AND OPERATION INSTALLATION
For information about each running formation necessary to place pressure and temperature sensors from the roof layers and sump wells.
The wells are equipped with the described arrangement, is a fully automated, since, under certain settings, the control station may ensure the closure of valves must be regularly and fixing of separate parameters of the layers automatically. This scheme is almost universal, and allows you to control and adjust the layers created in the depression. Well test with this arrangement, carried out without raising deep equipment. This can significantly reduce the time and cost. Also it fulfills an important requirement of the Rules of mining: monitoring development of reserves of each layer multilayer object.
Proposed in technology solutions for the operation of multi-objects are universal and are suitable for the operation of three or more layers. The described device, such as a control valve, you can create different pressure drawdown, cut each of the layers for recording high-quality build-up.
The technology allows you to control, manage and optimize the performance of the exploited layers, and to plan and evaluate the effectiveness of geological and technical measures.
Keywords: multilayer oil field, dual completion, control valve, pressure, temperature sensors, electric centrifugal pump (ESP), the packer.
Для эффективной эксплуатации многопластовых объектов необходимы промыслово-геофизические данные, полученные в процессе разработки пластов.
Термодинамические исследования позволяют решить такие задачи, как качественное и надежное определение работающих интервалов многопластового объекта, объемный вклад в общую работу скважины каждого пласта в отдельности. Барометрия позволяет определить фильтрационные характеристики эксплуатируемых пластов, такие как проницаемость, ги-дропроводность, скин-фактор и другие параметры. В совокупности результаты комплексных термогидродинамических исследований можно использовать для установления оптимального технологического режима работы скважин, контроля и регулирования процесса разработки месторождения, планирования геолого-технологических мероприятий. Использование компоновок для ОРЭ предполагает возможность создания раздельной депрессии на каждый пласт, вплоть до полного отсечения одного из пластов. Данный факт позволяет вести раздельный учет продукции по одновременно работающим пластам, что является обязательным требованием Правил разработки нефтегазовых
месторождений. Если компоновки ОРЭ оснастить многодатчиковой системой регистрации пластовых параметров, то кроме раздельного учета добываемой продукции можно в режиме реального времени осуществлять мониторинг работы внутрискважинного оборудования, состояния призабойной зоны пласта, а также наблюдать за работой пластов при создании на них различных депрессий. Последний факт очень важен с точки зрения создания оптимальной депрессии на каждый пласт при их совместной работе. Вклад каждого пласта в общую работу скважины, согласно линейному закону фильтрации Дарси, прямо пропорционален проницаемости пластов, созданной на каждый пласт депрессии, и обратно пропорционален вязкости фильтрующейся жидкости. Проницаемость призабойной зоны пласта(ПЗП) - величина,незначительно изменяющаяся во времени и, при правильном подходе, контролируемая и регулируемая. Создаваемая на каждый из одновременно эксплуатируемых пластов депрессия оказывает наибольшее влияние на дебит скважин и продуктивность каждого из пластов. Кроме того, депрессию на пласт при наличии качественной информации об их совместной работе можно подобрать и установить ее оптимальное значение.
Для получения информации о каждом работающем пласте необходимо разместить датчики давления и температуры у кровли пластов и в зумпфе скважины. Схема компоновки для проведения исследований при ОРЭ показана на рисунке 1.
Применение данной конструкции позволяет эксплуатировать скважины, вскрывающие три и более пласта. Скважины, оснащенные описанной компоновкой, являются полностью автоматизированными, поскольку при определенных настройках станции управления возможно обеспечение закрытия клапанов с необходимой регулярностью и фиксацией раздельных параметров работы пластов в автоматическом режиме. Данная схема является практически универсальной и позволяет контролировать и регулировать создаваемую на пласты депрессию.
Исследования скважин, оборудованных данной компоновкой, проводятся без подъема глубинного оборудования. Это позволяет существенно снизить временные и финансовые затраты. Под каждым клапаном расположены хвостовики с манотермометрами для регистрации давления и температуры, которые являются индикаторами закрытия и открытия клапанов. При закрытии идет запись кривой восстановления
Ссылка для цитирования (for references):
Лушпеев В.А., Кочетков Л.М., Бастриков С.Н., Федоров В.Н. Технология исследования многопластовых объектов, оборудованных системой одновременно-раздельной эксплуатации // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016. No 2. С. 76-80.
Lushpeev V.A., Kochetkov L.M., Bastrikov S.N., Fedorov V.N. Multilayer well test technology of facilities equipped with the system of dual completion (In Russ.). Territorija «NEFTEGAZ» = Oil and Gas Territory, 2016, No. 2. P. 76-80.
