В данной статье рассматриваются виды схем установок одновременно-раздельной эксплуатации. Требования, предъявляемые к оборудованию и целесообразность использования данных установок.
Ключевые слова: пласт, одновременно-раздельная эксплуатация, скважина.
Первые конструктивные схемы оборудования для одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) были разработаны в 1930-х годах в СССР. Распространение данной технологии началось лишь в начале 1960-х годов с началом масштабных работ в научно-исследовательских и опытно-конструкторских областях. Начиная с 1965 года конструкторское бюро начало производство и внедрение оборудования для одновременно-раздельной эксплуатации. [3].
Существует два варианта работы метода одновременно-раздельной эксплуатации пластов: одновременно-раздельная закачка вытесняющего агента в разные пласты одной скважины (ОРЗ) и одновременно-раздельная добыча запасов из разных пластов одной скважины (ОРД). Первый вариант заключается в нагнетании вытесняющего агента в необходимом количестве объема в пласты с различной проницаемостью при дифференцированном давлении нагнетания, для второго варианта предполагается отбор нужного количества объема нефти благодаря созданию репрессии (депрессии), которая соответствует их продуктивности, проницаемости и пластовому давлению для каждого из пластов.
Необходимость перевода скважин на одновременно-раздельный отбор нефти из нескольких горизонтов характеризуется технико-экономической целесообразностью и определяется следующими условиями:
– различие по пластовому давлению, коллекторским свойствам и свойствам нефти продуктивных горизонтов;
– продолжительный срок разработки всех продуктивных горизонтов;
– нефтеносные пласты должны быть сложены из устойчивых пород;
– необходимо чтобы расстояние между продуктивными пластами было таким, чтобы создать цементное кольцо, которое будет обеспечивать предотвращение перетоков жидкости при максимально возможных перепадах пластовых давлений в течение всего времени эксплуатации скважины;
– если присоединяемый к уже разрабатываемому горизонту малопродуктивный пласт неэффективен при эксплуатации отдельной взятой скважиной.
Исходя из имеющегося опыта эксплуатации можно сформулировать основные требования, предъявляемые к оборудованию для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких пластов одной скважины:
– возможность надежного разделения и разработки продуктивных пластов при различных режимах эксплуатации;
– возможность производить забойные исследования и замеры дебита нефти по каждому из пластов;
– обеспечивать необходимый отбор жидкости на всех стадиях разработки нефтяного месторождения;
– возможность переоборудовать скважины с целью разделения эксплуатации, в случае перехода одного или обоих пластов с фонтанного на механизированный способ добычи;
– оборудование не должно осложняться конструкцией скважин и производством ремонтных работ. [2].
На месторождениях стали появляться большое количество скважин, вскрывающих пласты различных отложений. Такие пласты характеризовались различными параметрами и свойствами продукции, содержащихся в них. Эти характеристики стали причиной возобновлению внедрения в работу технологии ОРЭ, из-за чего появилась возможность уменьшить объемы бурения, благодаря нескольким факторам: в работе находился ствол одной скважины; в объектах эксплуатируемым одновременным режимом данной сеткой скважин устанавливался отбор запасов добываемой продукции; одновременно проводилась эксплуатация объектов имеющих различные свойства продукции и характеристики коллекторов; отдельные скважины повышали эффективность, так как соединялись с другими объектами разработки или различными пластами одного объекта разработки с различной продуктивностью.
Наиболее часто применяется внедрение двух видов установок для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких объектов: одно- и двухлифтовые.
Конструктивная схема двухлифтовой установки состоит из двуствольной устьевой арматуры, пакеров, разделяющими пласты и два штанговых насоса с приводами и параллельного якоря, с двумя связанными колоннам. Изначально, установки оборудовали простыми станками-качалками, позже в эксплуатацию были введены скважины с цепными приводами.
Конструкция однолифтовой установки представляется собой насос, который поделен на две части, сбоку оборудованного дополнительным всасывающим клапанам, пакера, разделяющего пласты. Сначала добываемая продукция отбирается из нижнего пласта, когда плунжера двигается вверх. Далее плунжер двигается по боковому клапану, тогда продукция начинает отбираться из верхнего пласта. Клапан закрывается, так как в верхнем пласте давление на забое становится выше, чем в нижнем. При работе установки без отклонений на динамограмме уровень большой нагрузки находится в начале. Нагрузка снижается при прохождении плунжера по боковому клапану, так как давление на забое повышается. [1].
В настоящее время в разработке находятся две совершенно новые конструктивные схемы установок для ОРЭ для того, чтобы обеспечить отдельный подъем продукта. Первая схемой является установка с дифференциальным насосом. Конструктивно данная установка состоит из двух цилиндров, разных диаметров, двух соединенных плунжеров. Нижним насосом добываемая продукция отбирается из нижнего пласта по полым штангам. Продукция верхнего пласта поднимается по колонне НКТ.
Вторая новая схема — это однолифтовая установка с разделительным поршнем. Здесь оборудован разделительный поршень с ограничением, установленный между основным и боковым всасывающими клапанами. Поршень упирается, поднявшись до своего предела, останавливаясь на уровне бокового всасывающего клапана. Тогда, в нижнюю полость поступает добываемая продукция нижнего пласта. После остановки поршня поступает добываемая продукция верхнего пласта. Далее поршень двигается вниз и полые штанги вытесняют продукцию верхнего пласта. В разделительный поршень упирается плунжер, вытесняется в колонну НКТ продукцию нижнего пласта.
Работа двух спаренных насосов усложняет процесс регуляции дебитов между собой. Из-за того, что, спустившись соотношение дебитов остается тем же, тогда изменять можно только общий дебит. Для решения данной проблемы в нижней части нижнего плунжера есть отверстие, чтобы при опускании подвески штанг, оно выходило за пределы нижнего цилиндра. Такое решение позволяет понизить дебит нижнего пласта до 30 %. По такому же принципу в верхней части насоса сделаны боковые отверстия в цилиндре.
Литература:
- Гарифов, К. М. Одновременно-раздельная эксплуатация пластов в ОАО «Татнефть» / К. М. Гарифов, Н. Г. Ибрагимов, А. Х. Кадыров, Р. Г. Заббаров, В. Г. Фадеев. — М.: Изд-во «Нефтяное хозяйство», 2015. — 160 с. — Библиогр.: с. 156–159. — 500 экз. — ISBN 978–5–93623–013–4.
- Максутов Р. А., Доброскок Б. Е., Зайцев Ю. В. Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений. — М.: «Недра», 1974. — 232 с.
- История и современное состояние техники и технологии орэ пластов в ОАО «Татнефть» / К. М. Гарифов // Инженерная практика. — 2010. — № 1. — С. 19–29.
