Cоздание условий работы

В условиях ежегодного снижения добычи нефти и увеличения её себестоимости остро стоит вопрос о разработке новых технологий, позволяющих сократить потери добычи нефти разрабатываемых месторождений при снижении затрат на добычу.

Для увеличения нефтеизвлечения необходим комплекс мер, включающий применение наиболее перспективных технологий и методов, использование которых обеспечит рост дебита скважин в 1,2 – 5 раз и увеличение нефтеотдачи пластов на 5 – 20% и более в зависимости от применяемого способа разработки. За счёт использования третичных методов прогнозируется добывать нефти в 2010 г. – 50,4 млн. тонн. В 2009 г. в целом по отрасли коэффициент технологических потерь нефти составил 0,616 процентов объёма добычи, или порядка 2 млн. тонн.

В связи с этим необходимо широкое использование в производстве технико-технологических мероприятий для минимизации промысловых потерь, что позволит в будущем суммарно снизить потери на 1,7 млн. тонн нефтяного сырья.

Несмотря на прогнозируемый рост добычи нефти в период до 2010 года (до 360-370 млн. тонн), предусматривается сокращение численности промышленно-производственного персонала на 27 тыс. человек, но при этом производительность труда должна возрасти в среднем на 12%, а себестоимость продукции снизиться почти на 13%

Для создания таких условий разрабатываются различные технологии, одной из которых является эксплуатация погружного оборудования (УЭЦН) с помощью частотного привода (регулятора скорости вращения электродвигателя), что является приоритетным направлением во всём мире.

Ещё в 1992 году по заданию Министерства топлива и энергетики Р Ф, договор Н. 92.92.0641/38 институтом «СИБНИИНП» г.Тюмень, была проведена научно-исследовательская работа технико-экономического обоснования внедрения частотных преобразователей для центробежных насосов, основного фонда насосных скважин в НГДУ Тюменского нефтедобывающего региона.

Одной из основных задач эксплуатации скважины является создание условий для максимально возможной по времени безотказной работы погружного оборудования (УЭЦН). Первичным фактором выполнения таких условий является правильное определение потенциала скважины, а соответственно верный расчёт спускаемого оборудования, что зачастую не возможно определить из-за осложнённых условий эксплуатации (высокий газовый фактор, высокое значение давления-насыщения, высокая температура пласта, низкая глубина спуска для создания максимальной депрессии, неопределенная плотность жидкости, а в ряде случаев некорректное определение дебита скважины). Вторичным фактором является создание щадящих условий работы установки во время вывода скважины в режим (охлаждение электродвигателя).

В настоящее время нашей компанией разработана и запатентована Технология Циклической Стабилизации Притока для скважин, оборудованных (УЭЦН) установками электроцентробежных насосов, которая увеличивает нефтеотдачу, позволяет осуществлять мониторинг разработки месторождения нефти, эффективно регулировать темп отбора нефти, благодаря возможности управляемого перемещения контуров нефтеносности, и, как следствие, повышает эффективность использования недр. Впервые для определения истинного динамического уровня или давления на приёме насоса не используется датчик давления. Созданная система на базе частотного преобразователя обеспечивает автоматический выбор оптимального режима эксплуатации, т.е. определение депрессии при максимальном дебите на основании определения функции притока скважины, для стабилизации и активизации притока жидкости из пласта в скважину при заданном погружении насоса под уровень жидкости; периодически повторяющиеся циклы интенсивной откачки продукции и её накопления в результате притока и исключении процесса слива жидкости, без остановки электродвигателя и без критического снижения забойного давления. Эти устройства обеспечивают сверхточную стабилизацию режима скважины (отклонение динамического уровня не более 10-15 м на глубине 1500 м), Данная технология является оригинальной и аналогов, ей подобных, в настоящее время нет.

Оборудование прошло испытание более чем на 200 скважинах на месторождениях компаний ТНК, ЛУКОИЛ, РОСНЕФТЬ, в основном на малодебитном фонде скважин, все скважины без исключения работали от нашего оборудования без остановок, с увеличением дебита от 2 до 5 раз . Система позволяет избежать осложнений при вводе скважин в эксплуатацию после ПРС, КРС, ГРП, где наблюдается увеличение выноса мех-примесей, пропанта.

Об эффективности современных технологий по совершенствованию эксплуатации насосных скважин.

Оценка некоторых, наиболее существенных факторов неустойчивой работы скважин.

