Погружные электрические центробежные насосы

Погружные электрические центробежные
насосы для интеллектуальной
механизированной добычи
Технология интеллектуальных скважин ранее считалась приемлемой
лишь для высокопродуктивных месторождений с высокими издержками
эксплуатации. Однако теперь эта технология все чаще используется
для повышения отдачи от залежей, находящихся на поздней стадии
разработки. Скважины, оборудованные погружными электрическими
центробежными насосами (ЭЦН), особенно подходят для применения
такой комбинации старых и новых подходов. Скважины с ЭЦН, где уже
проведены электрические кабели и установлены системы гидрозащиты,
легко оснащаются устройствами мониторинга и управления при
относительно низких дополнительных затратах.
Джон Алгерой
Рошарон, Техас, США
Благодарим за помощь в подготовке данной статьи:
Райана Кокса (Рошарон, Техас, США), Рамеса М. Гуинди и Гранта Харриса (Хьюстон, Техас, США) и Барри
Николсона (Шугар-Ленд, Техас, США).
espWatcher, FloWatcher, MultiPort, MultiSensor, Phoenix,
QUANTUM, RapidSeal и REDA являются товарными
знаками компании Schlumberger.
38
И н т е л лек туа льное
упр а влени е
в о з м о жно не тольк о в с ложны х
с кв а жи на х, ос на щенны х больши м
ко л и ч ес твом р а з ли ч ны х ус тр ой с тв.
Он о та к же с пос обно пр ои з вес ти
ре в о люци ю в м етода х добы ч и на
м е ст ор ождени я х на поз дней с та ди и
ра з ра ботк и . Н ек отор ы е к омпа ни и о пе ратор ы уже убеди ли с ь в том ,
ч т о с о ч ета ни е упр а влени я в р ежи м е ре а льного вр емени с и с польз ов а н и ем погр ужны х элек тр и ч ес к и х
це н т р обежны х на с ос ов (ЭЦ Н ) м ож е т б ы ть оч ень вы годны м.
Уж е много лет к ом па ни и -опер а т о ры ос ущес твля ют мони тор и нг
и управлени е р а ботой ЭЦ Н с повер х н о сти . П р еждевр еменны й отк а з
Э Ц Н можно пр едотвр а ти ть, и з мен яя ча с тоту с и гна ла , пос ы ла емог о н а з емной с та нци ей упр а влени я
с пре обр а з ова ни ем ч а с тоты на к онт ро л лер дви га теля на с ос а . Та к а я
ре г ул и р овк а ч а с тоты та к же помога е т предотвр а ти ть недогр уз к у ЭЦ Н
и ув е л и ч и ть объ ем добы ч и . Ч тобы
по л учи ть опти ма льную с и с тему,
и н ж е нер ы р а з р а ба ты ва ют на с ос
с уч е т ом к онк р етны х тр ебова ни й по
каждой скважине, используя дан-
ны е в р ежи ме р еа льно го времени
и модели р ова ни е. Дву хст о ро нняя
ди с та нци онна я с вя зь дает во змо жнос ть с леди ть з а рабо т о й насо са
и упр а вля ть и м на значит ел ь но м
р а с с тоя ни и .
Н е та к да вно и нженеры сдел ал и
с ледующи й ша г, ско мбиниро вав
к омпоненты
и нтел л ект у ал ьно й
технологи и р а з р а бот ки мест о ро ждени я с воз м ожнос тями дист анционного мони тор и нга и у правл ения
ЭЦ Н . Та к а я к омби нация дает во зм ожнос ть з на ч и тельно у вел ичит ь
деби т и ли с тепень извл ечения
пр ом ы шленны х з а пасо в бл аго даря
опти ми з а ци и р а боты насо са. При
м ногои нтер ва льном заканчивании
упр а вля емы е с поверхно ст и скважи нны е к ла па ны регу л иро вания
пр и ток а поз воля ют изменят ь ил и
пер ек р ы ва ть пр и ток из о т дел ь ных
пр одук ти вны х з он без спу ска инстр умента в с к ва жи ну, т ем самым
и с к люч а я дополни тел ь ные расхо ды и р и с к и , с вя з а нные со спу ско подъ емны м и опер ациями.Данные
от пос тоя нны х с к ва жинных дат чик ов да влени я и температ у ры дл я
м они тор и нга пр оду кт ивных зо н
Нефтегазовое обозрение
ук аз ывают н а н е о б х о д и м о ст ь по д к люч е н и я к д р е ни ро в а н и ю н о в о й
зон ы и ли и золя ци и з а т ро н ут о г о
прорыво м и н те р в а л а бе з экспл уатаци о н н ог о к аро т а ж а , про в о д и мого д ля выя вле н и я л о ка л и з а ци и
н еже лате ль н ых при т о ко в в о д ы и л и
га за.
