нефтеное дело. нефтяное+дело. Согласно статистике, Российская Федерация относится к числу тех стран, где содержится наибольший процент труднодоступных запасов нефти

• Название: Согласно статистике, Российская Федерация относится к числу тех стран, где содержится наибольший процент труднодоступных запасов нефти
• Анкор: нефтеное дело
• Дата: 01.05.2022
• Размер: 1.97 Mb.
• Имя файла: нефтяное+дело.docx
• Тип: Реферат; #506575
• страница: 1 из 5

ВВЕДЕНИЕ

Согласно статистике, Российская Федерация относится к числу тех стран, где содержится наибольший процент труднодоступных запасов нефти. Так, по состоянию на 2021 год, число запасов нефти, которые относятся к категории труднодоступных, выросло до 75%. К тому же, большая часть нефти находится в пластах, имеющих низкие фильтрационно-емкостные свойства.

В связи с чем, возникает потребность в текущих условиях наращивать темпы добычи нефти в Российской Федерации, не только на действующих месторождениях, но и организовать поиск новых. Наиболее эффективным решением, которое позволит достигнуть поставленную задачу, является мобилизация и ускорение темпов развития многопластовых месторождений [3].

Использование в практике многопластового вида месторождения является эффективной возможностью нефтедобычи. Для того, чтобы провести разработку многопластового нефтяного месторождения, требуется выделить разбуренные скважины, в котором присутствуют пласты нефти. Содержание нефти в этих пластах должно быть достаточное.

На сегодняшний день чаще всего, в пластах нефти содержится часто не одинаковый показатель нефти. Это является одной из основных проблем. Поскольку, с одной стороны – неоднородность в пластах приводит к тому, что значительно уменьшается показатель нефтеотдачи объекта. А с другой стороны – наблюдается сильное ухудшение условий выработки коллекторов, что относят имеют малопродуктивную характеристику. Все это ведет к тому, что значительно снижаются технико-экономические показатели в области разработки крупных объектов нефтяных местонахождений.

В процессе разработки месторождений работа добывающих скважин характеризуется их дебитами по нефти, газу и воде; равномерностью подачи (или пульсирующим режимом); темпом обводненности нефти и увеличением газовых факторов по отдельным скважинам [4].

Таким образом, измерение количества нефти, газа и воды по отдельным скважинам добывающего фонда имеет исключительно важное значение, как для техники и технологии сбора и подготовки скважинной продукции, так и для анализа контроля и регулирования за процессом разработки месторождения. При измерении продукции скважин помимо измерения дебитов скважин особое внимание должно уделяться измерению и анализу темпов обводненности нефти изменению газового фактора по каждой скважине. 

Более надежным способом можно считать измерение частотных спектров технологических звуков, генерируемых турбулентными потоками движения нефти из нефтяного пласта через перфорационные отверстия и по ним определять дебит.

Необходимо отметить, что точность измерения дебита с помощью частотных спектров недостаточна из-за пульсационных составляющих шумов работы насоса, возникающих при всасывании нефтеводогазовой смеси из перфорационных отверстий и микротрещин, которые накладываются на полезный сигнал [29].

В данной работе предлагается разработать способ, в котором с помощью четвертьволновых резонаторов снизить амплитуду шумов насоса на частотный спектр технологических шумов нефтяных пластов. Данный способ позволяет для измерения дебита при многопластовой добычи нефти использовать один лифт.

1. Общие сведения о многопластовых нефтяных скважин

Задача наращивания темпов добычи нефти на действующих месторождениях была и остается актуальной в настоящее время. Одним из способов решения данной задачи может быть ускоренное вовлечение в разработку многопластовых месторождений. Под термином «многопластовые» нефтяные месторождения понимаются такие месторождения, на которых залежи разделены на пласты – объекты разработки, имеющие индивидуальную гидродинамическую систему, когда каждый объект характеризуется своими контрастно отличающимися флюидальными и фильтрационно-энергетическими свойствами, разделены между собой непроницаемыми породами [16]. Следует отметить, что большинство нефтегазовых месторождений Российской Федерации имеют многопластовую структуру.

