Аннотация

В работе рассматриваются три основных технологических решения, на примере работы с Западно-Сибирским месторождением: гравийная набивка и разные типы скважинных фильтров для борьбы с выносом песка, а также автономные устройства контроля притока для предотвращения преждевременного прорыва воды или газа. Данные технологические решения позволяют избегать эрозию погружного и поверхностного оборудования, образование песчаных пробок, накопление песка в системах сбора и подготовки нефти, невыполнение проектных показателей добычи нефти ввиду преждевременной обводнённости и прорыва газа. И самое главное – потерю скважины.

Ключевые слова: Заканчивание скважин, пескопроявление, газовая шапка, подстилающая вода, скважинные фильтры, устройства контроля притока, гравийная набивка.

 

Abstract

The paper discusses three main technological solutions, using the example of working with the West Siberian Field: gravel pack and different types of well screens to control sand production, as well as autonomous inflow control devices to prevent premature breakthrough of water or gas. These technological solutions allow avoiding the erosion of submersible and surface equipment, the formation of sand plugs, the accumulation of sand in gathering and treatment systems, failure to meet the project targets for oil production due to premature water cut and gas breakthrough. And the most important thing is the loss of the well.

Keywords: well completions, sand production, gas cap, well screens, inflow control devices, gravel pack.

 

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день существует большое множество нефтяных месторождений с проблемой выноса песка, массивной газовой шапкой, подстилающей водой и высокой вязкостью целевого добываемого флюида. Зачастую эти проблематики встречаются отдельно, однако также существуют месторождения со всеми перечисленными осложнениями.

Повышенное пескопроявление грозит эрозией погружного и поверхностного оборудования, образованием песчаных пробок, обрушением породы и накоплением песка в системах сбора. Риск преждевременного прорыва воды и массивная газовая шапка являются угрозой невыполнения проектных показателей добычи нефти. Высокая вязкость нефти влияет на показатели добычи, содержание большого количества асфальтеносмолопарафиновых веществ (АСПВ). Вышеперечисленные осложнения должны учитываться еще на этапе заканчивания скважин для обеспечения продолжительной и эффективной работы эксплуатационного фонда.

 

Системы предотвращения песка

На сегодняшний день существует три основных варианта фильтрующих элементов при заканчивании скважин: гравийная набивка в открытом стволе, GeoFORM и различные варианты скважинных фильтров.

В зависимости от экономики проекта и расчетных уровней добычи – подбирается более дешевый или дорогой вариант, где дешевый это скважинные фильтры, а дорогой – гравийная набивка или GeoFORM. Однако помимо самой главного минуса – дороговизны, у гравийной набивки и технологии GeoFORM существуют и другие весомые аргументы против их применения. В случае гравийной набивки это необходимая инфраструктура для мобилизации оборудования. – Не всегда возможно осуществить подвоз оборудования наземным транспортом ввиду отсутствия автотранспортных дорог, а отдельные элементы оборудования могут весить десятки тонн, что сильно осложняет транспортировку воздушным способом, так как это сильно влияет на конечную стоимость проекта. Помимо этого гравийная набивка является сложной технологической операцией для которой необходим специально обученный персонал. При реализации данной технологии совместно с автономными устройствами контроля притока (АУКП) ощутимо уменьшается «упаковка» гравием, что также влияет на риск эффективности такого дорогостоящего мероприятия как гравийная набивка.

Технология GeoFORM на сегодняшний день реализуется всего одной нефтесервисной компанией и является самой дорогостоящей, если опираться на технико-коммерческие предложения, которые были отправлены под конкретный объект на Западной Сибири. На сегодняшний день очень трудно оценить данную технологию по причине отсутствия данных в открытом доступе о тестировании данной технологии на опытно-промышленных участках. Однако в отличии от гравийной набивки данная технология не имеет проблем с логистикой и легко сочетается с АУКП. Минусами данной технологии являются невозможность позонной изоляции и необходимость тестирования фильтрующего элемента на совместимость с агрессивными веществами и выдержка в высокотемпературных условиях, так как фильтроэлемент данной технологии – полимер.