Применение
и н т е л л е кт уа л ь н о й
сист е м ы зак ан ч и в а н и я, в кл ю ч а ющ е й р е г у ля то р ы при т о ка и д а т чик и , п озволя е т н а ст ро и т ь ра бо ту Э ЦН так и м о бра з о м , ч т о бы о н
подн и м ал б оль ше н е ф т и и м е н ь ш е
воды , у ве ли ч и вая пе ре па д д а в л е н ия в п р о д у к ти в н ы х з о н а х . Н а с о с
та к ж е в м е н ь ше й с т е пе н и по д в е рж ен п овр е ж д е н иям о т з а б и в а н и я
и на ли ч и я г аза в по т о ке , ч т о по з вол я е т и с п оль зо в а т ь бо л е е ко м пак т н ые Э ЦН, г а з о с е па ра т о ры и
га зоу лавли вающе е о бо руд о в а н и е . 1
Б олее тог о , к лапа н ы ре г ул и ро в а н ия п р и ток а п о з в о л яю т з а щ и т и т ь
пла с ты во вр е м я ре м о н т а с кв а ж и н
с ЭЦ Н (р и с . 1 ).
Не с м отр я н а в се св о и пре и м ущества,
и н те лл е кт уа л ь н а я
техн оло г и я д ля с к ва ж и н с Э Ц Н д о л гое вр е м я с ч и та л а с ь ро ско ш ь ю ,
дост у п н ой толь к о о с н о в н ы м о пе ра то р ам и к р у п н ы м н е з а в и с и м ы м
к омпан и я м . На б о л ь ш и н ст в е т а ки х
ск в аж и н вс е е ще при м е н яю т ся т ра дици о н н ые м е то д ы м о н и т о ри н г а ,
вк л ю ч ая п ос тр о е н и е д и а г ра м м и з мерен н ой с и лы то ка н а по в е рх н о сти д ля оп р е д е лен и я КП Д н а с о с а
и анали з ак у с ти ч е ски х д а н н ы х д л я
оценк и у р о вн е й ф л ю и д о в . Э т и м е тоды н е э ф ф е к ти в н ы и т руд о е м ки ,
посколь к у тр е б ую т ч а с т ы х в ы е з дов н а с к важ и н у д л я с б о ра д а н н ы х
и ру ч н о й р е г у ли р о в ки н а со со в .
О д н ак о н е д авно це л ы й ряд н е боль ши х о п е р ато ро в , ра бо т а ю щ и х
в н ефте н ос н ых п р о в и н ци ях н а по з -
1. Konopczynski MR, Moore WR and Hailstone JJ:
“ESPs and Intelligent Completions,” paper SPE
77656, presented at the SPE Annual Technical
Conference and Exhibition, San Antonio,
Texas, September 29–October 2, 2002.
2. Vachon G and Bussear T: “Production
Optimization in ESP Completions with
Intelligent Well Technology,” paper SPE
93617, presented at the SPE Asia Pacific Oil
and Gas Conference and Exhibition, Jakarta,
April 5–7, 2005.
Зима 2007–2008
Рис. 1. Целостность скважины. Наряду со
способностью изменять приток из продуктивных зон без проведения спуско-подъемных операций с помощью буровой установки дистанционно управляемые клапаны
регулирования притока могут закрываться
и изолировать пласты от проникновения
жидкости для глушения во время плановых
работ по замене ЭЦН. В показанной на
рисунке конфигурации электроприводные
клапаны регулирования притока, извлекаемые на насосно-компрессорных трубах
(НКТ) диаметром 3½ дюйма (TRFC-E),
могут быть закрыты до подъема ЭЦН. Это
предотвращает проникновение скважинных жидкостей в продуктивные зоны
после удаления уплотнения, создаваемого
ЭЦН. Подобное проникновение часто происходит на месторождениях на поздней
стадии разработки и в истощенных пластах со сниженным пластовым давлением.
Проникновение этих жидкостей в пласт
во время ремонтных операций приводит к
серьезному повреждению коллекторских
свойств продуктивных пластов и существенному снижению суммарной добычи.
д н е й с та ди и р а з р а ботк и , где пр а к т и ч е с к и вс я добы ч а углеводор одов
яв л яетс я меха ни з и р ова нной , на ч а л и ос ущес твля ть к ор р ели р ова нн ую обр а ботк у и и нтер пр ета ци ю
д а н н ых в р ежи ме р еа льного вр ем е н и с одновр еменны м с ни жени е м з атр а т и повы шени ем эффек т и в н ос ти упр а влени я р а з р а ботк ой
м е ст ор ождени я . Ск ор о с та ло я с но,
ч т о ко м би на ци я и нтеллек туа льной
т е х н о логи и с ЭЦ Н ос обенно эффек т и в н а для с к ва жи н с водонос ны м и
з о н а ми . Н а пр и мер , оди н опер а тор
в И ндонез и и ус та нови л оди ноч н ы й двухпоз и ци онны й к ла па н для
ко н т роля пр и ток а и з ни жележа щей
в о д о нос ной з оны . Тенз ода тч и к на
з а бо е с к ва жи ны з а фи к с и р ова л на л и ч и е воды в добы ва емой пр одук ци и путем и з м ер ени я с оз да вшегос я
и з м е нени я ги др ос та ти ч ес к ого да вл е н и я . П ос ле обна р ужени я воды
з о н а бы ла з а к р ы та до и с ч ез новения
обр а з ова вшегос я
водя ного
ко н уса . За тем з она бы ла воз вр а щ е н а в р а боту и ос та ва ла с ь отк р ы т о й до с ледующего та к ого с луч а я .
