 |
Обзор существующих схем и способов реализации ОРЭ
|
|
|
|
ОРЭ пластов через одну скважину – это комплекс технических и технологических мероприятий, позволяющих воздействовать через одну скважину на каждый разделяемый пласт многопластового нефтяного месторождения с целью обеспечения его выработки в оптимальном режиме.
Обязательные требования ко всем схемам ОРЭ - возможность раздельного освоения и пуска в эксплуатацию каждого пласта, замера дебитов нефти каждого пласта в отдельности, а также раздельного замера добываемой продукции каждого пласта на обводненность, газосодержание и исследование каждого пласта на приток нефти и газа.
Одновременно-раздельная эксплуатация получила широкое применение на данный момент в России и в мире. В связи с этим существует множество компоновок для ОРД и ОРЗ, а также сочетание в одной скважине ОРД и ОРЗ. Из всего разнообразия будем рассматривать компоновки, широко применяемые на месторождениях России и изобретенные в последнее время. Рассматривать компоновки с одновременно раздельным заводнением пластов и комбинированные компоновки не будем, так как на месторождении отсутствуют нагнетательные скважины и не планируется осуществление закачки.
Все существующие на сегодняшний день системы ОРЭ можно условно разделить на два типа: однолифтовые и двухлифтовые установки. Наибольшее распространение и разнообразие исполнений имеют двухлифтовые установки.
Среди множества предлагаемых решений одновременно-раздельной эксплуатации скважин можно выделить решения следующих Российских разработчиков: ОАО «ЛифтОйл», ОАО «Новомет-Пермь», институт «ТатНИПИнефть», «УфаНИПИнефть», Французы и Американцы.
Рисунок 2 – Схема систем ОРЭ
|
|
|
В техническом плане сложно реализована технология ОРЭ с использованием однолифтовой схемы скважинной добычи нефти. Трудность способа заключается в ограниченности методов раздельного учета скважинной жидкости по каждому эксплуатируемому горизонту и подразумевает использование специального оборудования для осуществления данных мероприятий или периодическую остановку оборудования одного из эксплуатируемых объектов разработки для замера дебита продукции пласта.
Кроме того, при использовании данной схемы эксплуатации существуют и другие трудности, связанные с установкой или извлечением оборудования при ремонтных работах, прихватами пакеров, трудностями при промывках для удаления механических осадков и солей, исследованием каждого пласта, сложностью с отводом подпакерного газа для улучшения коэффициента наполнения и низким коэффициентом эксплуатации скважин с установленным оборудованием для раздельной эксплуатации. Все это привело к тому, что несмотря на большое число разработанных конструкций на практике они не нашли широкого применения. Установки однолифтовые разработаны для 146 и 168 мм эксплуатационных колонн.
Компоновка ШГН+ШГН
Однолифтовым вариантом ОРЭ, используемым на промыслых Башкирии и Татарстана, является установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух объектов УОРЭ-146 (168)[1].
Установка, в которой объекты разобщены пакером 13, а штанговый насос 2 снабжен дополнительным боковым всасывающим клапаном 11, работает следующим образом: В случае, когда забойное давление по оптимальным параметрам у верхнего объекта больше, чем у нижнего, продукция из объекта с меньшим забойным давлением поступает в цилиндр насоса 2 через основной всасывающий клапан 10, а из верхнего объекта – через дополнительный 11.
Местом расположения дополнительного бокового всасывающего клапана 11 выбирается точка, делящая цилиндр насоса 2 по длине пропорционально дебитам объектов.
|
|
|
Рисунок 3 - Установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух объектов с помощью ШГН.
1- НКТ; 2-цилиндр верхнего насоса; 3- плунжер верхнего пласта; 4-всасывающий клапан; 5 – полость для флюида верхнего пласта; 6 - плунжер верхнего насоса 7- всасывающий клапан; 8 - коллона штанг; 9 – внутреннее пространство штанг; 10- всасывающий клапан; 11- боковой всасывающий клапан; 12- хвостовик; 13- пакер; 14- эксплуатационная коллона; 15- нижний объект; 16- верхний объект; 17- плунже нижнего отдела; 18- полость полость для нижнего пласта.
Дебиты пластов измеряют по динамограмме или по КВУ при кратковременной остановка, обводнённость определяется переналадкой насоса, а забойное давление - по динамограмме или спуск прибора после остановки.
К преимуществам данной установки можно отнести:
1. простоту строения
2. возможность использования насоса любого диаметра
3. возможность регулирования соотношения дебитов пластов
4. возможность установки глубинного расходомера.