TERRITORIJA NEFTEGAS - OIL AND GAS TERRITORY No. 2 february 2016
77
РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Рис. 1. Компоновка ОРЭ с одним ЭЦН и возможностью отсечения любого пласта для проведения исследований
Fig. 1. Dual operation layout with one electric centrifugal pump and a possibility of cutting off any layer for pursuance of the researches
Q P ▲ i
Г
Оба пласта \ Нижний пласт i Верхний пласт
РА РА -
P3Q3 РА
Р Q
5 5
РА
1 режим 2 режим . 3 режим 4 режим i 5 режим б режим
Рис. 2. Изменение дебита и давления при исследованиях на установившихся режимах Fig. 2. Productivity and pressure change during researches under steady conditions
давления (КВД), причем достаточно качественной, т.к. исключается влияние ствола скважины, усложняющее интерпретацию данных. Принцип работы датчиков схож с принципом работы термоманометрической системы (ТМС) установки электроцентробежного насоса (УЭЦН). Информация по геофизическому кабелю передается на станцию управления, откуда посредством телемеханики -на автоматизированное рабочее место (АРМ) геолога, технолога или другого специалиста.
Предлагается следующая технология проведения исследований на установившихся режимах фильтрации. Для примера рассмотрен случай ОРЭ двух пластов. Скважина выводится на установившийся режим эксплуатации, при этом оба клапана-регулятора находятся в открытом положении, т.е. работают оба пласта совместно. Достижение установившегося режима работы определяется по не изменяющимся в течение 2-3 часов значениям дебита скважины и давления на всех датчиках. Время выхода скважины на установившийся режим работы зависит от вязкости фильтрующегося флюида и коллекторских свойств пласта, в частности проницаемости. Схема изменения дебита и давления при исследованиях на установившихся режимах приведена на рисунке 2.
Затем скважина с помощью частотного преобразователя переводится на следующий режим работы. В рассматриваемом примере частота вращения погружного электродвигателя (ПЭД) УЭЦН увеличивается, дебит скважины и депрессия на пласт также возрастают. При этом клапаны-регуляторы находятся в открытом положении, работают оба пласта. Значения депрессии и дебита на втором режиме фиксируются. Третий режим работы скважины предполагает отсечение одного из пластов и регистрацию параметров работы одного пласта на установившемся режиме фильтрации. Для этого верхний клапан-регулятор переводится в закрытое положение, отсекая таким образом верхний пласт. В работе находится только нижний пласт. После достижения установившегося режима
78
№ 2 февраль 2016 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ
FIELDS DEVELOPMENT AND OPERATION INSTALLATION
Q, Q5 Q6 Q< Q3 Q2 Q
Рис. 3. Совмещенная индикаторная диаграмма по пластам Fig. 3. Integrated indicator diagram by layers
Рис. 4. График регистрации давления напротив пластов Fig. 4. Pressure registration diagram against layers
работы, что определяется стабильными показаниями манометра и расходомера, скважина переводится на следующий (четвертый) режим работы. Для этого частота вращения ЭЦН с помощью частотного преобразователя уменьшается. Работает по-прежнему только нижний пласт с меньшей, чем на третьем режиме, депрессией и, соответственно, меньшим дебитом. Значения дебита и забойного давления регистрируются и контролируются до вывода скважины на установившийся режим работы. Пятый режим работы предполагает проведение исследований верхнего пласта. Для этого клапан-регулятор нижнего пласта переводится в закрытое положение, отсекая его. Клапан-регулятор верхнего пласта переводится в открытое положение, создавая условия для притока из верхнего пласта. Депрессия на верхний пласт такая же, как и при исследовании нижнего пласта на четвертом режиме. Скважина выводится на установившийся режим работы, давление и дебит регистрируются до момента достижения постоянных значений. Далее с помощью частотного преобразователя скважина переводится на шестой, заключительный режим работы. Шестой установившийся режим фильтрации пластового флюида из верхнего пласта характеризуется большей по сравнению с пятым режимом депрессией, что достигается путем увеличения частоты вращения ПЭД. Давление и дебит регистрируются до момента их стабилизации.
По окончании исследований на установившихся режимах верхнего пласта клапан-регулятор нижнего пласта переводится в открытое положение, подключая в работу нижний пласт. Далее скважина эксплуатируется в стандартном технологическом режиме одновременно-раздельной эксплуатации - в работе находятся оба пласта. Для определения коэффициента продуктивности и гидропроводности каждого пласта необходимо провести гидродинамические исследования на установившихся режимах фильтрации. Такие исследования предполагают построение зависимости дебита пласта от депрессии на него (ДР), которая носит название «индикаторная диаграмма»
(ИД). Дебит и депрессия регистрируются поочередно на нескольких (минимум двух) установившихся режимах работы каждого из пластов и при одновременной работе всех объектов (рис. 3). Результатом исследования на установившихся режимах фильтрации становится индикаторная диаграмма (рис. 3), которая строится для трех случаев: 1) в работе находятся оба пласта (1-й, 2-й режим исследований);
2) в работе находится нижний пласт (3-й, 4-й режимы исследований);
3) в работе находится верхний пласт (5-й, 6-й режимы исследований). Для каждого случая определяется коэффициент продуктивности Кпрод и гидропроводности е.
