Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

ВНЕДРЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СЕЛЕКТИВНОЙ ПАКЕРНОЙ КОМПОНОВКИ ОДНОЧАШЕЧНОГО ИСПОЛНЕНИЯ НА СКВАЖИНАХ САМОТЛОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Савельева Н.Н. 1 Беляев О.В. 1 Колосов Е.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет»
Рассматривается внедрение технологии проведения гидроразрыва пласта с использованием односекционного пакера. Целью настоящего исследования является повышение эффективности гидравлического разрыва пласта при разработке боковых горизонтальных стволов, как следствие, сокращение затрат на добычу нефти. Выполнен подбор скважин-кандидатов для анализа и проведения самих испытаний. Успешно были осуществлены опытно-промысловые испытания на выбранных девяти скважинах Самотлорского месторождения. В процессе испытаний проводился гидроразрыв пласта с применением односекционного пакера (селективная пакерная компоновка – одночашечное исполнение). Первоначальным условием для реализации эксперимента являлось проведение гидравлического разрыва пласта в условиях ограниченной колонны. Был осуществлен анализ применения новой технологии и ее влияния на длительность капитального ремонта скважин. Посредством модернизации технологии мы увеличили количество скважин-кандидатов для проведения гидравлического разрыва пласта в условиях скважин с большой длиной горизонтального участка, которые подходят по исходным условиям к предлагаемой технологии. Технология экологически и промышленно безопасна. Предлагаемая авторами конструкция односекционного пакера не ухудшает производственные показатели, не наносит урона окружающей среде при непосредственном воздействии на пласт. Предлагаемый метод имеет перспективу долгосрочного применения на Самотлорском месторождении.
пакер односекционный
эксплуатационная колонна
гидроразрыв пласта
1. Савельева Н.Н., Соколова И.Ю., Беляев О.В. Нефтегазопромысловое оборудование: учебно-методическое пособие. Тюмень: ТИУ, 2018. 100 с.
2. Машков В.А., Пуля Ю.А., Литвинов С.А., Паросоченко С.А. Повышение надежности работы пакеров за счет изменения конструкции уплотнительного элемента // Вестник Сев-КавГТУ. Серия: «Нефть и газ». 2004. № 1 (4). С. 40–48.
3. Брыков С.В., Скрибин О.В. Новые возможности селективного пакерного оборудования // ТСР: тренды, события, рынки. 2012. № 5 (64). С. 34–36.
4. Кучурин А.Е., Кибирев Е.А., Кунакова А.М. Испытания клапанов-отсекателей для защиты продуктивных пластов от жидкостей глушения при смене установки электроцентробежных насосов на месторождениях ПАО «Газпром нефть» // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. 2019. № 1 (11). С. 46–51.
5. Аминев М.Х., Змеу А.А. Технологии изоляции мест негерметичности эксплуатационной колонны пакерными компоновками. Методы установки пакеров при недостаточной нагрузке // Бурение и нефть. 2011. № 10. С. 65–67.
6. Аминев М.Х., Шамилов Ф.Т. Опытно-промышленные испытания пакерной компоновки с технологией отвода газа // Экспозиция. Нефть, газ. 2012. № 4 (22). С. 52–53.
7. Савельева Н.Н. Нефтегазовое оборудование: учебное пособие. Тюмень: ТИУ, 2020. 102 с.

Самотлорское месторождение эксплуатируется с 1965 г., поэтому необходимо постоянно проводить работы по интенсификации гидродинамической связи пласта с добывающими скважинами [1]. В этом направлении постоянно осуществляются различные исследования. Одним из способов активизации добычи скважинной продукции является гидроразрыв пласта (ГРП). В работе мы рассмотрим предложение совершенствования данной технологии.

В нашем исследовании была поставлена цель сокращения затрат на проведение операции гидроразрыва пласта путем применения односекционного пакера в условиях ограничения эксплуатационной колонны. При этом требовалось исключить дополнительные затраты на применение дорогостоящего оборудования, риски возникновения аварийных ситуаций в долгосрочной перспективе.