Скважинные фильтры – это самая дешевая и самая распространенная по частоте применения технология. Существует большое множество видов скважинных фильтров: щелевые, проволочные, расширяемые, сетчатые, премиальные, с гравийной набивкой, FacsRite и другие менее известные. Основной минус скважинных фильтров это риск закупоривания, который кратно увеличивается при неправильном подборе фильтрового элемента. Более того риск неправильного подбора может иметь обратный эффект с некачественным задержанием частиц песка и проблемой выноса частиц на поверхность.

Подбор конкретной технологии по предотвращению песка на основании опыта месторождения-аналога и конкретных минусах и преимуществах технологии – невозможен, так как конечное заключение возможно только на основании симуляционных и лабораторных тестирований. В свою очередь это является также проблемой на сегодняшний день так как не всегда возможно осущетсвление симуляционных работ собственными силами. Проведение лабораторных работ по тестированию также осложняется, так как все это невозможно до заключения конкретных договорных обязательств и требует дополнительных экономических нагрузок на полномасштабный проект разработки.

 

Автономные устройства контроля притока

На сегодняшний день существует устоявшийся алгоритм подбора типа устройств контроля притока. Пассивные устройства контроля притока применяются при условии вязкости нефти ~ 1,5сП и необходимости ограничения притока воды, при условии необходимости ограничения газа они не применимы. Автономные устройства контроля притока применяются при более высоких вязкостях нефти и способны ограничивать приток как воды так и газа.

Главными критериями оценки АУКП являются: эффективность ограничения нецелевого флюида, эрозионная стойкость, цена, отсутствие предрасположенности к забиванию, сохранение эффективной работы при больших вязкостях целевого флюида (нефти).

Существует четыре основных вида АУКП: диодного типа, с левитирующим диском, с пилотной трубкой и циклонного типа (рис. 1).

диодные

пилотная труба

левитирующий диск

циклонные

Рисунок 1 – Существующие автономные устройства контроля притока [1,2,3,4]

 

Главным критерием оценки АУКП является эффективность работы по прямому назначению. Одним из возможных способов оценки данного критерия является запрос у поставщика графиков отображающих сопротивление при разном расходе. По заявлениям производителей, наибольшая эффективность на сегодняшний день достигается устройствами AICV – с пилотной трубкой, однако применяемые решения будут сильно зависеть от себестоимости, т.к. АУКП с пилотной трубкой являются наиболее дорогим решением.

Помимо целевого назначения АУКП необходимо понимать, что при наличии проблемы с выносом песка нужно учитывать способность продолжения эффективной работы – наличие эрозийной стойкости и отсутствие рисков к закупориванию устройства песком. К забиванию песком могут быть подвержены устройства с левитирующим диском, а также устройства с пилотной трубкой. Риску эрозии наиболее подвержены устройства диодного типа, так как при незначительных изменениях геометрии – поведение устройства и его предсказуемость работы будут сильно усложняться в худшую сторону.

Автономные устройства циклонного типа являются одними из первых, которые появились на рынке, имеют лучшие показатели эрозивной стойкости и отсутствия предрасположенности к забиванию, однако имеют наиболее худшие показатели ограничения нежелательных флюидов.

 

ВЫВОДЫ

1. Проектирование заканчивания скважин в осложненных условиях является важным этапом для обеспечения наиболее продолжительной и эффективной добычи нефти;
2. Самый легко реализуемый и дешевый вариант борьбы с пескопроявлением – скважинные фильтры. Наиболее эффективные, но дорогие – гравийная набивка и GeoFORM;
3. Качественный подбор фильтровых элементов возможен только по результатам лабораторных исследований. Конечный выбор также зависит от экономики проекта и уровней добычи, т.к. более дорогие варианты на низкодебитных скважинах могут быть не окупаемыми;
4. Выбор типа автнономного устройства контроля притока также зависит от полномасштабного проекта разработки, экономического аспекта, наличия иных осложнений по типу высокой вязкости нефти и выноса песка.

 

Список используемых источников информации

1. https://www.slb.com;
2. https://www.halliburton.com;
3. https://www.bakerhughes.com;
4. https://www.inflowcontrol.no;