Есть несколько подходов к разработке многопластовых нефтяных залежей. Первый заключается в том, что каждый пласт разрабатывается отдельной сеткой скважин. К преимуществам данного метода можно отнести лучшую выработку пластов, возможность управления процессами разработки, простоту в организации геофизических исследований на действующем фонде [11]. Однако данный подход требует больших экономических затрат на бурение, так как количество вводимых скважин будет расти пропорционально количеству эксплуатируемых объектов.

Второй подход предполагает эксплуатацию несколько объектов одной сектой скважин. Зачастую на многих месторождениях бурение скважин индивидуальной сеткой является нерентабельным, особенно это касается низкопроницаемых или имеющих малые нефтенасыщенные толщины пластов. В этих условиях единственным экономически оправданным методом является возможность разрабатывать многопластовое месторождение единой сеткой скважин, что также позволяет «сгустить» сетку по каждому отдельному пласту. Существуют и смешанные системы, когда добывающие скважины бурятся на каждый пласт, а нагнетательные скважины вскрывают одновременно несколько объектов.

Однако любая одновременно-раздельная разработка нефтяного месторождения запрещена государственными органами Российской Федерации без обеспечения надежного раздельного контроля динамики технологических параметров вырабатываемых пластов и без обеспечения управления выработкой отдельных пластов. Как минимум, должен быть обеспечен учет отборов добываемой жидкости и объемов закачиваемый воды для каждого объекта, а также гидродинамический мониторинг энергетики каждого совместно разрабатываемого пласта.

Основные требования к комплексам ГДИС и ПГИ изложены в РД 153-39.0-109-01 и Постановлении Госгортехнадзора в области охраны недр №71 от 06.06.2003 г. пункт 113: «Одновременно раздельная эксплуатация нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной допускается при наличии сменного внутрискважинного оборудования, обеспечивающего возможность реализации раздельного учета добываемой продукции, промысловых исследований каждого пласта раздельно и проведения безопасного ремонта скважин с учетом различия давлений и свойств пластовых флюидов» [26,13].

Одним из основных элементов контроля разработки нефтегазовых залежей являются гидродинамические методы (ГДИС) и промыслово-геофизические (ПГИ) исследования скважин. Именно эти методы и их комплексы позволяют получать индивидуальную информацию о текущих технологических параметрах, динамике изменения фильтрационных свойств и параметров совершенства вскрытия объектов [6].

Обеспечить непрерывный контроль динамики изменения фазовых дебитов, фильтрационных и энергетических свойств пластов, текущих параметров ближней зоны (скин-фактора) позволяют, в частности, стационарные информационно-измерительные системы (СИИС). Внедрение подобных систем на месторождениях позволяет обеспечить:

• 
  непрерывный контроль разработки каждого пласта в режиме реального времени;
  
• 
  снижение затрат на проведение плановых исследований;
  
• 
  сокращение потерь добычи нефти во время исследований;
  
• 
  соблюдать требования государственных органов РФ по обеспечению
  
• 
  непрерывного раздельного мониторинга добычи и выработки пластов.
  

Однако стандартные ГДИС в условиях одновременно-раздельной эксплуатации способны определять лишь интегральные параметры многопластовой системы, без разделения фильтрационных и энергетических свойств по отдельным пластам. Одним из решений данной проблемы является внедрение оборудования одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ), которые разделены на оборудование: одновременно-раздельной добычи (ОРД) и одновременно-раздельной закачки (ОРЗ) [5].

1.1 История возникновения одновременно-раздельной эксплуатации

Одновременно-раздельная эксплуатация стала зарождаться достаточно давно. Профессиональное оборудование для ОРЭ впервые в отечественной практике стало производиться с 1930 гг. Именно в этот период разработаны первые прототипы оборудования специально для одновременно-раздельной эксплуатации. К тому же, разработка оборудования для ОРЭ и в целом развитие этого направления, приобрело значимость и после второй мировой войны.