Главным недостатком способа является невозможность гибко регулировать добычу по пластам. Для изменения дебита требуется остановка скважины, извлечение компоновки, замена клапанов или компонентов, спуск колонны и запуск скважины. Также необходима остановка скважины для определения параметров работы.
Компоновка (ШГН+ЭЦН)
Модификацией предыдущей установки является компоновка для ОРЭ с электропогружным насосом, внедрялась и апробировалась на месторождениях республик Татарстан и Удмуртия.[5]
Работа компоновки (ШГН+ЭЦН) основана на раздельном подъеме нефти из нижнего пласта центробежным насосом, а из верхнего пласта – штанговым насосом.
Погружной электроцентробежный насос заключается в кожух, переходящий ниже в насосно-компрессорные трубы (НКТ). Последние проходят через пакер, разъединяющий пласты, и служат каналом для поступления продукции нижнего пласта на прием УЭЦН. Добыча продукции верхнего пласта производится штанговым насосом, спущенным на полой колонне штанг в колонну НКТ. Разработанная технология ОРЭ имеет сложную конструкцию из-за необходимости герметизации УЭЦН в кожухе с проходящим через него кабелем.
|
|
|
При случае, если смешивание продукции нежелательно существует вариант с полыми НКТ. В этом случае продукция из нижнего пласта поднимаемая ЭЦН идет по НКТ, а из верхнего пласта продукция поднимается по межтрубному пространству с помощью ШГН.
а б
Рисунок 4 – а) компоновка для ОРЭ с электропогружным насосом;
б) компоновка для ОРЭ с электропогружным насосом с полыми штангами.
1-электродвигатель; 2- Гидрозащита; 3- герметичный вход; 4- трехжильный кабель;5- ПЭД; 6- Кожух; 7- хвостовик; 8- пакер; 9- верхний пласт; 10- нижний пласт; 11- всасывающий клапан; 12- внешний цилиндр; 13 – НКТ; 14 – внутренний цилиндр; 15- канал для движения флюида из верхнего пласта; 16 - затрубное пространство; 17 – колонна штанг; 18 – полость в колонне штанг; 19- эксплуатационная колонна.
Продукция нижнего пласта 10 (рисунок 1) поступает через пакер 8 и хвостовик 7 в кожух 6 с электродвигателем 5 и через входной модуль 2 на прием электропогружного насоса 1 и перекачивается им через обратный клапан 10 и канал 12 в полость лифтовых труб 13 и далее на поверхность. Продукция верхнего пласта 9 поступает через межтрубное пространство и канал 15 на прием штангового насоса 14 и перекачивается им в колонну лифтовых труб 13, по которой она, смешиваясь с продукцией нижнего пласта 10, поднимается на поверхность. Насос приводится в действие штангами 17.
В случае если смешение продукции пластов недопустимо, насос 14 спускают с полыми штангами 17, имеющими канал 18, по которому поднимается продукция верхнего пласта 9 (рисунок 1) отдельно от продукции нижнего пласта 10, поднимающейся к поверхности по кольцевому пространству между наружной поверхностью штанг 17 и стенками лифтовых труб 13. При остановках электропогружного насоса 1, например, для проведения исследований клапан 10 предотвращает переток продукции верхнего пласта 9, перекачиваемой штанговым насосом 14 в нижний 10.
Параметры работы пластов определяются легко. Забойное давление определяется датчиками ТМС, устанавливаемыми на электродвигателе у нижнего пласта, у верхнего пласта — обычным эхолотом. Дебиты и обводненность определяются остановкой одного из насосов. При этом мы получаем продукцию второго насоса и определяем параметры соответствующего пласта. Далее по разнице показаний можно определить параметры второго пласта или остановить для этого второй насос.
|
|
|
Преимуществ данной установки намного больше, чем у компоновки (ШГН+ШГН). К ним относятся
1. Изолированная эксплуатация двух объектов разработки.
2. Контроль всех требуемых при эксплуатации объекта параметров.
3. При отказе насоса ШГН возможна его замена без подъема.
4. ЭЦН. При отказе ЭЦН ремонт проводится без подъема пакера.
Недостатки:
1. Повышенный риск отказа компоновки из-за ненадежности отдельных узлов.
2. Исключение сепарации свободного газа на приеме центробежного насоса. Весь объем выделившегося из нефти газа, попадая в каналы рабочих колес первых ступеней, снижает напор или полностью срывает подачу насоса.
3. Невозможность промывки и подачи реагента на приемнижнего насоса ЭЦН.
4. Данная компоновка ОРЭ имеет ограничения по эксплуатационной колонне.
5. Конструктивно сложная компоновка.
6. Большая металлоемкость.
|
|
|