П о в т ор я я этот ци к л, опер а тор с мог
д о б ы т ь и з этой з оны 1 0 0 0 0 0 ба р р .
( 1 5 90 0 м 3 ) нефти , к отор ы е в
и н о м с луч а е могли бы ос та тьс я
в пл а с те. 2
ЭЦН
НКТ диаметром
7 дюймов
Многоканальный пакер
QUANTUM Multiport
(7 х 31/2 дюйма)
Забойный клапан
регулирования притока
TRFC9E на НКТ
диаметром 31/2 дюйма
Ориентирующая муфта
обсадной колонны
диаметром 7 дюймов
Многоканальный пакер
QUANTUM Multiport
(7 х 31/2 дюйма)
Забойный клапан
регулирования притока
TRFC9E на НКТ
диаметром 31/2 дюйма
Ориентирующая муфта
обсадной колонны
диаметром 7 дюймов
Расши р ени е ди с тан цио нно го
мони тор и нга и упр ав ления
П олуч ени е да нны х по рабо т е Э ЦН
и элек тр опи та ни ю в скважине
и с повер хнос ти в р ежиме реал ь но го вр ем ени обес печ ивает ся с по мо щью вс е более с ложных т ехно л о ги й для с к ва жи н с ЭЦН, т аких, как
к омплек с ус луг по высо ко э фф екти вной меха ни з и р ованно й до быче
Ad v a nc ed Lif ting S ervice и сист ема
с лежени я и упр а вления дл я Э ЦН
39
450
Давление, фунт/дюйм2;
температура, °F; сила тока, А
400
350
A
C
B
D
300
E
Давление на приеме насоса,
фунт/дюйм2
F
250
200
G
Температура двигателя, °F
150
Температура на приеме насоса, °F
100
50
0
Сила тока на СУ с ПЧ, А
14 октября
21 октября
28 октября
4 ноября
11 ноября
Дата
Рис. 2. Мониторинг и управление ЭЦН с помощью системы слежения и управления
для ЭЦН espWatcher. После запуска насоса в скважине (западный Техас, США) было
измерено давление на приеме (А), стабилизировавшееся на уровне свыше
300 фунт/дюйм 2 (2,1 МПа), что примерно на 150 фунт/дюйм 2 (1,0 МПа) выше расчетного. После ремонта поврежденного штуцера в соседней нагнетательной скважине
и восстановления контроля над темпом закачки (Е) динамическое давление существенно приблизилось к расчетному значению, составив 200 фунт/дюйм 2
(1,4 МПа). Нерегулярные выбросы давления (B и D) при еженедельной химической
обработке вызваны закрытием выкидной линии при работающем насосе. Инженерэксплуатационник быстро определил, что оператор закрыл скважину для замены
негерметичной задвижки на устье скважины (С). Инженер дистанционно запустил
насос, обеспечил вывод на режим и осуществлял мониторинг событий во время
начального падения давления. Позднее скважина была остановлена, запущена дистанционно для проведения планового обслуживания и возвращена в эксплуатацию
(F). Частота вращения мотора, задаваемая станцией управления с преобразованием
частоты (СУ с ПЧ), была увеличена для максимизации добычи (G)
espWatcher компании Schlumberger.
С обр ан н ые д ан ны е о т пра в л яю т с я
в цен тр аль н ый уз е л д л я а н а л и з а
эк сп е р там и , к ото ры е м о г ут д и с та н ц и о н н о
п р е д при н ят ь
т а ки е
дейс тви я , к ак запуск, о ст а н о в ка и
регули р ован и е с ко ро ст и Э Ц Н . 3
Да н н ые так ж е о б ра ба т ы в а ю т ся
и сравн и ваютс я с з а д а н н ы м и уста н овк ам и защи т, о с н о в а н н ы м и
н а ог р ан и ч е н и я х ра бо ч е г о д и а па зон а н ас о с а, д ви г а т е л я, скв а ж и н ы
и пл ас та. О п о ве щ е н и я о сра ба т ы ва н и и защи т мо ж н о пе ре д а в а т ь
заин те р е с о ван н ы м ст о ро н а м по
пейд ж е р у, э ле к тро н н о й по ч т е , м о бил ь н ом у те ле ф о н у и л и ф а кс у.
