Полтора года назад в Управлении по технической деятельности БН «Разведка и Добыча» был создан отдел оптимизации режимов работы скважин, который занимается инженерной поддержкой проектов, включая мониторинг потенциалов скважин, поиск дополнительных возможностей оптимизации для увеличения добычи, контроль и анализ эффективности работ. Еще одна задача отдела – инициация и инженерно-техническое сопровождение проектов по повышению эффективности механизированной эксплуатации проблемных скважин с целью увеличения наработки на отказ, сокращения потерь нефти и снижения эксплуатационных расходов.
В ТНК-ВР работа по проектам оптимизации нацелена на получение максимального эффекта от реализации потенциала пластов (действующего фонда скважин) в условиях динамично меняющейся пластовой, скважинной и наземной «обстановки».
Сначала на основе данных по продуктивности скважины определяется потенциальный режим притока. Использование программы Perform позволяет моделировать потенциал пласта даже при неполных исходных данных, однако при необходимости проводятся дополнительные исследования по уточнению параметров пласта и скважины.
Затем проводится анализ истории эксплуатации скважины и насосного оборудования, а также рассматриваются существующие ограничения и риски и возможности их преодоления или снижения влияния.
После этого выполняется расчет дизайна насосной установки, учитывающий возможности оборудования, и определяется оптимальный режим работы скважины. При этом для установок электроцентробежных насосов (УЭЦН) используется программа Subpump, а для установок штанговых глубинных насосов (УШГН) – «Автотехнолог».
Оценка ограничений и рисков при оптимизации режимов работы скважин
В ТНК-ВР ежегодно выполняется около 900 операций по оптимизации работы скважин, которые приносят Компании дополнительно более 1 млн т нефти. Их эффективность достаточно высока – по сравнению с другими видами геолого-технических мероприятий (ГТМ), удельные затраты по ним минимальны.
Как и по всем типам ГТМ, планирование и реализация проектов оптимизации режимов работы скважин в Производственных единицах проводится при тесном сотрудничестве геологической и технологической служб. В каждой ПЕ назначен руководитель проекта оптимизации, который является координатором служб ПЕ при разработке месячной программы и работает во взаимодействии со специалистами отдела оптимизации БН «Разведка и Добыча».
Реализация проектов оптимизации включает несколько ключевых этапов:
оценка-расчет потенциалов оптимизации режимов работы скважин;
анализ и извлечение уроков по результатам мероприятий.
В ТНК-ВР процесс расчета потенциалов стандартизован – расчетный модуль включен в формат Технологического режима (PCMS). На следующем этапе проверяются технические ограничения и выполняется расчет дизайна для оценки возможностей скважинного оборудования, а также проводится оценка других видов ограничений.
Говоря об оптимизации режимов эксплуатации действующего фонда, можно отметить ряд ограничений, сдерживающих полноценную реализацию потенциалов скважин:
геологические: риск прорыва воды / газа, недокомпенсация отборов закачкой;
технические: ограничения по диаметру эксплуатационной колонны, возможности погружных насосов по напору, свободному газу;
инфраструктурные: мощность энергосистемы, пропускная способность внутрипромысловых трубопроводов, установок подготовки нефти и воды, охват обустройством системы поддержания пластового давления (ППД).
Поэтому при реализации проектов оптимизации важной задачей является корректная оценка ограничений и рисков, с тем чтобы, с одной стороны, избежать роста числа неуспешных операций, а с другой – не допустить установления чрезмерно жестких критериев отбора, что может привести к резкому сокращению количества экономически эффективных скважин-кандидатов. Также важно отслеживать динамику пластовых давлений, особенно в связи с активизацией работ по системе ППД – переводом скважин под нагнетание и регулированием фильтрационных потоков. Мониторинг пластовых давлений осуществляется специалистами Департамента разработки БН «Разведка и Добыча» совместно с геологическими службами в ПЕ.
Как показал анализ результатов по ряду ПЕ, при грамотной организации проектов оптимизации успешность операций на скважинах, имевших геологические ограничения, оказалась достаточно высокой – 0,75 при среднем показателе 0,90.
Помимо постоянного мониторинга потенциалов скважин регулярно отслеживаются и изменения промысловой инфраструктуры. Так, в БЕ «Самотлор», БЕ «Оренбург» и БЕ «Нягань» реализуется ряд проектов реконструкции, нацеленных как на повышение надежности оборудования, так и на расшивку «узких» мест, сдерживающих реализацию потенциалов пластов и отдельных скважин.
Термостатические головки (термоголовки) для клапанов радиаторов отопления
Для обеспечения максимальных отборов из скважин, работающих с осложняющими факторами, растут и возможности насосных установок. В последние годы расширилась гамма типоразмеров и групп исполнения оборудования, постоянно улучшаются технические характеристики элементов установок, прежде всего УЭЦН, – по напору, температуре, количеству свободного газа на приеме, износостойкости. Также при помощи компании "КРОНЗЕН" - являющейся поставщиком промышленного оборудования, внедряются новые технологии и оборудование. В частности большинство оборудования было заказано через систему закупок, а термостатические головки (термоголовки) для клапанов радиаторов отопления тут: http://kronzen.ru - на складе компании "КРОНЗЕН".