Так, ряд отечественных исследователей в послевоенное время стали проводить опыты и исследования в области одновременно-раздельной эксплуатации. Нефтяная промышленность в таких регионах СССР, как – Татарстан, Башкортостан, Куйбышев и ряд других, активно развивалась под началом советского деятеля Н. К. Бабайкова. Он являлся одним из самых влиятельных и значимых деятелей в нефтяной сфере Советского союза. Именно поэтому Н. К. Бабайков контролировал почти все аспекты развития данной сферы [11]. Таким образом, можно сделать вывод, что Н. К. Бабайков внес достаточно большой вклад в развитие нефтяной сферы СССР.

Развитие области одновременно-раздельной эксплуатации также контролировалось Н. К. Бабайкова. Под контролем Н. К. Бабайкова открывается первое в истории СССР Конструкторское бюро. Основной целью данного бюро является разработка высокоэффективного оборудования для одновременно-раздельной эксплуатации и формирования правил для его внедрения в нефтяные скважины. Расположение бюро выбрано в Баку. Именно там разработаны одни из первых схем ОРЭ. На рисунке 1.1. отобразим их.



Рисунок 1.1 – Схемы одновременно-раздельной эксплуатации 1950-1970-х
В период с 1970 по 1972 гг., учеными и исследователями конструкторского бюро впервые разработаны схемы одновременно-раздельной работы, предназначенной для внедрения не только в один, а сразу в два нефтяных пласта внутри одной скважины. Таким образом, разработаны такие схемы как:

• 
  первая группа схем, это - «фонтан-насос» и «фонтан-фонтан»;
  
• 
  вторая группа схем, это - «насос-фонтант» и «насос-насос»;
  
• 
  третья группа схем, это – «газлифт-газлифт»;
  
• 
  четвертая группа схем, это – «закачка-закачка», «закачка-отбор», «отбор-закачка».
  

Также, бюро развивалось и по другим направлениям. Силами конструкторского бюро разработаны системы с двумя видами колонн НКТ. Так, такие системы разработаны с концентричной и параллельной колонной.
Рассмотрим разработку скважин в СССР в период с 1970 гг., за пять лет. Именно этот период является одним из самых значимых в нефтяной сфере. В этот период, под контролем Н. К. Бабайкова, было обнаружено и разработано более 2660 скважин с местонахождением нефти. Через еще пять лет, начиная с 1975 года, обнаружено и включено скважин чуть меньше, приблизительно 1900 скважин. Таким образом, нефтяная сфера является одной из самых значимых в условиях СССР. При помощи имеющихся ресурсов, возможностей, технологической подготовленности, удалось обнаружить и ввести в эксплуатацию около 5000 скважин на тот момент. При этом, показатель не внедренных скважин равнялся к тому моменту приблизительно 69000.

Современное развитие сферы одновременно-раздельной эксплуатации и некоторых других важных технологий в Российской Федерации, во многом опирается на опыт СССР. Особенно, это касается разработок бюро, сделанных в период с 1951 по 1961 гг. [9]. Таким образом, современные разработки во многом опираются на старый опыт. При этом, новыми исследователями и деятелями привносится что-то инновационное также.

Отдельно стоит отметить, что в период с 1951 по 1961 гг., учеными конструкторского бюро в г. Баку впервые разработана схема, которая включает в себя сразу несколько колонн НКТ, а также пакеры для нефтяных пластов. Особенностью данной схемы является то, что при ее реализации, нельзя смешивать продукцию этих элементов, а также требуется следить за тем, чтобы они были разобщены.

Примером являются объекты, расположенные в разных частях одного конкретного региона, а именно – Татарстана. Именно в этом регионе присутствуют объекты, в которых сочетаются два вида горизонтов. Так, в объектах Татарстана, присутствуют как девонские, так и угленосные горизонты. Для такого вида объектов не рекомендуется смешивать продукты. Основной проблемой при смешении продуктов из этих двух горизонтов в одном объекте, является то, что из низ может получиться продукт, который будет оценен в достаточно низкую цену. Поэтому возникла потребность разработать такую технологию, которая позволит изымать нефть из каждого горизонта поочерёдно, при этом, избегая смешивания.

Конструкторским бюро в области ОРЭ были разработаны и некоторые другие важные наработки.