Так к ак э к с п е р ты спо со б н ы н а й т и
прич и н у отк аза на с о с а и с по с о бы
ее ус тр ан е н и я , э т и про це сс ы по з вол я ют д и с тан ц и о н н о в о з в ра щ а т ь
ск в аж и н ы в э к с пл уа т а ци ю з а м и 40
н и м а льно к ор отк ое вр ем я . Эк оном и ч е с к и е вы годы , вы р а жа ющи ес я
в сн ижени и тр удоз а тр а т и потер ь
д о б ы чи , могут бы ть вес ьма з на ч и т е л ь н ы ми .
С п оя влени ем с овер шенны х вы ч и сл и тельны х с р едс тв для ч и с л е н н о го модели р ова ни я и р ешен и я инженер ны х з а да ч поведени е
н а с о с а с та ло воз м ожны м пр едс к а з ы в а ть по да нны м о флюи да х, и з в л е ка емы х и з пла с та , с р а вни ва я
ре з ул ьта ты с р а боч и ми к р и вы м и
с т е н довы х и с пы та ни й для к а ждог о ко нк р етного на с ос а . П ок а з а тели
ра бо т ы с к ва жи ны з а тем с р а вни ва ю т ся с р ез ульта та м и модели р ова н и я. Да нны е по да влени ю в к а ждом
уз л е , объ еди ненны е с и нфор ма ци е й по з а к а нч и ва ни ю и с вой с тва м
ф л ю ида , с лужа т для пер и оди ч ес -
к ой ди а гнос ти к и с к важины и пл аста и поз воля ют легко выявл ят ь
недос та точ но
пр о изво дит ел ь ные
с к ва жи ны с ЭЦ Н . 4
В пр и м ер е и з П ер мско го бассейна (з а па дны й Теха с , СШ А ) сист ема
es p Wa tc her р еги с тр иро вал а данные
с на с ос а в р ежи м е р еал ьно го времени (р и с . 2 ). П ос ле запу ска насо са
да влени е в с к ва жи не ст абил изиро ва лос ь на ур овне выше расчет но го .
Следующи е две недел и по казал и,
ч то и з -з а повр ежденно го шт у цера
в с ос едней на гнетат ел ьно й скважи не на гнета ни е осу щест вл ял о сь
с тем пом, в 3 , 5 р а з а превышаю щим
пр оек тны й . Энер гия по напрасну
тр а ти ла с ь на увеличение о бво дненнос ти . П ос ле р емо нт а шт у цера
и нор ма ли з а ци и темпа закачки дина м и ч ес к ое да вление су щест венно
пр и бли з и лос ь к р а с чет но му значени ю.
К р оме того, на диаграмме о бнар ужены неожи да нные выбро сы,
с вя з а нны е с еженедел ьно й химич ес к ой обр а ботк ой , ко гда выкидна я ли ни я бы ла з а крыт а при работа ющем ЭЦ Н . Этот про цесс был
м оди фи ци р ова н таким о бразо м,
ч тобы эк с плуа та ци я скважины во
вр ем я обр а ботк и не о ст анавл ивала с ь и повы шени е т емперат у ры
дви га теля на с ос а был о бы незнач и тельны м. Собы тие т ако го т ипа
на м ного легч е вы я вит ь с по мо щь ю
и з м ер ени я да влени я и т емперат у р ы , ч ем тр а ди ци онным пу т ем изм ер ени я с и лы ток а .
В ы года от и с поль зо вания т ако й
та к ти к и ди с та нци онно го мо нит о р и нга и упр а влени я в режиме реа льного вр ем ени мо жет быт ь чрезвы ч а й но вели к а , и про явл яет ся о на
нез а м едли тельно, ч аст о о беспечива я бы с тр ую ок упа емо ст ь инвест ици й . Н а пр и м ер , в дру го й скважине
в За па дном Теха с е, небо л ь шая ко мпа ни я -опер а тор и з бежал а бо л ь ших
р а с ходов на з а ме ну двигат ел я,
вы шедшего и з с тро я всл едст вие
пер егр ева , бла года ря сво евременном у с р а ба ты ва ни ю сист емы предупр еждени я , получившей данные
о воз можном ос ложнении в режим е р еа льного вр емени. Еще о дин
опер а тор опти ми з и ро вал и по ддер жи ва л добы ч у с помо щью непрер ы вного мони тор и нга по казат ел ей
Нефтегазовое обозрение
ра бо ты с к важ и н ы и ре г ул и ро в ки
ск орос ти н ас о с а в с о о т в е т ст в и и
с прои звод и те ль но с т ь ю с кв а ж и н ы .
