одновременно- раздельная эксплуатация двух пластов одним

инженерная практика
Худяков Денис Алексеевич
Начальник КБ по разработке систем с использованием пакеров
ЗАО «Новомет-Пермь»
Испытания головки
погружного агрегата
компании «Новомет-Пермь» ведется
разработка собственных систем для
одновременно-раздельной эксплуатации
(ОРЭ) нескольких пластов в конфигурации
насос-фонтан, фонтан-насос, насос-насос и
т.д. К настоящему моменту мы создали
установку для ОРЭ с использованием одного
электронасоса для эксплуатации двух пластов. В
первую очередь оборудование предусматривает
разобщение пакерами эксплуатируемых пластов
и отключение пластов от эксплуатационной
колонны при подъеме погружного агрегата при
помощи клапана-отсекателя без необходимости
глушения скважины.
Сейчас установка готовится к испытанию на
специально разработанном стенде с условиями,
приближенными к реальным скважинным.
В
Разработанная система для ОРЭ также обеспечивает отбор жидкости из двух пластов с различными
давлениями, возможность смешивания жидкости обоих пластов на приеме насоса и подачу ее по одноканальному лифту, контроль за отбором жидкости в процессе эксплуатации, дозирование отбора жидкости из
пластов (см. «Пример отбора жидкости по пластам»).
Производительность разработанной установки составляет 80 м3/сут. То есть теоретически мы можем отключить один из пластов и добывать 80 м3/сут. из другого пласта. Соответственно, из суммарного дебита
можно рассчитывать дебиты каждого из пластов.
Для начала ОРЭ скважиной двух пластов нам необходимо спустить двухпакерную компоновку с клапанами-отсекателями. Для этой цели мы используем
оборудование НПФ «Пакер» (см. «Схема установки
ОРЭ»).
УЭЦН состоит из хвостовика, который спускается
на УЭЦН и открывает клапаны-отсекатели, тем самым
обеспечивая доступ жидкости из пластов к регулятору
отбора. Регулятор отбора позволяет производить требуемый отбор жидкости из каждого пласта. Потоки
жидкостей, проходя по двухканальному лифту (в паке-
ОДНОВРЕМЕННОРАЗДЕЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ДВУХ ПЛАСТОВ ОДНИМ
ЭЛЕКТРОНАСОСОМ
рах), штуцируются в регуляторе отбора, далее смешиваются и выкидываются из регулятора отбора. Затем
суммарный поток по затрубному пространству подается на прием насоса.
Головка погружного гидравлического агрегата
обеспечивает связь ЭЦН через обводную трубку с регулятором отбора. Блок погружной измерительный
позволяет получать информацию о забойных давлениях каждого из пластов, а система в целом — контролировать отбор жидкости по пластам.
Для переключения штуцеров необходимо создать
давление в НКТ. Мы можем либо закрыть задвижку на
все скважины, либо с помощью частотного преобразователя повысить напор жидкости.
ИСПЫТАНИЕ УСТАНОВКИ
На данный момент испытаны отдельные узлы установки. Установка в целом также готова к испытанию, для
чего разработан специальный стенд, который позволит
испытывать оборудование не только нашего производства, но и других производителей. Это целый комплекс
для испытания УЭЦН для раздельной эксплуатации.
Спроектирован стенд был в 2009 году, сейчас ведутся работы по подготовке его к монтажу. Комплекс
включает в себя проведение исследовательских, параметрических и приемо-сдаточных испытаний различных технологических компоновок с УЭЦН для ОРЭ
скважин с пакерами.
В состав стенда входят следующие основные компоненты: две рабочих скважины с колоннами 146 и
178 мм, система трубопроводов и подземные резервуары объемом 80 м3, подпорные и струйные насосы, компрессоры, база для разбора поверхностных активных
веществ, осевая запорная арматура, система вывода
и обработки информации с датчиков, а также автома-
Пример отбора жидкости по пластам
Дебит нижнего пласта, м3/сут.
0
10
15
20
20
25
30
80
Дебит верхнего пласта, м3/сут.