Во-первых, ученым бюро удалось разработать специальную схему с обратным клапаном. Данные схемы имеют достаточно большое количество преимуществ. С одной стороны, они дают возможность беспроблемно организовать промывку. С другой стороны, обеспечить быстрое опрессовывание пакерных устройств. Эта технология активно используется в современной практике. В современной практике, эта технология применяется достаточно часто, однако новые возможности, позволили ее улучшить и модернизировать. Так, при помощи модернизации, внедрены специальные автономные клапаны с чипом. В этот чип записана программа, которая может быть далее реализоваться по определенному сценарию.

Бюро также потрудилось над тем, чтобы создать схемы, которые позволяют не смешивать межу собой продукты, при отборе нефти из различных пластов в скважинах. Таким образом, получилось добиться того, что при отборе нефти как из верхнего, так и из нижнего пласта, нефть не смешивается. Такая же технология активно используется и в современной практике. При этом, она значительно усовершенствована и является ключевым компонентом в системе новых конструкторских решений.

Конструкторское бюро проделало работу и в области создания таких конструкций, которые обеспечат более стабильную и надежную работу. Учеными, работающими в бюро, разработана такая конструкция, которая позволяет включить в работу сразу несколько пластов. При этом, использование того или иного пласта может регулироваться, либо они могут эксплуатироваться одновременно. Конструкция также позволяет определить, какой объем нефти был откачан с каждого пласта.

Одну из современных схем, используемых по сей день, отобразим на рисунке 1.2. Представленная на рисунке 1.2. схема, отображает вариант оборудования с использованием инжекторов и/или струйного насоса.



Рисунок 1.2 – Оборудование для одновременно-раздельной эксплуатации с применением инжекторов:

На рисунке изображено: а – прямая схема; б – обратная схема; в – инжектор с отодвинутым соплом; I и II низконапорный и высоконапорный пласты; 1 – колонна насосно-компрессорных труб; 2 – разобщитель; 3 – замок; 4 – диффузор; 5 – камера смешения; 6 – камера для входа подсасываемой жидкости; 7 – сопло; 8 – манжеты; 9 – кольцо упорное; 10,17 –распорная втулка; 11 – направляющий патрубок; 12 – упорная втулка; 13 – муфта; 14 – паркер; 15 – обсадная колонна; 16 – хвостовик; 18 – подвижная гайка; 19 – заглушка.

Отдельно стоит отметить, что учеными и испытателями конструкторского бюро, проводилась разработка и некоторых других схем. При этом, эти схемы не используются на данный момент в отечественной практике. Например, к таким схемам стоит отнести ту, в которой используется гидропоршневый насос. Причиной того, что они не используются в отечественной практике, является их неактуальность. Действительно, по состоянию на 2021 год, гидропоршневые насосы – это оборудование, что утратило актуальность и они малоэффективны в современных условиях. В работе со скважинами, на территории РФ, этот вид насосов перестал использоваться.

При этом, в тот период, когда нефтаная промышленность активно развивалась, данные схемы были актуальны. Они активно применялись в работе со скважинами, поддерживались и для них разрабатывались новые схемы работы. Таким образом, гидропоршневые насосы – это один из ключевых инструментов в период развития нефтяной промышленности СССР.

Одновременно-раздельная эксплуатация преподалает определенные конфигурации. Известно, что общее число основных конфигураций одновременно-раздельной эксплуатации, является, с одной стороны, использование параллельной колонны НКТ, а с другой стороны, использование концентричной колонны.

На рисунке 1.3. отобразим схему ОРЭ, которая позволяет осуществлять раздельный отбор нефти из пластов в скважинах. Автором этой технологии в отечественной практике, является В. Н. Беленький. Впервые данная схема использована была в найденных скважинах в одной из областей Российской Федерации. В основном, первые скважины, где использовалась такая технология – это территория Куйбышевского района [15].



Рисунок 1.3 – Схема одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов с применением концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб (НКТ):
На рисунке изображено: а – трубная головка: 1 – 48-мм НКТ; 2,6,8 – фланец; 3 – подвижная гайка; 4 – резиновое уплотнение; 7 – шпилька; 5 – упор; 9 – уплотнительное кольцо; б – подземное оборудование: 1 – 48-мм НКТ; 3 – обсадная колонна; 4 – башмак 48-мм НКТ с конусом; 5 – клапан; 6 – переводник с седлом; 7 – пакер; 8 – направление.

