Под контролем

Преимущества одновременно-раздельной эксплуатации нефтяных коллекторов

Фото: Евгений Листюк

Инфографика: Анна Симонова

ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ

ОРЭ — совместная эксплуатация двух и более продуктивных пластов одной скважиной. Применяется как для добычи — одновременно-раздельная добыча (ОРД), так и для закачки воды или рабочих реагентов — одновременно-раздельное заводнение (ОРЗ). В процессе ОРЭ в скважину спускают специальное оборудование, обеспечивающее транспортировку продукции каждого пласта на поверхность (или закачку с поверхности в каждый пласт) по самостоятельным (или совместному) каналам, независимое регулирование и отработку пластов, а также проведение исследований, операций по освоению и глушению каждого пласта, технологическое воздействие на его призабойную зону. ОРЭ позволяет сократить затраты на разбуривание, обустройство и эксплуатацию месторождений.

Условия эксплуатации (величина газового фактора, содержание газового конденсата, уровень пластовых давлений и температур, состав добываемой или закачиваемой продукции, наличие агрессивных примесей, песка, парафина, минеральных солей и т.д.) влияют на конструктивные особенности установок и технологические схемы одновременно-раздельной эксплуатации скважины.

Разнообразие геологических характеристик и условий эксплуатации нефтяных коллекторов, с которыми приходится иметь дело специалистам компании, диктует необходимость постоянно искать новые результативные технологии. К одной из таких технологий относится одновременно-раздельная эксплуатация, успешно внедряемая в «Газпромнефть-Хантосе»

ЭКОНОМИТЬ НЕЛЬЗЯ ТРАТИТЬ

Залог экономически эффективной добычи — удачное сочетание ряда факторов, среди которых важнейшую роль играют технологии, ведь наличие достаточного количества нефти в коллекторе еще не гарантирует ее успешное извлечение. В случае, когда месторождение содержит несколько нефтяных пластов, для сокращения капитальных затрат зачастую в эксплуатацию вводят несколько горизонтов одновременно. Впрочем, такую технологию далеко не всегда можно назвать оптимальной: подобное укрупнение эксплуатационных объектов без использования дополнительного оборудования, как правило, ведет к уменьшению коэффициента извлечения нефти (КИН), а суммарное значение дебитов оказывается меньше суммы потенциальных возможностей каждого пласта в отдельности. Другими словами, экономия в затратах сегодня приводит к существенным потерям в нефтедобыче завтра.

Основные проблемы, которые возникают при совместной эксплуатации нескольких пластов, — опережающее обводнение наиболее продуктивных горизонтов и частичное или полное выключение из выработки других. Риск возникновения подобной ситуации особенно велик, когда пласты значительно отличаются по проницаемости и нефтенасыщенности. В этом случае высокопроницаемый пласт может очень быстро обводниться, а низкопроницаемый — вообще перестать отдавать нефть.

Чтобы сделать одновременную добычу из нескольких пластов выгодной, эффективной и ресурсосберегающей, применяют инновационный подход — ОРЭ (одновременно-раздельная эксплуатация). Сама идея ОРЭ не нова и появилась около 40 лет назад, но ее успешное претворение в жизнь требует не только проведения опытных испытаний, но и использования самого современного оборудования. В «Газпром нефти» внедрением ОРЭ в настоящее время занимаются на Приобском месторождении, разрабатываемом «Газпромнефть-Хантосом».

РАЗДЕЛЯЙ И ВЛАСТВУЙ

Плацдармом для внедрения ОРЭ в компании стала Южная лицензионная территория (ЮЛТ) Приобского месторождения. Добыча нефти здесь началась еще в 1999 году и составила за прошедшее время более 73 млн тонн, при этом текущие извлекаемые запасы, по последним оценкам, — это еще порядка 360 млн тонн. Большая часть остаточных запасов приурочена к нижнему из трех разрабатываемых пластов — низкопроницаемому АС12. Изначально два основных продуктивных горизонта, АС10 и АС12, в целях обеспечения рентабельности вскрывались скважинами как единый объект эксплуатации.