80
70
65
60
65
55
50
0
№
1/2010
63
Оптимизация добычи нефти. ОРЭ, ОРЗ и «интеллектуальные» скважины
Испытания
регулятора отбора
Схема установки ОРЭ
Условия работы оборудования
1. Режим работы — непрерывный;
2. Степень автоматизации — ручное и автоматическое управление работой установки с
насосом производительностью от 20 до 200 м3/сут. (и выше), применение частотного регулирования в целях изменения отбора жидкости;
3. Характеристика откачиваемой жидкости:
— смесь нефти, попутной воды и нефтяного газа;
— механических примесей — 0,2 г/л;
— микротвердость по Моосу — до 7 баллов;
— максимальная концентрация сероводорода — 1,25 г/л;
— максимальное содержание попутной воды — не более 99%;
— водородный показатель попутной воды — рН 3,0–9,0;
4. Максимальная температура на приеме насоса — 90°С (120°С).
ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос: На какой напор рассчитана у вас поверочная установка?
Денис Худяков: Сейчас мы рассчитали на 2 км, но можем рассчитать и на 1,5 км, на километр, тут проблемы нет. Все будет зависеть от составляющих установки.
Вопрос: Реально на сколько будет? На какое рабочее давление у вас эта установка?
Д.Х.: На стенде мы можем давление поднимать до 250 атмосфер.
Вопрос: Скажите, пожалуйста, каким образом существующим регулятором отбора вы
планируете обеспечить максимально возможные дебиты различных пластов?
Д.Х.: За счет штуцеров. У нас пока на каждый пласт ориентировочно по шесть штуцеров.
Вопрос в том, нужно ли регулировать в таком большом диапазоне либо нужно регулировать от номинального дебита плюс-минус 15 или 20%. Установка рассчитывается, исходя из данных, предоставленных нефтедобывающей компанией.
Вы примерно должны понимать, сколько у вас один пласт дает и сколько — другой. А
на практике вы точно не можете сказать, сколько будет каждый из них давать, потому
что они друг на друга влияние оказывают. И за счет штуцерных колодок мы можем примерно отрегулировать. Допустим, на один пласт увеличить штуцер и тем самым дебит
повысить или уменьшить.
Вопрос: Это тот регулятор отбора, который вы в марте планируете испытывать?
Д.Х.: Да, уже в комплексе с установкой.
Вопрос: Вы говорили о 80 м3/сут. Это ограничение по вентилю, по системе регулирования,
по системе измерительного блока или просто это как пример?
Д.Х.: Как пример. Это типовая установка, которую у нас заказывают. Что касается
ограничения, то пока в данной колонне для данного габарита мы можем добывать до
160–200 м3/сут. Далее надо будет спускать колонну побольше.
Вопрос: Скажите, пожалуйста, в конструкции блока погружного измерительного есть какая-то приводная часть, которую будет регулятор отбора зажимать или, наоборот, открывать, или как-то по-другому решается этот вопрос?
Д.Х.: Нет, никаких приводных элементов от блока погружного к регулятору сбора нет. Регулируется все гидравликой, мы тем самым повышаем надежность данного оборудования, уходя от электрической части.
Вопрос: То есть это как клапан-отсекатель: когда будет увеличиваться перепад давления,
будет перекрываться?
Д.Х.: Да.
64 №1/2010
тизированная система управления процессом испытания и система датчиков исполнительных механизмов.
Данный многофункциональный комплекс позволит
проводить испытания большого спектра оборудования
благодаря условиям, наиболее приближенным к реальным, таким как подача, смешение воздуха с водой, добавление ПАВ и обеспечение высоких давлений, имитирующих давление в скважине (см. «Условия работы
оборудования»).
На первом этапе будет укомплектована одна скважина диаметром 168 мм, куда мы спустим УЭЦН. Это
будет подпорная установка, которая будет создавать
давление в трех подводящих трубопроводах. На следующем этапе мы будем еще подводить газ с помощью
струйных насосов и установим три подпорных насоса,
чтобы приблизить стендовые условия к реальным
условиям работы с пластом.