Отдельно стоит отметить, что исторически сложилось, что главные наработки конструкторского бюро, в период СССР, использовались по большей части на территории Башкортостана. При этом, общее количество скважин, которые были обнаружены и включены в разработку, составляло более 500. Конечно, для внедрения разработок бюро, использовались и скважины других территорий.

В 1953 году на Ромашкинском месторождении в скважину диаметром 168 мм на глубину 1725 и 1740 м были спущены две колонны НКТ 60 мм с пакером (рисунок 1.4). В неглубокие скважины двухколонные компоновки спускались еще до Великой Отечественной войны.



Рисунок 1.4 - Схема оборудования скважины параллельными рядами НКТ.
На рисунке изображено: 1 – 273-мм обсадная колонна; 2 – 60-мм НКТ; 3 – переводник 273×219 (мм); 4 – 200-мм обсадная колонна; 5 – пакер; 6 - переводник 219×168 (мм); 7 - 168-мм обсадная колонна.

В практике СССР не редки случаи использования установок, в которых использованы специальное насосное оборудование. Такие установки предполагали откачку нефти при помощи специально оборудованного насоса. В основе таких установок были дифференциальные насосы. Отдельно стоит отметить, что такая разработка, имеет популярность и на сегодняшний день. Установки с дифференциальным насосом применяется работе со скважинами и по сей день и для того, чтобы откачивать газ, нефть и т.д. Таким образом, данная разработка активно используется в современной практике. На рисунке 1.5 отобразим схему такой установки.



Рисунок 5 - Отбор нефти из двух пластов штанговыми насосами
При этом, конструкторским бюро разработана система, в которой также предполагается использование системы с дифференциальными насосами. Однако в этой схеме откачка нефти происходит из двух пластов скважины (рисунок 1.6).



Рисунок 1.6 - Установка с дифференциальным насосом для одновременно-раздельной эксплуатации.
I, II – верхний и нижний пласты, 1 – колонна штанг, 2 – колонна НКТ, 3, 4 – цилиндр и плунжер верхнего насоса, 5 – полый шток, 6,12 – верхний и нижний патрубки, 7 – нагнетательный клапан, 8 – специальная верхняя муфта, 9,18 – верхний и нижний пакеры, 10 – специальная нижняя муфта, 11 – всасывающий клапан, 13 – узел замка, 14 – труба, 15 – нижний насос, 16 – уплотняющий конус, 17 – седло с левой резьбой, 19 – хвостовик с фильтром.

Таким образом, можно сделать следующие выводы. В послевоенные годы, нефтяная промышленность развивалась достаточно активно. К тому же, направление одновременно-раздельной эксплуатации, также не осталось в стороне. Специальное конструкторское бюро, открытое под руководством Н. К. Бабайков, разработало достаточно большое количество технологий и схем. Достаточно большое количество наработок применяется и сегодня.

1.2 Достоинства и недостатки одновременно-раздельной эксплуатации

Одновременно-раздельная эксплуатация обладает достаточно большим количеством преимуществ. В рамках ВКР требуется рассмотреть главные преимущества, а также недостатки системы ОРЭ. Начнем с преимуществ.

Первое преимущество. Одним из важнейших преимуществ метода одновременно-раздельной эксплуатации, является то, что он дает возможность значительно сократить время на возведение новых скважин.

Второе преимущество. Технология ОРЭ позволяет значительно сократить затраты на разработку и поддержание скважины. Таким образом, ОРЭ не требует какого-либо сложного оборудования.

Третье преимущество. Технология ОРЭ дает возможность значительно ускорить темы добычи нефти.

Таким образом, исходя из вышесказанного, можно сделать вывод: метод одновременно-раздельной эксплуатации, имеет достаточно большое количество весомых преимуществ.