Технология проведения исследований на неустановившихся режимах при ОРЭ заключается в регистрации кривых восстановления давления поочередно в
TERRITORIJA NEFTEGAS - OIL AND GAS TERRITORY No. 2 february 2016
79
РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
интервалах каждого из пластов при их отсечении с помощью клапанов-регуляторов. Данный вид исследований можно совместить с исследованиями на установившихся режимах фильтрации. Рассмотрим тот же случай, что и при описании исследований на установившихся режимах (рис. 2): скважина, вскрывшая два пласта, эксплуатируется с компоновкой ОРЭ, имеющей отсекающие пакеры и клапаны-регуляторы. При проведении исследований нижнего пласта на установившихся режимах (3-й, 4-й режимы) верхний пласт не работает, верхний клапан-регулятор переведен в закрытое положение. С момента изоляции верхнего пласта в этом интервале давление начинает восстанавливаться. При этом происходит
регистрация кривой восстановления давления (КВД) напротив верхнего пласта (рис. 4). Влияния ствола скважины и нижнего работающего пласта при условии качественной герметизации клапанов-регуляторов на вид регистрируемой КВД не будет. Таким образом, во время исследования нижнего пласта на установившихся режимах производятся исследования верхнего пласта на неустановившихся режимах фильтрации методом КВД. Время регистрации КВД, так же как и время исследований на каждом из установившихся режимов, определяется коллекторскими свойствами пласта. При этом надо понимать, что чем дольше производится регистрация КВД, тем большую зону вокруг скважины она характеризует.
Аналогично производятся исследования нижнего пласта. В период исследования верхнего пласта на установившихся режимах (5-й, 6-й режимы) производится регистрация кривой восстановления давления напротив нижнего пласта (рис. 4). При условии качественной герметизации клапана-регулятора влияния ствола скважины на вид КВД не будет.
ВЫВОДЫ
Разработана и предложена технология получения информации о многопластовых объектах, эксплуатируемых скважинами с системой одновременно-раздельной добычи.
Предложенные в работе технологические решения для эксплуатации многопластовых объектов являются универсальными и подходят для эксплуатации трех и более пластов. Описанные устройства, такие как клапан-регулятор, позволяют создавать различную депрессию на пласты при эксплуатации нескольких пластов одним электроцентробежным насосом, отсекать каждый из пластов для записи качественных КВД.
Технология позволит контролировать, регулировать и оптимизировать работу эксплуатируемых пластов, а также планировать и оценивать эффективность геолого-технологических мероприятий.
Литература:
1. Цику Ю.К., Захаров И.В. Опыт и перспективы одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых месторождений НГДУ «Комсомольскнефть» // Нефтяное хозяйство. 2012. № 8. С. 52-54.
2. Федоров В.Н., Мешков В.М., Лушпеев В.А. Технология термогидродинамических исследований многопластовых объектов // Нефтяное хозяйство. 2006. № 9. С. 80-82.
3. Ипатов А.И., Кременецкий М.И., Гуляев Д.Н. Информационное обеспечение и технологии гидродинамического моделирования нефтяных и газовых залежей. Ижевск, 2012. 119 с.
4. Кременецкий М.И., Ипатов А.И. Гидродинамические и промыслово-технологические исследования скважин: Учебное пособие. М.: МАКС Пресс, 2008. 476 с.
5. Камартдинов М.Р., Кулагина Т.Е. Гидродинамические исследования скважин: Анализ и интерпретация данных. Томск, 2010.
References:
1. Tsiku Yu.K., Zakharov I.V. Opyt i perspektivy odnovremenno-razdel'noj jekspluatacii mnogoplastovyh mestorozhdenij NGDU «Komsomol'skneft'» [Experience and prospects of dual operation of multilayer fields of «Komsomolskneft» Oil and Gas Production Directorate]. Neftjanoe hozjajstvo = Oil Industry, 2012, No. 8. P. 52-54.
2. Fedorov V.N., Meshkov V.M., Lushpeev V.A. Tehnologija termogidrodinamicheskih issledovanij mnogoplastovyh ob'ektov [Technology of thermohydrodynamical studies of multilayer sites]. Neftjanoe hozjajstvo = Oil Industry, 2006, No. 9. P. 80-82.
3. Ipatov A.I., Kremenetskiy M.I., Gulyaev D.N. Informacionnoe obespechenie i tehnologiigidrodinamicheskogo modelirovanija neftjanyh igazovyh zalezhej [Information support and technologies of hydrodynamic simulation of oil and gas deposits]. Izhevsk, 2012. 119 pp.
4. Kremenetskiy M.I., Ipatov A.I. Gidrodinamicheskie i promyslovo-tehnologicheskie issledovanija skvazhin [Pressure transient analysis and field technological studies of wells]: Textbook. Moscow, MAKS Press, 2008. 476 pp.
5. Kamartdinov M.R., Kulagina T.E. Gidrodinamicheskie issledovanija skvazhin: Analiz i interpretacija dannyh [Pressure transient analysis of wells: Analysis and interpretation of data]. Tomsk, 2010.
80
№ 2 февраль 2016 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ
