О внедрении струйных насосных установок для сокращения затрат при эксплуатации малодебитного осложненного фонда скважин1

Н.М. Павлечко, А.Ф. Галеев (ПАО «Газпром нефть»), Р.Р. Кайбышев, Н.П. Сарапулов, Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»), А.Г. Сулейманов (ООО «Газпромнефть-Хантос»), А.Н. Дроздов, д.т.н. (РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина)

Источник: Журнал «Нефтяное хозяйство»

ВООО «Газпромнефть-Хантос» начаты опытно-промысловые испытания (ОПИ) струйных насосных установок на малодебитном осложненном фонде скважин.

Широкое распространение струйных аппаратов в различных отраслях промышленности обусловлено следующими преимуществами эжекторов: высокой самовсасывающей способностью и возможностью перекачки жидкостей, газов, газожидкостных смесей, суспензий, содержащих твердые частицы, а также агрессивных сред. Кроме того, в струйных аппаратах отсутствуют движущиеся детали, эжекторы просты по устройству, имеют малые габаритные размеры и массу, что позволяет размещать их в труднодоступных местах. Важной особенностью является простота регулирования напора и подачи эжекторов.

К недостаткам аппаратов относятся необходимость использования в большинстве случаев постороннего источника (насоса, компрессора и др.) для нагнетания в сопло рабочей среды и низкий к.п.д. струйного насоса, как правило, не превышающий в лучших конструкциях 0,35–0,4. Однако эти недостатки отходят на второй план, когда осложненные нефтяные малодебитные скважины не удается эксплуатировать другими способами.

Струйная эксплуатация нефтяных скважин по ряду причин не нашла широкого применения в отечественной нефтяной промышленности [1]. В ООО «Газпромнефть-Хантос» для ОПИ на Приобском месторождении выбраны струйные насосы с однотрубной компоновкой, пакером и системой телеметрии. При этом источником энергии служит система поддержания пластового давления (ППД). Данный выбор обусловлен тем, что на Приобском месторождении имеются резервы в системе ППД, позволяющие осуществлять струйную эксплуатацию осложненных малодебитных скважин без установки дорогостоящих силовых насосных станций на кустах скважин.

Схема оборудования скважины струйной насосной установкой показана на рис. 1. При эксплуатации данных компоновок рабочая жидкость от системы ППД нагнетается через НКТ в сопло струйного насоса, а смешанный поток рабочей жидкости и продукции пласта поднимается на поверхность по затрубному пространству. С помощью телеметрической системы проводятся замеры давлений под пакером (в приемной камере струйного насоса) и над ним (на выходе из диффузора струйного насоса) и передаются на поверхность по кабелю. При необходимости погружной струйный насос можно извлечь из скважины для замены проточной части гидравлическим способом путем переключения нагнетания воды с прямой схемы закачки на обратную, через затрубное пространство. Спуск струйного насоса на забой осуществляются также гидравлическим путем при закачке воды в НКТ. Это позволяет при замене скважинного оборудования исключить дорогостоящий текущий ремонт и глушение скважины, что существенно повышает межремонтный период (МРП) работы скважины. В аварийных ситуациях для подъема застрявшего струйного насоса из скважины предусмотрена возможность его извлечения за ловильную головку с помощью канатной техники.

Рис. 1. Схема оборудования скважины установкой струйного насоса:
1 — струйный насос; 2 — эксплуатационная колонна; 3 — кабель; 4 — устьевая арматура; 5 — насосно-компрессорные трубы (НКТ); 6 — пакер; 7 — пласт; 8 — блок забойной телеметрии

Ранее выполненные промысловые исследования показали, что с применением струйных насосов можно успешно эксплуатировать малодебитные скважины при низких забойных давлениях [2]. На рис. 2 показаны индикаторные диаграммы некоторых скважин Самотлорского месторождения при эксплуатации струйными насосами. При этом МРП фонда скважин, оборудованных струйными насосами, составлял 2371 сут. Кроме того, при длительной эксплуатации (в течение нескольких лет) малодебитных скважин осложненного фонда без глушения постепенно улучшались характеристики призабойной зоны за счет создания глубоких депрессий и практически непрерывной откачки пластовых флюидов, дебиты некоторых скважин увеличивались в 2–3 раза [1].

Технология применения струйных насосов при ОПИ в ООО «Газпромнефть-Хантос» направлена на снижение совокупной стоимости владения малодебитными скважинами, вывод скважин из бездействия и категории часто ремонтируемого фонда (ЧРФ). Несмотря на большее потребление электроэнергии при питании струйных насосов от системы ППД в сравнении с установками электроцентробежных насосов (УЭЦН), ожидается положительный экономический эффект за счет увеличения МРП и более низкой стоимости оборудования. По итогам ОПИ потенциально технология может быть использована для:

— достижения низких целевых забойных давлений в скважинах с ограничениями по эксплуатационной колонне, горизонтальных или искривленных;

— длительных исследований скважин на стационарных режимах эксплуатации;

— интенсификации притока за счет поддержания глубоких депрессий на пласт при длительной эксплуатации.

Следует также отметить, что в утвержденной Советом директоров ПАО «Газпром нефть» программе инновационного развития компании до 2020 г. важное место занимает освоение технологий добычи высоковязкой нефти. Залежи тяжелой высоковязкой нефти компании сосредоточены в группе Мессояхских месторождений, включающих Восточно-Мессояхский и Западно-Мессояхский участки [3]. С помощью струйных насосов можно проводить откачку вязких и сверхвязких нефтей (до 11040 мПа⋅с) при использовании воды в качестве рабочей жидкости [4]. В связи с этим ОПИ в ООО «Газпромнефть- Хантос» имеют большое значение. Полученный промысловый опыт при откачке маловязких жидкостей позволит в дальнейшем более детально адаптировать технологию для добычи тяжелой высоковязкой нефти.

Рис. 2. Индикаторные диаграммы:
а: 1, 2 — скважины соответственно 70008Г и 71008; б: 1, 2, 3 — скважины соответственно 71002, 71001, 71003

Список литературы

1. Дроздов А.Н. Технология и техника добычи нефти погружными насосами в осложненных условиях. — М.: МАКС пресс, 2008. — 312 с.

2. Териков В.А., Дроздов А.Н. Промысловые исследования скважин Самотлорского месторождения, оборудованных установками пакерных гидроструйных насосов, и перспективы развития гидроструйного способа эксплуатации//Нефтепромысловое дело. — 2003. — № 4. — С. 20-24.

3. Билинчук А. Резерв добычи//Сибирская нефть (приложение «Технологии»). — 2013. — № 100. — С. 8-12.

4. Мищенко И.Т., Миронов С.Д. Исследование работы струйного насоса при откачке сверхвязкой нефти//Тр. ин-та/ МИНХиГП. — 1982. — Вып. 165. — С. 96-107.

1Работа выполнена в рамках реализации федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, уникальный идентификатор исследований RFMEFI57714X0126.

Возврат к списку