Перейдем к рассмотрению недостатков данного метода. Во-первых, такая система позволяет охватить точно точечно добычу нефти. Во-вторых, на сегодняшний день, отсутствует продолжительный опыт эксплуатации такого метода на крупных объектах. В-третьих, достаточно низкие показатели надежности компоновок. В-четвертых, в случае возникновения неполадок и технических сложностей, такие системы достаточно дорого и непросто ремонтировать.

1.3 Геолого-промысловое обоснование применения одновременно-раздельной эксплуатации

Одновременно-раздельная эксплуатация (ОРЭ) пластов на многопластовых месторождениях - один из основных методов регулирования разработки. Создание независимых систем разработки объектов с использованием технологии ОРЭ - это целенаправленное изменение условий разработки продуктивных пластов в рамках принятых технологических решений. ОРЭ необходима для тех пластов (одного объекта разработки), эксплуатация которых общим фильтром нежелательна по геолого-промысловым параметрам.

При совместной работе высоко- и низкопроницаемых пластов объекта целесообразно эксплуатировать его с применением ОРЭ, разделив на две части (высоко- и низкопроницаемые пласты).

Сегодня большинство крупных месторождений находятся на 3 или 4-ой стадии разработки, а новые вводятся с трудноизвлекаемыми запасами с низким уровнем рентабельности. Большинство нефтяных месторождений содержит больше одного пласта. Многие из них очень сильно отличаются своими геологическими характеристиками и при совместной эксплуатации, будут вырабатываться сильно различающимися темпами.

Совместная нераздельная эксплуатация двух и более объектов связана с целым рядом сложностей и проблем, в частности, с такими как отсутствие депрессии на каждый пласт в отдельности, возникновение перетоков из одного пласта в другой вследствие различных пластовых давлений, что ведет к потере дебита скважины на 20%, а то и 40%, отсутствие раздельного учета добываемой продукции (т.н. лицензионные риски), невозможность эксплуатации из-за несовместимых PVT-свойств пластовых флюидов [21].

Для того, чтобы ввести в разработку объекты, которые находятся в сложном геолоическом строении, необходимо использовать высокоэффективные методы. Наиболее эфективным методом, является именно введение одновременно-раздельной разработки [18].

Отдельно стоит отметить, что для работы в условиях территории Западной Сибири, необходимо внедрить инструмент ОРЭ, с применением конструкции, предполагающей использование одного насоса. При этом, конструкция должна обладают разобщающие пакеры и запорные устройства.

2 Обзор применяемых в РФ систем и компоновок одновременно-раздельной добычи

Одновременно-раздельная добыча (ОРД) — совместная эксплуатация двух и более продуктивных пластов одной скважиной. Скважина оснащается специальным оборудованием для контроля и управления притоком из каждого пласта.

На практике выделяют два основных вида компоновок: однолифтовые и двухлифтовые, то есть состоящие из одной или нескольких колонн насосно-компрессорных труб (НКТ). Также существуют системы с одним или двумя способами механизированной добычи с электро-центробежными насосами (ЭЦН) и штанговыми насосами (ШГН). В свою очередь существует два основных типа конфигураций системы ОРЭ с несколькими колоннами: концентрические и параллельные [25].

В настоящее время в России данные технологии предлагает множество отечественных и зарубежных сервисных компаний «Лифт-Ойл», «НПФ Геофизика», «Новые Нефтяные Технологии», «Новомет», «НПФ Пакер», ООО НПФ «Геоник», «Weatherford», «Halliburton», «Schlumberger» и др. Существует множество патентов на разработку подземного оборудования для ОРЭ.

На сегодняшний момент известны следующие основные схемы одновременно-раздельной эксплуатации: «фонтан-фонтан», «фонтан-насос», «насос-насос», «газлифт-газлифт», «нагнетание-нагнетание», «нагнетание-отбор» [24].

Несмотря на большое разнообразие технологических решений, перед инженерами разработчиком всегда будет стоять вопрос об определении индивидуальных параметров пластов. К сожалению не все компоновки позволяют проводить необходимые по регламенту РД 153-39.0-109-01 исследования, характеризующие параметры притока и выработки из пластов индивидуально [31]. Также следует отметить, что информативность исследований напрямую зависит от схемы заканчивания скважины (тип компоновки ОРЭ).