Для проведения эксперимента были поставлены следующие задачи:

1) решить, как проводить гидроразрыв пласта в исходных условиях ограничения эксплуатационной колонны;

2) оценить возможность применения предлагаемой технологии с использованием односекционного пакера и ее влияние на длительность различных ремонтов скважин;

3) провести подбор скважин-кандидатов и осуществить опытно-промысловые испытания на выбранных объектах;

4) провести расчет потенциального экономического эффекта и оценить вероятность использования предлагаемой технологии пласта на Самотлорском месторождении;

5) выполнить подбор большого количества скважин-кандидатов для проведения гидроразрыва пласта для горизонтальных скважин;

6) изучить вопрос возможности проведения многостадийного ГРП.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились методом промышленных испытаний на объектах Самотлорского месторождения. Были выбраны преимущественно скважины с горизонтальным окончанием эксплуатационной колонной 114 мм. Причем оказалось, что скважин-кандидатов для проведения ГРП на фильтровую часть на Самотлорском месторождении достаточно много. Было предложено использовать на выбранных скважинах односекционный манжетный селективный пакер (селективная пакерная компоновка – одночашечное исполнение). Пакер устанавливается в эксплуатационную колонну 168 мм / 178 мм. Над пакером располагается гидравлический якорь (рис. 1), который ограничивает перемещение пакера вверх даже при перепадах давления.

savelev1.tif

Рис. 1. Селективная пакерная компоновка в наклонно-направленном бурении

Данная технология не имеет аналогов – основой явился селективный пакер для проведения многостадийного гидроразрыва пласта по технологии разрывной муфты.

Результаты исследований и их обсуждение

Основным преимуществом данной технологии служит возможность ее применения независимо от угла наклона траектории скважины. Возможно увеличение угла наклона в месте посадки пакера более 65 °. Такая установка позволяет выполнять гидроразрыв без существенных ограничений через фильтровую часть хвостовика. Применяемые пакеры типа ПРО-ЯМО-ЯГ не позволяют осуществлять посадку пакера в данных условиях при угле наклона даже более 55 ° [2, 3].

На рис. 2 приведена селективная пакерная компоновка: а) одночашечное исполнение; б) структура пакера. Далее в табл. 1 приведены технические параметры предлагаемой селективной пакерной компоновки [4].

Таблица 1

Параметры селективной пакерной компоновки

Параметр

Значение

Максимальный наружный диаметр

95,3 мм

3,7 дюйма

Минимальный внутренний диаметр (верхняя часть инструмента до потокоотклонителя)

45,7

1,79 дюйма

Длина компоновки (средняя)

3,6–10,41 м

141,7–409,8 дюйма

Габарит ОК

1143 мм

4,5 дюйма

Максимальный перепад давления

69 Мпа

10 000 PSI

Рабочая температура

177 °С

350 °F

Максимальная прочность на растяжение

45,4

100 000 LBS

Максимальная скорость прокачки

2,5–3,5 м3 /мин

Материалы

Р110 Резина – Нитрил (HNBR)

savelev2a.tif savelev2b.tif

а) б)

Рис. 2. Селективная пакерная компоновка: одночашечное исполнение (а) и составные части пакера (б)

В табл. 2 приведены типоразмеры основных узлов установки, которые монтировались при проведении опытно-промысловых испытаний на девяти скважинах Самотлорского месторождения.

Таблица 2

Параметры проводимого опыта

Описание

Внутренний диаметр, мм

Наружный диаметр, мм

Длина, м

Гидроякорь

45,7

95,3

0,47

Переводник / crossover R (2),73 мм NU BOX X 60,3 мм EU PIN

50

89

0,117

Сдвоенные верхние чаши / TOP CUP ASSEM BLY

45,7

95,3 (102,00)

1,06

Патрубок 60,3 мм, длина 1 шт. / pup joints

50,3

60,3

1,8

Направляющая воронка («олива»)

50,1

79,00

0,15

Общая длина компоновки

   

3,6

В табл. 3 приведено сравнение гидроразрыва пласта с применением односекционного селективного пакера и гидроразрыва пласта с применением стингера [6].

Таблица 3

Сравнительные параметры ГРП

 

ГРП с применением односекционного манжетного селективного пакера

ГРП с применением стингера

 

После подъема УЭЦН

После подъема УЭЦН

1 СПО

СПО желонка

СПО желонка

2 СПО

СПО СКМ / шаблон – проработка интервала под подвеской ЭК 114 мм

СПО СКМ / шаблон – проработка интервала в месте посадки стингера

3 СПО

СПО 20

СПО стингер

 

Нормализация после ГРП

Нормализация после ГРП

При проведении сравнительного анализа была выявлена невозможность применения стингера из-за ограничений по углу наклона при монтаже в скважине [5, 6]. Этим недостатком не обладает предложенная технология селективной пакерной компоновки одночашечного исполнения.

