Технология одновременно-раздельной эксплуатации добывающих скважин.

Целями проекта были:

• выбрать оптимальный дизайн компоновки ОРЭ ЭЦН-ЭЦН для данных геологических условий;
• оценить жизнеспособность выбранных опций ОРЭ и определить области для улучшений в дизайне и исполнении;
• произвести испытания технологии  в добыче и определить следующие действия для тиражирования.  

Планирование и исполнение проекта

Для решения этой задачи привлекались ведущие подрядчики по технологиям. На основе анализа дизайнов решили пробурить две наклонно-направленных скважины с эксплуатационной колонной 9 5/8 дюйма на Усть-Тегусском месторождении ТНК-Уват в Западной Сибири. Baker Hughes и Schlumberger были выбраны генеральными подрядчиками для дизайна ОРЭ и поставки оборудования. Каждому подрядчику предоставили одну скважину для демонстрации своей технологии. Компания Cameron обеспечила поставку специализированного оборудования колонной обвязки и фонтанной арматуры. Основными трудностями были техническая сложность, большое количество специализированного оборудования и многофункциональная суть проекта, охватывающего области геологии, разработки, бурения, добычи и науки. Объем работ требовал управление различными специализированными подрядчиками, мобилизацию специального подъемника на 100 т, интенсивное привлечение западной экспертизы. Месторождение доступно для наземного транспорта только в зимний период, поэтому логистика и качество сервисов приобретали особую важность, исключая любые ошибки.

Дизайн и подготовительные работы начались в I квартале 2009 года, местоположение скважин выбирали на основании гидродинамических моделей ТННЦ, были подготовлены проекты бурения и заканчивания, оборудование закуплено и поставлено. Скважины пробурили во II квартале 2010 года. Исполнение первой скважины ОРЭ с Baker Hughes было выполнено в июне 2010 года, и скважина запущена в добычу в июле 2010 года.  

Результаты и извлеченные уроки

Пилотный проект (с дизайном и  оборудованием Baker Hughes) был успешно  закончен без инцидентов по качеству услуг и ОТ и ТБ. Начальная добыча была следующей: нижний пласт (Ю4)  Q жидкости = 806 барр./сут,  Q нефти – 782 барр./сут, обводнение – 3%; верхний пласт (Ю2)  Q жидкости  = 151 барр./сут, Q нефти – 142 барр./сут, обводнение – 6%. Скважина стабильно добывает в настоящее время.

   Оценка экономики после работы показывает, что NPV опции ОРЭ сравнимо с опцией бурения двух стандартных скважин (эксплуатационные колонны 6 5/8 дюймов или 7 дюймов) для этого конкретного случая. Ожидается,  что на стадии промышленного внедрения эффект от  ОРЭ будет значительно выше, чем от дополнительной буровой сетки. Он будет достигнут  посредством развития кривой обучения, расширения масштабов работ путем снижения их стоимости с использованием стандартных для ТНК-ВР размеров  эксплуатационных колонн, снижения геологической неопределенности  (на первой пилотной скважине было необходимо пробурить дополнительный боковой ствол), снижения стоимости оборудования исключением ненужной технической сложности в случаях, когда это возможно.  Дополнительным преимуществом станет увеличение темпов добычи и уменьшение негативного влияния на окружающую среду.

Стадия выполнения продемонстрировала, что ценность управления проектом не должна недооцениваться, когда ведется  работа над сложными проектами, включающим много подрядчиков. Должен существовать план реагирования на геологическую неопределенность для возможности подбора наиболее оптимального насосного оборудования для данных условий.   Кривая обучения должна быть продолжена с подрядчиками, также как и с функциями ТНК-ВР для создания местной экспертизы в России. Вторая система заканчивания в эксплуатационной колонне 9 5/8 дюймов (конструкция Schlumberger) будет произведена в I квартале 2011 года после ГРП пластов для тестирования технологии в более жестких операционных условиях для ЭЦН. Дальнейшая работа будет фокусироваться на эффективности затрат и адаптации технологии для стандартных эксплуатационных колонн в ТНК-ВР (6 5/8 дюймов или 7 дюймов) для максимизации ценности проекта. В дальнейшем запланировано тестирование концентрических технологий ОРЭ западных и российских подрядчиков в колонне 7 дюймов.  Необходимо получить рекомендации по конструкции на случай возможных сложностей связанных с солевыми отложениями и мехпримесями.

Команда ТНК-ВР, совместно с подрячиками, продемонстрировала высокий уровень профессионализма и подтвердила работоспособность данной технологии в удаленных условиях Западной Сибири. Когда технологию полностью оттестируют и будет найдено оптимальное соотношение затрат / преимуществ, она будет внедряться и на других месторождениях ТНК-ВР. Достигнутые результаты открывают новые возможности в плане оптимизации системы разработки путем конструкции меньшего количества скважин и, таким образом, снижения капитальных и эксплуатационных затрат за счет сравнительно меньшего объема бурения и скважинных сервисов. В долгосрочной перспективе для бизнеса предложенная технология также имеет преимущества, так как обеспечивает возможность оптимальной разработки многопластовых месторождений.