Рассмотрим основные виды заканчивания скважин с компоновками ОРД.

2.1 Система мониторинга способом механизированной добычи без разделения пластов.

Схема данной системы мониторинга представлена на рисунке 1.1. В данном варианте компоновка ОРД имеет достаточно упрощенный характер. Добыча идет совместно изо всех перфорированных пластов. Данная схема является самой простой и надежной с технологической точки зрения. Интервальная оценка дебитов возможна по результатам ПГИ [1].

В данном случае депрессия создается одинаковая на оба пласта (депрессия на нижний пласт будет определяться плотностью флюида в стволе скважины и расстоянием между эксплуатируемыми объектами). Подобная технология оправдана в тех случаях, когда пласты находятся на достаточно близком расстоянии, имеют схожие геолого-геофизические характеристики и близкие начальные пластовые давления.

Получение индивидуальных фильтрационных параметров пластов затруднено за счет наличия взаимовлияния пластов [23]. По результатам ГДИС определяются только интегральные свойства многопластовой системы. Дифференцировать приток из каждого пласта возможно по результатам ПГИ. Так как в скважине отсутствует дополнительное подземное оборудование, возможны различные варианты проведения исследования. На данный момент существуют технологии позволяющие проводить ПГИ не только в межремонтный период, но и в процессе работы ЭЦН [17].

Вся получаемая информация передается на поверхность в режиме реального времени. Следует отметить, что наиболее информативным методом ПГИ является спуск в скважину байпасной системы (Y-tool).

За счет своей низкой стоимости данный способ ОРЭ является пока наиболее распространенным на месторождениях Западной Сибири. Поэтому задача получения индивидуальных параметров пластов при совместной эксплуатации крайне актуальна.



Рисунок 2.1 – Схема системы мониторинга способом механизированной добычи без разделения.

2.2 Система мониторинга (и управления) способом однолифтовой механизированной добычи с разделением пластов.

Схема представлена на рисунке 2.2. Данная компоновка ОРЭ подразумевает наличие изолирующих пакеров и мандрелей, через которые идет приток в ствол скважины. В режиме, когда мандрели открыты и приток идет со всех объектов, гидродинамические исследования так же, как и в первом случае, позволяют нам определять только интегральные параметры многопластовой системы, так как остается гидродинамическая связь по стволу скважины [3].

Таким образом, зная интегральные свойства всех объектов и дополнительно изучив свойства одного из них, по известным методикам - можно точно рассчитать свойства второго. В идеале, расчетно-аналитическая методика в этом случае позволяет определить индивидуальные параметры пластов еще на этапе работы скважины [9].

К сожалению, в данном типе компоновки ОРД информацию с манометров обычно можно получить только в межремонтный период, расшифровав записи автономных датчиков, что существенно ограничивает ее использование в мониторинге объектов разработки. Как вариант, должна использоваться система с проводной или беспроводной телеметрией, обеспечивающей «on-line» передачу на поверхность данных со всех датчиков, установленных в мандрелях.

Данная система не получила пока широкого применения на скважинах с ЭЦН из-за ряда технологических рисков и относительно высокой стоимости (для варианта с отключением мандрелей по гидравлическому или электрическому приводу) [18].

Клапана и/или их привод могут быстро выходить из строя, на мандрелях могут начать откладываться парафины, сокращая диаметр проходного сечения, либо же наоборот абразивный песок будет увеличивать со временем проходное сечение мандрелей. Кроме того, возможна негерметичность самой пакерной системы, что сводит на нет все преимущества данной системы мониторинга.



Рисунок 2.2 – Схема компоновки подземного оборудования ОРД с разделением.

2.3 Система с разделением пластов с двумя элементами механизированной добычи.

Схема данной системы представлена на рисунке 2.3. Основное отличие от предыдущей системы заключается в том, что в компоновку подземного оборудования входит дополнительный насос на нижний пласт. Преимуществом данной системы является возможность целенаправленно увеличивать депрессию на нижний пласт, что может быть актуальным в случае большой дифференциации изначальных фильтрационных и энергетических свойств пластов [12]. Система будет эффективной в случае, если нижний пласт обладает высокой продуктивностью или пласты сильно разнесены по глубине, когда депрессии создаваемой верхним ЭЦН окажется недостаточной для обеспечения целевой расчетной депрессии на нижний пласт [15].