И с п о ль зован и е и н т е л л е кт уа л ь н ой те хн оло г и и с г и д ро - и л и э л е ктроп р и вод н ым и
скв а ж и н н ы м и
регуля тор ам и п ри т о ка в с кв а ж и н ах с Э ЦН — э т о сл е д ую щ и й л о гиче с к и й шаг к д и с т а н ци о н н о м у
мони то р и н г у и упра в л е н и ю в ре ж им е р е аль н о г о в ре м е н и . Н а при мер, к лю ч е вым ф а кт о ро м в ы б о ра
парам е тр ов Э ЦН яв л яе т ся ко эф фици е н т п р о д у к т и в н о с т и це л е в о й
зон ы, и зм е р я е м ы й в б а рре л ях ,
добытых п р и п ере па д е д а в л е н и я
1 фун т/ д ю й м 2 . Н е пра в и л ь н о е и л и ,
что б ывае т ч аще , и з м е н и в ш е е ся с о
врем е н е м зн ач е н и е ко эф ф и ци е н т а
прод у к ти вн о с ти в о м н о г и х сл уч а я х о б у с лавли вает бо л е е в ы со ки й
ил и н и зк и й д е б ит, ч е м т о т, н а ко торый р ас с ч и тан Э Ц Н . Э т о м о ж е т
приве с ти к п е р е на пряж е н и ю н а с о са и з- за ч р е зм е р но й н а г руз ки и л и
сниж е н и ю п р од у кт и в н о ст и н и ж е
опти м аль н о й и з-з а н е д о ст а т о ч н о й
н агр у зк и . К о г д а ре г ул ят о ры при ток а с и зм е н я е м ы м и па ра м е т ра м и
ра бо таю т п од о б но ш т уце ра м н а
вск р ыто й п ове р хн о ст и пл а ст а , о пе ра то р м о ж е т у ве л и ч и т ь и л и ум е н ь шить п р и ток к с кв а ж и н е и , т а ки м
обра зом , р е г у ли р о в а т ь д е пре с си ю
н а плас т. З ате м м о ж н о ус т а н о в и т ь
станц и ю у п р авлен и я с пре о б ра з о ва н и е м ч ас то ты д л я о пт и м и з а ци и
ра бо ты н ас ос а. 5
Успе ш ное при м ен е н и е
нов о г о подх ода
С тол ь ж е важ н о е з н а ч е н и е д л я
опти м и зац и и д об ы ч и в и н т е л л е ктуа ль н ых с к важ и н а х с Э Ц Н и м е ют
р ас ши р е н н ы е
возможности
мони то р и н г а с и спо л ь з о в а н и е м
ск в аж и н н ых д ат ч и ко в д а в л е н и я
и тем п е р ату р ы. Э т и по ст о ян н ы е
датч и к и п о зво ля ю т и н ж е н е ра м ра с считывать п р и ток по пе ре па д у д а в лен и я , и зм е р я е мо м у н а с уж е н и и ,
и опр е д е ля ть п ло т н о ст ь ф л ю и д а по
изме н е н и ю г и д р о с т а т и ч е с ко г о д а в лен и я п о с тволу. 6
Ск важ и н н ый р е г ул ят о р при т о ка
и ЭЦН б ыли вп е рв ы е о б ъ е д и н е н ы
в одн ой к о м п о н ов ке в 1 9 9 9 г. , ко г да к о м п ан и и В Р по т ре б о в а л о с ь
обесп е ч и ть к о н тро л ь в о д о при т о ка
Зима 2007–2008
На поверхность
Расходомер
ЭЦН с кожухом
Спускаемый на кабеле
Система
мониторинга забойный клапан
MultiSensor регулирования притока
WRFC9H диаметром 41/2 дюйма
Южное ответвление – открытый
ствол диаметром 81/2 дюйма
Северное ответвление,9
зацементированный
хвостовик диаметром
7 дюймов
Главный ствол М92 –
закупорен и зацементирован
Рис. 3. Впервые — на месторождении Уитч-Фарм. Скважина М-15 стала первой скважиной, в которой управляемый с поверхности регулятор притока был установлен
ниже ЭЦН. Устройства регулирования притока размещены на отметке примерно
5 300 м (17 390 футов), где угол наклона ствола превышает 85°. Расходомер над
ЭЦН и система скважинного мониторинга для заканчиваний с ЭЦН MultiSensor под
ЭЦН позволяют контролировать производительность скважины.
