Часть1: Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: теория
Часть 2: Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: перфорация
Часть 3: Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: СКО и РИР
Часть 4: Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: новые горизонты
Часть 5: Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: зарезка бокового ствола
Одним из способов повысить дебит скважины многопластового месторождения является возможность одновременной добычи нефти из двух, а то и большего количества пластов. Сделать, на первый взгляд, это несложно, сделай две перфорации напротив пластов и получай нефть. Но в реальности практически на всех скважинах возникают проблемы от того, что разные пласты обладают разными характеристиками: пластовым давлением, пористостью, давлением насыщения, вязкостью и так далее. В результате чего получаются сильные осложнения, например, некоторые нефтенасыщенные прослои или пласты, вместо того чтобы отдавать жидкость, поглощают ее в результате вскрытия общим фильтром. Обычно это приводит к отставанию выработки запасов нефти из таких пластов, преждевременному обводнению одних, с хорошей проницаемостью, и консервации запасов нефти в других, с плохой проницаемостью или слабым участием в процессе разработки по тем или иным причинам.
Такие же проблемы возникают и при заводнении месторождений. В качестве примера могу взять месторождение, на котором я сейчас работаю. На нем имеется три пласта, но основными являются два: АС 10 и АС 12, при чем основные запасы приурочены к низкопроницаемому АС 12. Изначально два основных продуктивных горизонта, АС10 и АС12, в целях обеспечения рентабельности вскрывались скважинами как единый объект эксплуатации. Однако вследствие особенности геологических характеристик обоих пластов — высокой неоднородности как по площади, так и по разрезу, значительного различия фильтрационных свойств — происходит неравномерная выработка объектов, повышается риск преждевременного обводнения, понижается значение текущего КИН. В частности, из-за различной проницаемости пластов они неравномерно заводняются — и большая часть воды достается высокопроницаемому пласту АС10. Результат — опережающее обводнение и прорыв воды к забоям добывающих скважин. Также совместная закачка воды не дает возможности отслеживать, сколько закачано в каждый из горизонтов. В то же время в пласте АС12 для извлечения рентабельных объемов нефти необходимо создавать дополнительную депрессию.
Из всего вышенаписанного можно сделать простой вывод: разработка нескольких пластов одним объектом возможна только при одинаковых физико-химических свойствах нефтей в объединяемых пластах, если приток нефти и газа достаточен из каждого пласта при допустимом забойном давлении в скважине, при близких значениях пластового давления в объединяемых пластах, исключающих перетоки нефти между пластами, и близких значениях обводненности пластов. Если вышеизложенные условия не соблюдаются, то многопластовые месторождения разрабатывают методом одновременно-раздельной добычи одной скважиной (ОРЭ). Сходные технологии применяют и на нагнетательных скважинах ППД (поддержания пластового давления). Такая закачка называется ОРЗ – одновременно-раздельная закачка. Иногда происходит совмещение, т. е. из одного пласта происходит добыча, а в другой закачка. Общее название всех этих технологий – ОРЭ (одновременно-раздельная эксплуатация).
Первые образцы оборудования для ОРЭ созданы в СССР в 1930-х годах, 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 годов (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 году было организовано Особое конструкторское бюро по созданию и внедрению оборудованиядля ОРЭ скважин (ОКБ РЭ) в г. Баку, велись научноисследовательские и опытно-конструкторские работы в ТатНИПИнефть, ВНИИ, СевКавНИПИнефть, ОКБ БН, ВНИИТнефть, ВНИИКАнефтегаз.
К 1970 году 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».
Преимущества метода ОРЭ следующие:
• практически в два раза сокращаются затраты на строительство скважин;
• снижаются затраты на обустройство месторождений;
• снижаются потребности в добывающем оборудовании;
• приобщаются к разработке непромышленные запасы нефти;
• повышаются темпы ввода месторождений в разработку вследствие сокращения сроков разбуривания и обустройства месторождений;
• эксплуатация одновременно объектов с разными коллекторскими характеристиками и свойствами нефти;
• повышение рентабельности отдельных скважин за счет подключения других объектов разработки или разных по свойствам пластов одного объекта разработки.
Технология ОРЭ имеет более 50 схем применения, их использование зависит от технических и геологических условий эксплуатации скважины. Вообще реализовать эти системы можно двумя разными способами: двухтрубной и однотрубной (однолифтной и двухлифтной). Как понятно из названия, при двухтрубной технологии в скважину спускается две трубы одновременно, они идут либо параллельно, либо концентрично (труба малого диаметра внутри другой). Но такой вариант очень сложен в реализации, для него требуется, как минимум, скважина с эксплуатационной колонной большого диаметра (на практике не менее 178 мм) поэтому гораздо чаще применяется однотрубный вариант. В нем применяется одна труба, а для отсечения и разобщения пластов применяют пакер.
Двухлифтная штанговая насосная установка, цепной привод
Однотрубная ОРЭ также может осуществляться двумя способами: однонасосным и двухнасосным. Впрочем, двухнасосная эксплуатация может осуществляться и двухлифтным способом, но технологически это непросто.
Давайте рассмотрим один вариант ОРД с использованием ЭЦН+ШГН.
Продукция нижнего пласта, рисунок 1, поступает через пакер 1 и хвостовик в кожух 4 с электродвигателем 3 и через входной модуль на прием электропогружного насоса 2 и перекачивается им через обратный клапан в полость лифтовых труб и далее на поверхность. Продукция верхнего пласта поступает через межтрубное пространство на прием штангового насоса 5 и перекачивается им в колонну лифтовых труб, по которой она, смешиваясь с продукцией нижнего пласта, поднимается на поверхность. Насос приводится в действие штангами.
В случае, если смешение продукции пластов недопустимо, насос 5 (рисунок 2) спускают с полыми штангами, имеющими канал 6, по которому поднимается продукция верхнего пласта отдельно от продукции нижнего пласта, поднимающейся к поверхности по кольцевому пространству между наружной поверхностью штанг и стенками лифтовых труб. При остановках электропогружного насоса 2, клапан предотвращает перетекание продукции верхнего пласта, перекачиваемой штанговым насосом 5 в нижний пласт.
Теперь рассмотрим компоновку для ОРЗ
Так она выглядит в реальности (после подъема)
Суть метода заключается в последовательно-секционном монтаже скважинной многопакерной установки, пакера которой отсекают каждый пласт. Для посадки и срыва используются разъединители, а закачка воды ведется через отверстия в скважинной камере (мандрели) Пакер с разъединителем и мандрелью образует секцию, число секций равно числу эксплуатируемых пластов. В результате возможна дифференцированная подача нужного объема жидкости с помощью штуцерного оборудования. Количество возможных секций может варьироваться от 2 до 6.
А теперь возникает резонный вопрос: а почему нельзя эксплуатировать все скважины таким способом? Во-первых, надо понимать, что это приводит к удорожанию работ. Но еще надо учитывать, что такое оборудование гораздо сложнее обычных насосов. Уже само по себе увеличение количества элементов, входящих в систему, даст уменьшение надежности. Кроме того, его устанавливать не везде возможно. 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
Это была заключительная статья цикла, следующий - про природный газ