Подобные условия встречаются редко, к тому же вероятность отказа оборудования здесь возрастает, а выход из строя одного ЭЦН влечет за собой ремонт всей компоновки ОРД.

Также в НКТ происходит смешивание продукции из каждого пласта, что затрудняет их дифференцированный мониторинг. Совокупность всех факторов приводит к тому, что данные системы остаются единичными и редко внедряются на месторождениях. Проведение и информативность ГДИС и ПГИ аналогичны рассмотренной выше системе.



Рисунок 2.3 – Схема компоновки подземного оборудования ОРД с разделением пластов пакерами и с двумя элементами механизированной добычи

2.4 Двухлифтовые компоновки ОРЭ, предусматривающие параллельную установку колонн НКТ для одновременно-раздельной добычи.

Схема данной системы представлена на рисунке 2.4. Схема компоновок может быть различная: «ЭЦН-ЭЦН», «ШГН-ШГН» и «ШГН-ЭЦН». Отличительной особенностью данного типа оборудования является то, что продукция из каждого пласта поднимается на поверхность по разным колоннам лифтовых труб НКТ.

В этом случае не происходит смешивания продукции в стволе скважины, обеспечивается точный учет добычи с каждого объекта, раздельный мониторинг состава продукции (обводнение, газовый фактор и др.). Но данные тип конструкции имеет также ряд минусов, таких как: высокая стоимость оборудования, сложность конструкции, ограничение по диаметру эксплуатационной колонны (не менее 168 мм).

Концентрические компоновки для одновременно-раздельной добычи по своему назначению схожи с предыдущей схемой. Основные отличия заключаются непосредственно в самой конструкции. Так как предполагается наличие внешней и внутренней колонны НКТ, диаметр эксплуатационной колонны должен быть не меньше 178 мм. В этом случае велик риск отказа оборудования, высока стоимость ремонта скважин и пр.



Рисунок 2.4 – Схема двухлифтовой компоновки для ОРД c параллельным расположением двух НКТ

2.4 Одновременно-раздельная закачка

При совместной эксплуатации продуктивных пластов для эффективной выработки запасов из разнопроницаемых пластов нет другой альтернативы, как внедрение технологии ОРЗ на нагнетательных скважинах.

Технология ОРЗ позволяет значительно расширить возможности гидродинамических методов воздействия на группу пластов одной сеткой скважин, которые включают в себя сочетание нескольких видов воздействия, а именно: оптимизация репрессии, нестационарное заводнение пластов.

ОРЗ предусматривает закачку воды в разобщенные пласты по отдельным каналам под разными давлениями или за счёт штуцирования на устье скважины.

В настоящее время на месторождениях широко внедряются две схемы одновременно-раздельной закачки с разделением пластов – двухлифтовая система концентрической конструкции и однолифтные системы (рис. 2.5).



Рисунок 2.5 – Однолифтовая (слева) и концентрическая (справа) системы одновременно-раздельной закачки
Использование компоновок для ОРЗ позволяет увеличивать компенсацию добычи закачкой по пластам, вести замер и регулирование объемов закачки в каждый пласт посредством смены штуцеров в скважинных камерах или регулированием подачи (в зависимости от схемы ОРЗ). Внедрение ведется в ОАО «Самотлорнефтегаз», ОАО «ТНКНижневартовск», ОАО «Варьеганнефтегаз», ООО «ТНК-Уват» и ОАО «Оренбургнефть».

Скважины для внедрения данной технологии должны отвечать следующим условиям:

• 
  эксплуатационная колонна диаметром от 146 мм и более;
  
• 
  наличие реагирующих скважин;
  
• 
  отличное состояние колонн и цементного кольца, подтвержденное исследованием;
  
• 
  разная проницаемость вскрытых пластов;
  
• 
  разный коэффициент вытеснения.