в с ква жи не М -1 5 на мес тор ожд е н и и Уи тч -Фа р м (Wytc h Fa r m),
Д о рс ет, Англи я . В 1 9 9 0 -х гг. это
м е с т о р ождени е с лужи ло и с пы та т е л ь ны м поли гоном для бур ени я
скв а жи н с больши м отходом от
в е рт и к а ли и с та ло мес том ус та н о в л ени я м ногоч и с ленны х р ек ор д о в в бур ени и , вк люч а я пер вую
в м и ре с к ва жи ну с отходом от вер т и ка л и на 1 0 к м (6 , 2 ми ли ). К р ом е т ого, на м ес тор ождени и Уи тч Ф а рм пр ои з води лос ь и с пы та ни е
н о в ы х технологи й , та к и х, к а к с и с т е м ы упр а вля ем ого р отор ного буре н и я , и в р а м к а х да нного пр оек та
В Р с могла р а з бур и ть эк ологи ч ес к и
уязвимые морские залежи с берег о в ы х площа док .
С ква жи на М -1 5 вк люч а ет два боко в ы х с твола , с оеди ня ющи х р а з д е л е нны е р а з лом ом пр одук ти вн ы е интер ва лы . В то вр емя , к огда
про и зводи лос ь ее бур ени е, на этой
скв а жи не бы л ус та новлен р ек ор д
по о тходу от вер ти к а ли для м ног о с т в ольны х с к ва жи н — 3 4 0 0 м
( 11 1 5 5 футов — с евер ны й бок овой
ст в о л ), а та к же по дли не пер фора ци о нной к омпоновк и — 1 8 0 0 м
( 59 0 5 футов). Ск ва жи на бы ла з а ко н ч ена с ус та новк ой ЭЦ Н RE DA
в ко жухе и тр емя и з влек а емы ми
на к а беле ги др опр иво дными кл апа на м и р егули р ования прит о ка
в бок овы х к а м ер а х ( WR FC-H) , ко тор ы е и меют 6 пол о жений, вкл ю ч а я полнос тью открыт о е и по л нос тью з а к р ы тое (рис. 3) . Один
и з эти х к ла па нов был впервые в
отр а с ли ус та новлен ниже ЭЦН.
Ск ва жи на бы ла также о снащена
р а с ходом ер ом на д ЭЦН и сист е-
3. Подробнее о погружных электрических центробежных насосах: Bremmer C,
Harris G, Kosmala A, Nicholson B, Ollre A,
Pearcy M, Salmas CJ and Solanki SC: “Evolving
Technologies: Electrical Submersible Pumps,”
Oilfield Review 18, no. 4 (Winter 2006/2007):
30–43. В русском переводе: Ч. Бремнер, Г.
Харрис, А. Космала, Б. Николсон, А. Оллре, М.
Пирси, К.Дж. Салмас и С.С. Соланки: «Развивающиеся технологии: погружные электрические
центробежные насосы», Нефтегазовое обозрение, том 18, № 4 (зима 2006–2007 гг.): 36–51.
4. Oyewole P : “Application of Real-Time ESP Data
Processing and Interpretation in Permian Basin
“Brownfield” Operation,” paper IPTC 10927,
presented at the International Petroleum
Technology Conference, Doha, Qatar, November
21–23, 2005.
5. Vachon G and Furui K: “Production Optimization in ESP
Completions with Intelligent Well Technology by Using
Downhole Chokes to Optimize ESP Performance,” paper
SPE 93621, presented at the 14th SPE Middle East Oil
and Gas Show and Conference, Bahrain, March 12–15,
2005.
6. Vachon and Furui, сноска 5.
41
ЭЦН
0
Ответвление 1
0
Север
Фактическая вертикальная глубина, футы
Управляемый с поверхности
скважинный клапан9отсекатель
Многоинтервальный
разобщающий пакер
Гидроприводный регулятор притока
Датчик FloWatchersensor
Срезной разъединитель
Непроходной профиль
1,000
1,500
1,000
1,500
500
Обсадная колонна
диаметром 13⅜ дюйма
1,000
500
0
Отход в направлении
«восток9запад», футы
2,000
2,500
Сочленение RapidSeal
диаметром 9⅝ дюйма
Ответвление 1
Ответвление 2
Отклонитель RapidSeal
0
500
1,000
Горизонтальный отход, футы
Пакер подвески хвостовика RapidSeal
Пакер подвески хвостовика
RapidSeal
Полированное приемное гнездо
Затрубные
пакеры
Ответвление 1
Рис. 4. Передовые системы заканчивания. Оснащенная системой многоствольного заканчивания RapidSeal, гидроприводным
клапаном регулирования притока, скважинными датчиками, ЭЦН
REDA и скважинной системой мониторинга механизированной
добычи Phoenix, эта скважина, пробуренная компанией CNOOC
в Яванском море (Индонезия), является первой интеллектуальной многоствольной скважиной 6-го уровня по классификации
TAML (слева на рис.). Пройдя через клапан регулирования
7. Подробнее о заканчивании скважины М-15 на месторождении Уитч-Фарм: Algeroy J, Morris AJ, Stracke M,
Auzerais F, Bryant I, Raghuraman B, Rathnasingham R,
Davies J, Gai H, Johannessen O, Malde O, Toekje J and
Newberry P: “Controlling Reservoirs from Afar,” Oilfield
Review 11, no. 3 (Autumn 1999): 18–29.