Реализация новой технологии выполнена посредством проведения опытно-промышленных испытаний «Проведение ГРП (ЭК 114 мм) с использованием селективного пакера без установки нижней части пакера». За время испытаний успешно осуществлены операции на девяти скважинах с применением данного оборудования. Необходимо отметить, что данная технология позволяет проводить гидроразрыв пласта на фильтровую часть ЭК 114 мм, исключая воздействие давления гидроразрыва на подвеску хвостовика.

В табл. 4 приведены результаты опытно-промышленных испытаний [7] по всем скважинам с указанием технических параметров и оценкой успешности применения внедряемой технологии. Необходимо отметить, что везде испытания прошли успешно, несмотря на некоторые остановки оборудования вследствие перетока жидкости, некоторых перепадов давления, негерметичности обсадной колонны.

Таблица 4

Анализ проведенных опытно-промышленных испытаний. Применение селективной пакерной компоновки – одночашечного исполнения в ЭК 114–168 мм на скважинах Самотлорского месторождения

№ п/п

Скважина

Куст

Дата

Угол наклона в месте установки, градус

Тоннаж ГРП, тонн

Комментарии

Успешность применения (да, нет)

1

2

3

4

5

6

7

8

1

11985

4102

26.07.2017

90

4

Успешно

Да

2

38183

1048

18.01.2018

15

1,8

При проведении ГРП получен Стоп: с поверхности закачано 3,8 т в пласт 1,8 т скв 2 т. Применение оборудования успешно

Да

31.01.2018

41

Успешно

Да

3

40948Е

4417

15.03.2018

52

18,6

При первом СПО пакера ГРП типа ПРО-ЯМО-ЯГ получен переток, переток получен при СПО пакера КРС. Спуск селективной пакерной компоновки в одночашечном исполнение позволил провести ГРП. Применение оборудования успешно

Да

4

11273С

4247Б

30.03.2018

89

15

Для проведения «слепого» ГРП в ЭК 168 мм применена технология селективной пакерной компоновки – одночашечное исполнение. Применение оборудования успешно

Да

5

40102Е

4417

06.04.2018

77

25

Успешно

Да

6

39405

2126

10.04.2018

72

17,4

При проведении ГРП получен Стоп: с поверхности закачано 23,6 т в пласт 17,4 т скв 6,2 т. Применение оборудования успешно

Да

7

37034

1776Б

17.04.2018

90

5,8

При проведении ГРП получен Стоп: с поверхности закачано 7 т в пласт 5,8 т скв 1,2 т. Успешно произведена обратная промывка для вымыва проппанта из НКТ, для сокращения времени на нормализацию забоя силами бригады КРС. Применение оборудования успешно

Да

8

51384

4045

03.05.2018

82

1

При проведении мини-ГРП зафиксирован рост давления в затрубном пространстве. После отмены ГРП проведен комплекс работ КРС. При опрессовке материнской ЭК получена герметичность, что свидетельствует о наличии заколонного сообщения фильтровой части с подвеской хвостовика. Применение оборудования успешно

Да

9

40123Е

4417

15.05.2018

68

40

Успешно

Да

Выводы

При применении односекционного пакера в условиях ограничения эксплуатационной колонны имелись следующие преимущества:

– сокращаются затраты при переходе на односекционный пакер, так как его стоимость меньше применяемого внутрискважинного оборудования для проведения ГРП;

– сокращаются риски воздействия на подвеску эксплуатационной колонны при проведении ГРП через пакер, установленный в материнской колонне;

– сокращаются затраты на ликвидацию заколонных перетоков при повреждении подвески эксплуатационной колонны из-за модернизации конструкции установки;

– появляется возможность проведения гидроразрыва пласта с использованием фильтровой части эксплуатационной колонны при открытых верхних муфтах;

– появляется возможность проведения многостадийного гидроразрыва пласта при горизонтально направленных скважинах.

Также дальнейшие исследования необходимо проводить для других типоразмеров эксплуатационной колонны, расширяя количество скважин-кандидатов.


Библиографическая ссылка

Савельева Н.Н., Беляев О.В., Колосов Е.А. ВНЕДРЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СЕЛЕКТИВНОЙ ПАКЕРНОЙ КОМПОНОВКИ ОДНОЧАШЕЧНОГО ИСПОЛНЕНИЯ НА СКВАЖИНАХ САМОТЛОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ // Современные наукоемкие технологии. – 2020. – № 4-2. – С. 234-238;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=38002 (дата обращения: 03.12.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074