Однако вследствие особенности геологических характеристик обоих пластов — высокой неоднородности как по площади, так и по разрезу, значительного различия фильтрационных свойств — происходит неравномерная выработка объектов, повышается риск преждевременного обводнения, понижается значение текущего КИН. В частности, из-за различной проницаемости пластов они неравномерно заводняются — и большая часть воды достается высокопроницаемому пласту АС10. Результат — опережающее обводнение и прорыв воды к забоям добывающих скважин. Также совместная закачка воды не дает возможности отслеживать, сколько закачано в каждый из горизонтов. В то же время в пласте АС12 для извлечения рентабельных объемов нефти необходимо создавать дополнительную депрессию.

Эти сложности вкупе с желанием увеличить продолжительность периода стабильной эффективной добычи привели к необходимости непрерывно контролировать процесс эксплуатации и управлять производительностью каждого из пластов. Решением стало внедрение на скважинах ЮЛТ Приобского месторождения системы одновременно-раздельной эксплуатации, включая систему одновременно-раздельной добычи (ОРД) на добычных скважинах и одновременно-раздельной закачки (ОРЗ) — на нагнетательных.

На рынке нефтесервисных услуг существует несколько вариантов технологий и оборудования для ОРД, каждый из которых имеет свои особенности, достоинства и недостатки. Первый опыт внедрения ОРД на Южном участке в 2009–2011 годах оказался полезным, но не слишком эффективным. Применение двухпакерной компоновки с геофизическими приборами (см. рис. 1) позволило получать качественные данные о текущем режиме работы скважины и оценивать динамику ее работы, но в то же время после двухлетней эксплуатации выявилась низкая надежность и высокая аварийность комплектующих этой компоновки, некорректная работа измерительного оборудования. В итоге в настоящее время эта компоновка больше не применяется.

Однако ее использование дало возможность оценить все необходимые параметры оборудования и более целенаправленно выбрать два других варианта компоновок.

Первый вариант — способствующая снижению обводненности продукции однопакерная компоновка с механическим регулятором-отсекателем, расположенным выше электроцентробежного насоса. Здесь пакер разделяет два разрабатываемых пласта, а механический клапан позволяет при необходимости выключать верхний пласт из разработки. В 2013 году в ходе опытно-промышленных испытаний компоновка была успешно внедрена в комплекте с исследовательским оборудованием. В результате исследований была получена информация, позволившая экономически эффективно выполнить дополнительные мероприятия по интенсификации добычи на нижний пласт. В 2014 году планируется введение еще трех подобных компоновок в промышленную эксплуатацию и проведение ОПИ с компоновками нового поколения с установленным электрическим клапаном, позволяющим производить регулирование расхода добываемой жидкости из пластов, и контролем параметров скважин без остановки ЭЦН.

Второй вариант системы одновременно-раздельной добычи, используемый на Южном участке, — двухпакерная компоновка с отводом газа, позволяющая изолировать негерметичности эксплуатационной колонны и обводненные интервалы (см. рис. 3). В 2013 году в промышленную эксплуатацию были внедрены восемь таких компоновок. В 2014‑м планируется внедрить еще шесть.

Применение двухпакерных компоновок с газоотводом на трех скважинах месторождения позволило успешно изолировать негерметичность эксплуатационной колонны, обеспечить отвод скопившегося газа из подпакерной зоны и стабильную работу ЭЦН, что в итоге привело к ощутимым дополнительным финансовым результатам (см. таблицу).

РАЗВЕДКА С БАЙПАСОМ

Между тем успешное внедрение систем одновременно-раздельной эксплуатации было бы невозможно без предварительного проведения промыслово-геофизических исследований (ПГИ). В частности, существует ряд вопросов, не зная ответы на которые не имеет смысла начинать внедрение ОРЭ. Речь идет о неопределенности с участками выработки запасов, необходимости оценки потенциальных объемов добычи по каждому пласту и выявлении выработанных и промытых зон.