8. Algeroy J and Pollock R: “Equipment and Operation
of Advanced Completions in the M-15 Wytch Farm
Multilateral Well,” paper SPE 62951, presented at the
SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Dallas,
October 1–4, 2000.
42
Ответвление 2
3,000
Сочленение RapidSeal
диаметром 9⅝ дюйма
Ответвление 2
500
Сочленение RapidSeal
диаметром 9⅝ дюйма
Система MultiSensor
Отход в направлении «север9юг», футы
500
Обсадная колонна
диаметром
13⅜ дюйма
притока, добываемая из бокового ствола 2 продукция (зеленые
стрелки) объединяется с продукцией из бокового ствола 1
(красные стрелки). Такая компоновка позволяет оператору
осуществлять совместно-раздельную эксплуатацию, т.е. дренировать один пласт двумя стволами, имея возможность регулировать притоки из них. На схеме скважины (справа на рис.)
показаны траектории каждого ответвления, пробуренного ниже
сочленения RapidSeal диаметром 9⅝ дюйма.
9. Классификация TAML (Technical Advancement of
Multilaterals – развитие технологий многоствольного бурения) основана на степени герметичности
сочленения бокового ствола. Уровень 6 достигается при
герметизированной обсадной колонне, включающей
трансформируемые сочленения и нетрансформируемые
полнопроходные разделители. http://www.taml.net/
newsite/classification.asp (accessed November 28, 2007).
Подробнее об уровнях TAML: Afghoul AC, Amaravadi S, Boumali A,
Calmeto JCN, Lima J, Lovell J, Tinkham S, Zemlak K and Staal T: “Coiled
Tubing: The Next Generation,” Oilfield Review 16, no. 1 (Spring 2004):
38–57.
10. Подробнее о скважине NE Intan A-24: Fraija J, Ohmer
H, Pulick T, Jardon M, Kaja M, Paez R, Sotomayor GPG
and Umudjoro K: “New Aspects of Multilateral Well
Construction,” Oilfield Review 14, no. 3 (Autumn 2002):
52–69.
11. Подробнее о контроле водопритока: Arnold R,
Burnett DB, Elphick J, Feeley TJ III, Galbrun M,
Hightower M, Jiang Z, Khan M, Lavery M, Luffey F and
Verbeek P: “Managing Water—From Waste to Resource,”
Oilfield Review 16, no. 2 (Summer 2004): 26–41.
Нефтегазовое обозрение
мой с к важ и н н ог о м о н и т о ри н г а д л я
зак а н ч и ван и й с Э Ц Н M u lt iS e n s o r
н епо с р е д с тве н н о по д Э Ц Н . Р а с ходом е р и зм е р я е т о б щ и й по т о к
флю и д а ч е р е з на со с, а с и ст е м а
Mult i Se nso r р е г и ст ри руе т т е м пе ра тур у, ви б р ац и ю и д а в л е н и е н а
прие м е в б о к о во м с т в о л е , и спо л ь зуя кабель насоса для передачи
сигнало в. 7
П е р вые п о лг од а с е в е рн ы й с т в о л
ра бо тал п р и п о лн о с т ь ю о т кры т о м
WRF C - H, п ос ле ч е г о о н б ы л з а кры т.
На т от м ом е н т с тв о л д а в а л при м е рн о 11 0 0 0 б ар р . ( 1 7 4 8 м 3 ) ф л ю и д а
в сутк и , в т.ч . 3 0 0 0 б а рр. н е ф т и .
Зате м б ыл п олн о ст ь ю о т кры т ю ж н ый б о к о во й с тв о л , а при т о к и з
север н о г о
с твол а
ре г ул и ро в а л ся . О б щи й те м п д о бы ч и ст а б и л и зиро валс я н а у ро в н е 4 00 0 б а рр.
(638 м 3 ) ж и д к ос т и в с ут ки с о бв одн е н н о с ть ю 2 5 % Та ки м о б ра з о м ,
чист ый об ъе м н е ф т и с т а л ра в н ы м
добы вавше м у с я в се в е рн о м ст в о л е до е г о зак р ыт и я. 8 В ре з ул ьт а т е
операто р с м ог п ре д о т в ра т и т ь ра н н ий вод о п р и ток и д о по л н и т е л ь н о
добыть 1 м лн б а рр. ( 15 8 00 0 м 3 )
н ефт и .