Все это открывает новые возможности эксплуатации осложненного фонда, составляющего до 90% всех скважин Компании, и, соответственно, оптимизации режимов их работы. Важным условием надежной и продолжительной работы насосного оборудования после оптимизации является корректный дизайн насосной установки. Его цель – максимальная реализация потенциала скважины и подбор соответствующего насосного оборудования, которое способно обеспечить расчетную подачу и высокую наработку элементов установки на отказ. При проектировании нужно стремиться обеспечить максимальный КПД оборудования, надежность и работу насоса в пределах рабочей зоны с учетом среднесрочного прогноза изменения скважинных параметров.
Большое значение имеет также корректный подбор дополнительных защитных устройств для соответствующих способов эксплуатации, таких как, например, газосепаратор / диспергатор, кожух, пескоотделитель / фильтр, газопесочный якорь. Важен и учет кривизны ствола в месте установки насоса.
При подборе насосной установки для скважин с высокими дебитами по нефти, новых скважин, а также скважин, на которых были проведены операции по зарезке второго ствола (ЗВС) и гидроразрыву пласта (ГРП), следует предусматривать спуск термоманометрических систем (ТМС) и установку станций управления с частотным преобразователем скорости (ЧПС). Это обеспечит плавный запуск, контроль и регулирование режима эксплуатации при отсутствии надежных данных по продуктивности и предотвратит преждевременный отказ скважинного оборудования. Принимая решение об оптимизации, нужно учитывать период времени, необходимый для стабилизации режима фильтрации в зоне дренирования после бурения и различных ГТМ. Продолжительность выхода скважины на стационарный, псевдоустановившийся, режим зависит, главным образом, от пьезопровод- ности пласта и радиуса контура питания. В этот период следует внимательно отслеживать динамику основных скважинных параметров (дебит по жидкости и по нефти, динамический уровень), а решение об оптимизации принимается только после стабилизации режима работы.
При рассмотрении результатов скважинных работ анализ проводится не только по группам скважин (по БЕ, ПЕ, месторождению), но и по отдельным скважинам.
Программный комплекс WETS является удобным инструментом анализа эффективности ГТМ на каждой отдельной скважине – на графике работы скважины до и после оптимизации представлена вся необходимая информация о фактических и прогнозных показателях добычи нефти, обводненности и коэффициенте падения.
Еще один пример использования программного комплекса WETS – сравнение эффективности проектов оптимизации по БЕ. На Рис. 6 представлены результаты работ за первое полугодие 2008 года. Как видно, наиболее активно работы велись в БЕ «Самотлор», где самый большой фонд скважин, а в БЕ «Нягань» – наиболее высокие удельные затраты, что объясняется низким качеством фонда. Лучшие же показатели демонстрирует БЕ «Оренбург» благодаря низкой обводненности продукции и влиянию мероприятий по ППД. Необходимо отметить, что по предыдущим периодам характер графиков был аналогичным, что объясняется, главным образом, различиями в условиях эксплуатации месторождений и характеристикой действующего фонда скважин в различных БЕ.
Инженерно-техническое сопровождение проектов механизированной добычи
В рамках работ по инициации и инженерно-техническому сопровождению проектов специалисты отдела оптимизации режимов работы скважин занимаются оценкой эффективности применяемых способов добычи в различных ПЕ, на основе чего выявляются проблемные области и разрабатываются предложения альтернативных способов и вариантов механизированной добычи для преодоления или снижения влияния осложняющих факторов. Все это позволяет увеличить наработку насосного оборудования на отказ, и уменьшить потери нефти и/или увеличить добычу, сократить затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание. Специалисты отдела оптимизации режимов работ скважин инициируют и принимают участие в подготовке и промысловых испытаниях в рамках нескольких пилотных проектов, реализуемых в сотрудничестве с третьими сторонами. Еще одной важной задачей является передача и распространение передового опыта по эксплуатации проблемного фонда во всех подразделениях Компании.
Основными резервами повышения эффективности оптимизаций могут стать организация эффективной системы ППД для обеспечения достаточной компенсации отбора закачкой, 100%-ная оснащенность проблемного по газу фонда скважин датчиками контроля текущих параметров эксплуатации (ТМС), позволяющих повысить качество оценки потенциала для оптимизации и мониторинга погружного оборудования, поэтапное снятие инфраструктурных ограничений (энергетика, система сбора и подготовки продукции) для улучшения структуры кандидатов на оптимизацию, а также повышение квалификации инженеров-технологов (молодых специалистов) в области расчетов насосных установок.