«Татнефть»

Разрабатываемые в Республике Татарстан месторождения вступили в позднюю стадию эксплуатации, это предполагает рост эксплуатационных затрат на добычу нефти.

Потому задача поддержания уровня добычи нефти за счет внедрения более  эффективных технологий, позволяющих  обеспечивать необходимый в условиях рыночных отношений уровень рентабельности, является одной из основных. Одной из таких технологий, широко используемых ныне в нефтяных компаниях, является одновременно-раздельная эксплуатация (ОРЭ) нескольких пластов. Многие НГДУ ОАО "Татнефть" сегодня активно используют ОРЭ в добыче нефти. К примеру, таковым является НГДУ "Джалильнефть".

Экономия на бурении

Одновременно-раздельная эксплуатация нескольких пластов, о которой широко заговорили в последние годы, технология, в общем-то, не новая. Метод ОРЭ широко использовался еще в 60-70-х годах прошлого столетия на ряде месторождений США. Вариантов установок для ОРЭ было разработано как для одновременно раздельной эксплуатации 2-х пластов, так и более, достигая 3-х и 4-х. Но для этого бурились скважины специальной конструкции.

Бурение таких скважин повышало не только стоимость самой скважины, но и требовало использования  достаточно большого перечня дополнительного  оборудования. Использование данного  метода было оправданно только на тех  месторождениях, где затраты окупались за счет высоких дебитов скважин. Это, естественно, ограничивало его распространение. В акционерном обществе "Татнефть" была поставлена задача по адаптации данного метода для внедрения на существующем добывающем фонде скважин, не строя специально новых скважин. Разрабатываемые в Республике Татарстан месторождения вступили в позднюю стадию разработки. А это предполагает рост эксплуатационных затрат на добычу нефти. Задача поддержания уровня добычи нефти за счет внедрения более эффективных технологий, позволяющих обеспечивать необходимый в условиях рыночных отношений уровень рентабельности, является одной из основных. Учитывая факт, что в большинстве разрабатываемые в ОАО "Татнефть" месторождения многопластовые, перед институтом "ТатНИПИнефть" была поставлена задача разработки технологии по приобщению доселе не разрабатываемых запасов нефти верхлежащих горизонтов. Осуществить это надлежало без бурения дополнительных скважин.

Реализовать такую задачу помог  принцип ОРЭ. Специалистами института была предложена усовершенствованная и адаптированная к условиям ОАО "Татнефть" технология эксплуатации 2-х пластов одной скважиной действующего фонда. Если ранее по геологическим условиям необходимо было вовлекать в разработку запасы, сосредоточенные в верхних горизонтах, только после истощения и полной выработки нижних горизонтов, то использование данной технологии позволяет осуществлять это одновременно.

Если вы где-нибудь видели скважину, оборудованную двумя станками-качалками, значит, вы видели установку одновременно-раздельной эксплуатации. Но наличие двух качалок отнюдь не обязательно. Институт "ТатНИПИнефть" предложил два типа установок для ОРЭ двух объектов: одно- и двухлифтовые конструкции.  Кстати, чем же они отличаются? Двухлифтовая установка содержит пакер, разделяющий пласты, две колонны насосно-компрессорных труб - длинную и короткую, соединенные для предотвращения движения относительно друг друга параллельным якорем, два штанговых насоса, двухствольную устьевую арматуру и, соответственно, два станка-качалки. Продукции пластов затем поступают в одну сборную линию, если их смешение допустимо, или транспортируются раздельно. Однолифтовая вдвое проще: штанговый насос с дополнительным всасывающим клапаном, установленным на боковой поверхности цилиндра и пакер, разделяющий пласты. Технология ОРЭ в ОАО "Татнефть" имеет широкие перспективы.

Опыт НГДУ "Джалильнефть"

Заняться активно внедрением этой технологии НГДУ "Джалильнефть" побудили две причины. Во-первых, разрабатываемые  НГДУ площади Ромашкинского месторождения являются многопластовыми, и поэтому здесь немало скважин, где в процессе бурения были вскрыты от двух до четырех эксплуатационных горизонтов. Во-вторых, у "Джалильнефти", по сравнению с другими нефтегазодобывающими управлениями, малый объем бурения и, для того чтобы поддерживать добычу на достигнутом уровне, очень важно наращивать дебит скважин. "Поэтому для нас технология одновременнораздельной эксплуатации скважин является очень интересным и перспективным направлением", - говорит Рафис Ишмурзин.