С к важ и н н ые р ег ул ят о ры при т о к а и п о с то я н н ые д а т ч и ки по д о б н ым ж е об р азо м и спо л ь з о в а л и сь
в пе р вой в м и р е м н о г о с т в о л ь н о й
ск в аж и н е ше с то г о уро в н я по кл а ссифи к ац и и TAM L ( ри с. 4) . 9 Э т а
ск в аж и н а (с к важ и н а А -2 4 ) б ы л а
проб у р е н а и за ко н ч е н а ко м па н ией C hi na N at i o n a l Of f s h o r e Oil
C omp any (C N O OC ) н а м е с т о ро ж дени и С е ве р о- Во с т о ч н ы й И н т а н
(N or the ast I ntan) в Я в а н с ко м м о ре
в 200 2 г. В н е й т а кж е и спо л ь з о ва ли с ь г и д р оп р и в о д н ы е кл а па н ы
для м и н и м и зац и и в о д о при т о ка и
изби р ате ль н о г о ко н т ро л я при т о ка
из к аж д ог о и з д в ух о т в е т в л е н и й .
Д атч и к и Mul ti Sen s o r о бе спе ч и л и
получ е н и е д ан н ы х по д а в л е н и ю ,
темпе р ату р е и п о т о ку в ре ж и м е ре ал ьн о г о вр е м е н и д л я ка ж д о г о бо к ово г о с тво ла, а си с т е м а м е х а н и зирован н ой д о б ы ч и с Э Ц Н R E D A
позво ли ла о п ти м и з и ро в а т ь д о бы ч у
н ефт и .
Зима 2007–2008
Об ъ еди ни в
вс е
пр еи мущес тв а ЭЦ Н , м ногос твольны х с к ва ж и н и ди с та нци онного м они тори н г а и упр а влени я , к ом па ни я
C N OOC с м огла и з влеч ь вы году,
с в яз а нную не тольк о с к онтр олем
в о д о п р и ток а .
М ногос твольна я
ко н ф игур а ци я
ма к с и м и з и р ова ла
д о х о д нос ть к а пи та ловложени й з а
счет возможности дре нировать один
и т о т же пла с т двумя с твола м и , и с по л ь зова в ли шь одно бур овое ок но
и с э коном и в на бур ени и и з а к а нч и в а ни и вер хнего уч а с тк а втор ой
с кв а жи ны . В то же вр ем я , технол о г и я и нтеллек туа льны х с к ва жи н
по з в о ли ла
опер а тор у
ос ущес тв л ят ь ди с та нци онны й м они тор и нг
и упра влени е пр и ток ом и з к а ждого
о т в е т в лени я , обес печ и ва я , та к и м
о б ра з ом , повы шенную добы ч у и
с т е пе нь и з влеч ени я з а па с ов. 10
м и лли оны долла р ов в разрабо т ку
м етодов уда лени я и у т ил изации
воды в с а ми х с к ва жинах. 1 1
Та к к а к подобна я т ехно л о гия сепа р а ци и воды в с к в ажине еще не
а пр оби р ова на , а в рамках неко т о р ы х на и более дор ого ст о ящих гл у бок оводны х пр оек то в до бываю т ся
больши е объ ем ы нефт и с по мо щь ю
ЭЦ Н , то с к ва жи нные регу л ят о ры
пр и ток а и да тч и к и мо гу т явл ят ь ся,
к а к м и ни мум , пр омежу т о чным решени ем пр облемы нежел ат ел ь но го
водопр и ток а .
–Рф Ф
Н о в ые тр еб овани я, и з вестное
решение
П ри менени е технологи и и нтеллек т уа л ьного з а к а нч и ва ни я во м ноги х
с кв а жи на х с ЭЦ Н поз воля ет луч ше
упра вля ть р а з р а ботк ой пр одук т и в н ого пла с та , ос обенно з а с ч ет
пре д отвр а щени я р а ннего пр ор ы в а в о ды . В оз можнос ть вы я ви ть
и с т о ч ни к водопр и ток а и з а тем
м и н и ми з и р ова ть его пр оя влени е
в с ква жи на х с многои нтер ва льн ы м за к а нч и ва ни ем и с польз уетс я
по в с ему м и р у, и в к а ждом с луч а е
ре з ул ьта том я вля етс я повы шени е
т е м по в добы ч и и с тепени и з влеч ен и я з апа с ов.
Ож ида етс я , ч то и нтеллек туа льн ы е с к ва жи ны с ЭЦ Н с та нут еще
бо л е е пр и влек а тельны ми , та к к а к
о т ра сль обр а ща ет вс е большее вни м а н и е на добы ч у нефти в уда ленн ы х р еги она х, где з на ч и тельны е
в о д о п р и ток и м огут с опр овожда тьс я сущес твенны ми дополни тельн ы м и з а тр а та м и . Та к , на пр и м ер , на
м о рс ки х мес тор ождени я х необход и м о сть в пр едотвр а щени и вы нос а
в о д ы на повер хнос ть и ее попа да н и я в вес ьма огр а ни ч енны е обр а ба т ы в а ю щи е мощнос ти на пла тфор м а х з а с та ви ла опер а тор ов вложи ть
43