Начнём с анализа УЭЦН - установки электроцентробежных насосов. Основным критерием оптимальной эксплуатации скважины с помощью такого насоса считается согласование установившегося притока жидкости в скважину с производительностью УЭЦН в рекомендуемой области на его Q-H характеристике. Невозможность установившегося режима системы - ПЛАСТ-СКВАЖИНА-НАСОС - часто вызывается следующими причинами:

  • Падение давления на приёме ЭЦН до предельного значения, характеризуемого срывом подачи в результате активного проявления свободного газа на приёме насоса.

    Возможности распознавания в скважине: однозначно определяются путём контроля энергетических параметров ПЭД (погружного электродвигателя) в СПКУ–ИНТЭС (циклах стабилизации притока).

    Способ (мероприятия) создания условий для устойчивой эксплуатации скважины: уменьшение подачи насоса путём установки штуцера, спуск насоса в комплекте с газосепаратором, либо максимальное увеличение глубины подвески насоса; при использовании ПЧ в ряде случаев имеется возможность подбора частоты до f > f ном, однако при условии, что нет опережающего срыва подачи в левой области срыва - ЛОС. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ метод предотвращения СПКУ- ИНТЭС.

  • Превышение критического значения депрессии наблюдается при достижении максимально возможного притока жидкости в скважину (по Гилберту – Усенко), в том числе при глубоких спусках ЭЦН и в горизонтальных скважинах.

    Возможности однозначного определения затруднены, т.к. характер изменения параметров ПЭД-УЭЦН близок с предыдущим примером.

    Однозначно определяется по динамике откачки и по следующему анализу на математической модели фазовых составляющих в СПКУ.

    Для последующей оптимизации работы скважины: попытаться снизить подачу насоса штуцером; при использовании ПЧ – подобрать частоту; после МРП – подобрать соответствующий насос с газосепаратором или без газосепаратора. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ метод предотвращения СПКУ- ИНТЭС.

  • Нарушение энергетического обмена между центробежным колесом и потоком газожидкостной смесью (ГЖС) при снижении подачи насоса до перехода в ЛОС ( по Мищенко ). Обусловлено свойствами ГЖС и характерно для многих месторождений.

    Однозначно может быть определено путём подбора штуцера и регулированием в СПКУ-ИНТЭС. Скважина может эксплуатироваться в установившемся режиме с заданной депрессией только при управлении ЭЦН по способу СПКУ-ИНТЭС. После МРП в некоторых случаях может дать эффект увеличение глубины спуска насоса. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ метод достижения устойчивого режима в скважине СПКУ-ИНТЭС.

  • Падение пластового давления на Rk скважины наблюдается, например, при остановке некоторых нагнетательных скважин. Проявляется в работе скважины снижением дебита, одновременно глубже опускается статический и динамический уровни жидкости в скважине, при искажении Q-H г.ж. характеристики на ЛОС возможен переход скважины из установившегося режима в АПВ.

    УНИВЕРСАЛЬНЫЙ метод предотвращения СПКУ- ИНТЭС.

  • Увеличение давления на выкиде ЭЦН в результате дегазации ГЖС в НКТ в течение непродолжительной остановки (предшествующий установившийся режим с глубоким уровнем жидкости) выражается при исправном глубинном обратном клапане в отсутствии подачи насоса после остановки и вызван недостаточным напором насоса.

    ВОЗМОЖНОСТИ: ограничение минимальной паузы не менее паузы, достаточной для повышения Нд в процессе притока до величины, соответствующей устойчивой подаче насоса; можно попытаться применить насос увеличенного напора с работой на штуцер.

    УНИВЕРСАЛЬНЫЙ метод – СПКУ-ИНТЭС

  • Снижение депрессии в скважине в результате накопления жидкости глушения в интервале забой-приём. Обнаруживается в малодебитных скважинах, приток и откачка жидкости которых меньше минимального для выноса воды из скважины (условие МИНГ).

    ВОЗМОЖНОСТИ: способ периодического удаления – выполнение периодических циклов глубоких откачек при увеличении производительности насоса с помощью ПЧ с остановками на восстановление (накопление).

    БОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНО – не допускать этого осложнения, путём применения СПКУ-ИНТЭС (исключает слив, улучшает охлаждение ПЭД и т.д.).

Достигаемые результаты

  • Эффективное удаление технологических растворов и воды из скважины;

  • Эффективное освоение скважины при сокращении его продолжительности;

  • Активизация притока при контролируемом погружении насоса под уровень жидкости в заданных ограничениях;

  • Построение карты оптимизации давлений на забоях добывающих скважин (по данным, получаемым попутно из анализа фаз воздействий на приток).