С каждым десятилетием увеличивается число месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов, снижается число легкодобываемых природных ресурсов, растут затраты на их извлечение, поэтому все большее распространение получают механизированные способы добычи нефти — штанговые глубинные насосные установки (ШГНУ) и установки электроцентробежных погружных насосов (УЭЦН), на которые уже сейчас приходится более 95 % всей добываемой нефти. Однако большинство скважин работают в постоянном режиме и не контролируются, что приводит к снижению их межремонтного периода эксплуатации и непроизводительным затратам.
Следовательно, актуальной задачей для нефтегазодобывающей промышленности является контроль и автоматизация добывающих скважин с механизированным насосным способом эксплуатации. Многие зарубежные и российские нефтегазовые компании обратили внимание на то, что оперативный контроль параметров и автоматизация работы скважин позволяет улучшить технико-экономические показатели и эффективность извлечения нефти.
В современной нефтедобыче нагнетательные скважины играют ключевую роль в поддержании давления пласта и увеличении коэффициента извлечения углеводородов. При этом системы контроля за их работой часто сталкиваются с рядом проблем, влияющих на эффективность и безопасность (таких как недостаточная герметичность скважин, образование песчаных пробок и отложений солей, необходимость постоянного мониторинга и корректировки режимов работы скважин и т. д.)
Рассмотрим основные проблемы. Во-первых, это износ оборудования. Оборудование нагнетательных скважин подвергается интенсивному износу из-за высоких температур, давления и агрессивной среды. Следует отметить, что регулярный мониторинг состояния оборудования и его своевременная замена или ремонт могут предотвратить аварийные ситуации [3].
Далее, точность датчиков. Датчики, контролирующие параметры работы скважин, могут давать неточные данные, что приводит к ошибочным решениям. Решить данный вопрос можно посредством внедрения калибровки датчиков и использования алгоритмов для коррекции данных. Таким образом можно улучшить точность измерений.
Следующая проблема связана с гидравлическими ударами. Резкие изменения давления в системе могут вызывать гидравлические удары, повреждающие оборудование. Минимизировать риск возникновения гидравлических ударов может применение адаптивных систем управления потоками и давлением.
Кроме того, солевые отложения могут привести к засорению оборудования и труб, уменьшая пропускную способность. Чтобы решить данный вопрос, следует регулярно использовать химические реагенты и физические методы очистки и, таким образом, предотвратить накопление отложений.
Решение этих и других проблем требует комплексного подхода, включающего разработку новых материалов, улучшение технологий мониторинга и контроля, а также оптимизацию процессов эксплуатации скважин. Внедрение инновационных решений позволит не только повысить безопасность и эффективность нефтедобычи, но и снизить экологический ущерб от ее воздействия на окружающую среду [1].
Приведем практические примеры по рассматриваемой теме.
— Применение композитных материалов: Некоторые компании успешно используют композитные материалы для изготовления оборудования, что существенно увеличивает его срок службы.
— Интеллектуальные системы контроля: Внедрение систем с искусственным интеллектом для анализа данных с датчиков позволяет предсказывать и предотвращать потенциальные неисправности.
Исследования показывают, что использование автоматизированных систем контроля может снизить количество аварийных остановок оборудования на 25 %, а регулярное применение ингибиторов отложений увеличивает эффективность работы скважин на 15 % [2].
Кроме того, автоматизация процессов позволяет повысить качество продукции, снизить процент брака и улучшить стабильность рабочих процессов. Внедрение роботизированных систем уменьшает зависимость от человеческого фактора, минимизирует риски, связанные с ошибками персонала, и повышает безопасность на производстве.
Сделаем вывод о том, что современные технологии и материалы предоставляют собой мощные инструменты для повышения эффективности и безопасности нагнетательных скважин. Однако для достижения наилучших результатов необходимо комплексное применение всех доступных методов и постоянное совершенствование систем контроля.
При реализации технологий мониторинга контроль должен быть оперативным и непрерывным, с функцией передачи информации на поверхность в режиме реального времени, без необходимости проведения внутрискважинных работ и прерывания процесса нормального функционирования скважины.
Литература:
- Ломухин А. Ю. Интеллектуальная система распределенного мониторинга продуктивных параметров добывающих скважин / А. Ю. Ломухин, А. Н. Черемисин, К. В. Торопецкий, А. Э. Рязанцев. — Текст: электронный // Вестник ЦКР Роснедра. — 2013. — № 3. — URL: http://www.oilvestnik.ru/481.html.
- Баженов В. В. Исследования действующих скважин в процессе эксплуатации по новым технологиям в ООО «ТНГ-Групп» / В. В. Баженов, А. И. Имаев, В. С. Дубровский, Д. И. Киргизов — Текст: электронный // Бурение и нефть. — 2011. — № 7–8. — URL: http://burneft.ru/archive/issues/2011–07–08/13.
- Скопинцев С. П. Технология контроля расходов в обводненных нефтяных скважинах / С. П. Скопинцев. — Текст: электронный // URL: http://www.smart-well.ru/term2011.pdf.