С первого момента проведения опытно-промышленных работ по внедрению технологии ОРЭ  начальник НГДУ Малик Каюмов высоко оценил возможности нового оборудования. Опытный руководитель, не сомневаясь, что данная разработка приобретет характер массового внедрения, сразу поставил перед инженерной и геологической службами ряд задач: средний дебит по приобщаемому пласту должен быть не ниже среднего дебита по НГДУ, внедрение оборудования должно производиться в соответствии с правилами разработки. Важно, говорил он, не только получить единовременный прирост, но и сохранять его длительное время.

Как признаются специалисты, самое  сложное при подготовке к внедрению  ОРЭ - это подбор скважин. Работа эта  очень непростая и ответственная, в ней задействованы практически все основные службы компании и НГДУ, специалисты ТатНИПИнефть и Инженерного центра. Подбор осуществляется довольно длительно, и лишь после того как рабочая комиссия окончательно утвердит список кандидатов-скважин, за дело берутся бригады подземного ремонта.

ОРЭ открыло специалистам НГДУ широкое  поле для деятельности. Группой ученых института "ТатНИПИнефть" в этом направлении была разработана установка  с использованием УЭЦН. В рамках программы по ее испытанию в НГДУ "Джалильнефть", после проведенных  экспертиз на предмет соответствия требуемым критериям, выбор был сделан в пользу скважины №22237 ЦДНГ-7. Ранее она эксплуатировалась по пласту с дебитом по жидкости 81 м3/сутки, обводненностью 94% (дебит по нефти 4,2 т/сутки).

В декабре 2006 года, после внедрения одно лифтовой установки, стала эксплуатироваться сразу по двум пластам. Для контроля за текущим состоянием УЭЦН скважину оснастили станцией управления с контроллером "РУМБ КСУ-06", которая позволяет передавать на пульт диспетчера информацию об изменениях технологических параметров: температуры обмотки двигателя, сопротивления изоляции системы, давления на приеме насоса, фазовых и линейных напряжений. Для контроля за параметрами скважины и дистанционного управления с диспетчерского пульта, внедрили совмещенную станцию управления "СКАД" с комплексом приборов (датчик давления, счетчик СКЖ, комплект приборов для динамометрирования).

В отличие от технологий, которые  применялись при внедрении ОРЭ  в других предприятиях, на скважине "Джалильнефти" использованы технологии, имеющие ряд преимуществ. Во первых, вскрытие приобщаемого пласта на депрессии происходит с отсечением от эксплуатируемого пласта извлекаемым пакер-пробкой ИПП-146 и освоением методом свабирования, а также глушение скважины технологической жидкостью на углеводородной основе с целью сохранения коллекторских свойств приобщаемого пласта и сокращения продолжительности освоения скважины после внедрения установки ОРЭ.

Кроме того, был внедрен хвостовик  под пакером М1-Х с установкой фильтра на подошве пласта. Хвостовик изменяет направление движения пластовой жидкости в интервале между пакерующим узлом и забоем и создает экран из нефти против зоны перфорации, в результате, против пласта постоянно находится нефть, а не вода, как при обычной эксплуатации скважины. Эти преимущества позволили получить по скважине прирост нефти в объеме 5,3 т/сутки при среднем дебите скважин по НГДУ 4,7т/сутки. В 2007 году в НГДУ "Джалильнефть" было внедрено одно лифтовых установок на тринадцати скважинах, а в 2008 году их количество планируется довести до 30, в том числе с подбором скважин-кандидатов с использованием УЭЦН.

НГДУ "Джалильнефть" изначально было сориентировано на разработку трудноизвлекаемых  запасов нефти. Добываемая здесь  продукция отличается повышенной вязкостью, высоким содержанием сероводорода, что значительно осложняет эксплуатацию скважин. И хотя условия нефтедобычи с каждым годом ухудшаются, так как доля трудноизвлекаемых запасов растет, руководство компании ОАО "Татнефть" по-прежнему ставит задачу - извлекать нефть таким образом, чтобы она не была сама по себе дорогой. Этим целям в полной мере отвечает система ОРЭ, позволяющая удешевить добычу "тяжелой" нефти за счет повышения дебита скважин.

«Белкамнефть»

Компания «Белкамнефть» разрабатывает месторождения нефти на территории Республики Удмуртия. В структуре объединения находятся два НГДУ.

Внедрение технологии ОРЭ на предприятии начато в 2009 году компоновками ЭЦН-ШГН.

Оборудованы пока единичные скважины, но уже в ближайшем будущем планируется значительно увеличить их фонд. На текущий момент рассматривается более 35 нефтяных скважин для спуска оборудования ОРЭ (ЭЦН-ШГН, ШГН-ШГН). Наибольший интерес схема ОРЭ представляет для оснащения скважин, вводимых из бурения, так как в данном случае можно говорить об однозначной окупаемости за счет одновременного запуска в работу разных объектов при отсутствии необходимости бурить вторую скважину. Прирост добычи также оказывается экономически эффективным.