Методы ПГИ совершенствуются с развитием технологий, и с 2011 года на скважинах Приобки начали применение байпасных систем или так называемых систем Y-Tool как наиболее оптимального и эффективного метода освоения скважин при исследованиях в настоящее время.

Системы Y-Tool — это скважинное оборудование, устанавливаемое совместно с ЭЦН и позволяющее при эксплуатации одного или нескольких нефтеносных пластов через одну скважину параллельно проводить исследования по каждому из объектов (пласту) при работающем насосе (см. рис. 2). Именно в этом отличие байпасных систем от других способов освоения скважин при проведении ПГИ: возможность проводить длительные исследования в условиях, технологически максимально приближенных к условиям промышленной добычи, в то время как стандартные геофизические исследования ведутся при низкой депрессии при вызове притока нефти снижением уровня. Кроме того, данные, получаемые при использовании байпаса, передаются оператору в режиме реального времени, что позволяет в полной мере контролировать добычу, а более глобально — говорить об «интеллектуализации» месторождения.

Системы Y-Tool решают многие проблемы. Возможность одним прибором проводить измерения в пластах АС10, АС12, направляя его вверх и вниз по стволу скважины, или проводить исследования на других скважинах без подъема всей установки, избавляя от необходимости использовать на месторождении несколько приборов, значительно удешевляет ПГИ. Также можно делать измерения на различных режимах работы скважины, что позволяет оценить энергетические характеристики пластов.

За два года исследований на Приобском месторождении был подтвержден и количественно установлен преимущественный приток из продуктивного пласта АС10 и зафиксирован межпластовый переток из верхлежащего объекта АС10 в низлежащий АС12, возникающий в остановленных скважинах. Полученные результаты ПГИ позволили спланировать дополнительные экономически эффективные геолого-технические мероприятия на пласт АС12.

Следует отметить, что в 2014 году запланированы опытно-промышленные работы на наклонно-направленных скважинах, предусматривающие применение оптического волокна как распределенного датчика термометрии и акустической шумометрии совместно с байпасными системами Y-Tool. Также запланирован ряд исследований с помощью гибких насосно-компрессорных труб, Y-Tool и специализированного геофизического прибора FSI на горизонтальных скважинах Южно-Приобского месторождения с целью определения оптимальных параметров многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП). Это позволит повысить эффективность МГРП в горизонтальных скважинах.

На текущий момент на Южно-Приобском месторождении выполняется программа геолого-технических мероприятий (ГТМ): остаточные запасы пласта АС12 вовлекаются в разработку в центральной зоне с помощью уплотняющего бурения скважин и повторным ГРП на ранее построенных скважинах; двухпакерные компоновки с системой отвода газа изолируют продуктивный пласт АС10 в районах, где он полностью обводнился. Внедрение компоновок ОРЭ и использование для геофизических исследований системы Y-Tool — действенный механизм увеличения уровня добычи нефти, а их совместное применение — задача на будущее.

Работа по освоению систем одновременно-раздельной эксплуатации скважин ведется в нашей компании уже несколько лет в рамках программы внедрения инновационных методов добычи. Полученный опыт позволяет нам заключить, что ОРЭ — это перспективный инструмент для разработки сложных многопластовых залежей. В то же время использование байпасных систем делает одновременно-раздельную добычу более эффективной, позволяя проводить полноценные исследования коллектора и дифференцировать уровень добычи нефти по каждому пласту.

МАРСЕЛЬ БИККУЛОВ,
начальник отдела повышения нефтеотдачи пластов «Газпромнефть-Хантоса»

РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
ДВУХПАКЕРНЫХ КОМПОНОВОК ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ

СКВАЖИНЫ
15 801 15 881 19 749
Время работы, сут. 323 482 135
Прирост, Qн т/сут. 9 7,5 13
Дополнительная добыча, тыс. т 3 3,7 1,8
Инвестиции (с учетом КРС ), млн руб. 4,2 6,8 4,1
PI 2 2 1,9