Ключевые слова: многостадийный гидроразрыв пласта, увеличение нефтеотдачи, растворимая пакер-пробка, зацементированный полнопроходный «хвостовик», обсаженный ствол
В сентябре 2023 года специалисты подразделения М14 компания «Ойл Энерджи» провели успешные цеховые испытания новой разработки – растворимой пакер-пробки MEDUSA-114 для проведения многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП) в зацементированном полнопроходном «хвостовике» типоразмера 114,3 по технологии Plug&Perf, открывающей большие возможности проведения операций МГРП благодаря особому подходу.
Plug&Perf: особенности и преимущества технологии
Проведение МГРП по технологии Plug&Perf в обсаженном стволе представляет собой поэтапный процесс, включающий спуск и установку пакер-пробки на геофизическом кабеле или гибкой насосно-компрессорной трубе (ГНКТ), проведение перфорации колонны (за один рейс с установкой пакер-пробки), сброс шара и гидроразрыв пласта.
Одна из главных особенностей этой технологии заключается в возможности проведения стадии гидроразрыва в любом интервале «хвостовика» с точным позиционированием, что значительно расширяет диапазоны ее применения.
К ключевым преимуществам технологии следует отнести:
- неограниченное количество стадий;
- возможность индивидуального подбора плотности перфорации для каждой стадии;
- полнопроходное сечение колонны до и после проведения операций ГРП;
- отсутствие потребности в установке и компоновке «хвостовика» дополнительных элементов в виде муфт с седлами ГРП и пакеров.
История разработки
Первые шаги в разработке растворимой пакер-пробки для технологии Plug&Perf команда М14 предприняла в 2019 году, однако в тот период времени технология не была в достаточно мере востребована на отечественном рынке и, как это обычно бывает с инновациями, опережающими свое время, дальнейшая работа временно была остановлена.
К НИОКР вернулись в сентябре 2022 года и уже через год был получен успешный MVP. Однако, у первых прототипов изделия были недоработанные моменты: разработчикам пришлось столкнуться с необходимостью решать такие задачи, как негерметичность при высоких давлениях и исправление конструктивных недостатков.
Реинжиниринг таких продуктов экономически более выгоден: копирование изделий обходится относительно недорого, а локализация производства была бы значительно дешевле, чем зарубежные аналоги.
Однако этот подход не соответствует внутренним принципам «Ойл Энерджи».
Именно для создания собственных уникальных, высокоэффективных решений была в свое время создана команда М14.
Изучая опыт применения данных изделий на внутреннем рынке, отмечались конструктивные недостатки, которые также требовали доработки, поэтому в случае их использования стоит закладывать возможную погрешность на негативный результат работ, что в свою очередь может иметь репутационные последствия для любого производителя.
Стимулом для разработки новой модели, которая уже получила имя MEDUSA, стал запрос от клиента на растворимую пакер-пробку для технологии Plug&Perf с конкретными требованиями.
Технические усовершенствования и испытания
Для повышения надежности пакер- пробки в процессе эксплуатации специалисты разработали модель, исключающую конструктивные недостатки предыдущих версий. Были проведены многочисленные циклы испытаний, включающие имитацию доставки пакер-пробки от устья до целевой глубины, тестирование на разобщение интервалов в различных средах и условиях, а также оценку поведения изделия в пластовом флюиде при разных температурах.
Пакер-пробка доказала свою надежность при давлении до 700 бар и температурах до 120 °C и полностью растворялась в среде, имитирующей скважинный флюид в течение 350 часов при температуре 60 °C и в течение 168 часов при температуре 120 °С.
MEDUSA-114 и MEDUSA M-114
В процессе разработки были созданы 2 модификации пакер- пробки: MEDUSA 114 и MEDUSA M-114.
Чем они отличаются?
MEDUSA 114 использует резину в качестве уплотнительного элемента, обеспечивающего надежное разобщение интервалов при стандартных условиях эксплуатации.
Модель MEDUSA M-114, где «M» обозначает «металлическая версия», является модификацией изделия, в которой уплотнение достигается за счет плотного контакта металлических элементов, что повышает надежность пакер-пробки при высоких температурах и в агрессивных средах, где резина ведет себя менее стабильно.
Технические характеристики и готовность изделия
На текущий момент растворимая пакер-пробка MEDUSA представлена в двух модификациях (MEDUSA И MEDUSA M), разработанных под два типоразмера колонн (114,3 мм и 139,7). Пакер-пробка способна выдерживать максимальное дифференциальное давление о 100 МПа и обеспечивает гарантированное разобщение интервалов в течение 72 часов в зависимости от температуры. MEDUSA M-114, благодаря металлическому уплотнению, может работать при повышенных температурах до 120 °C, соответствуя при этом заявленным требованиям и характеристикам.
Опыт применения
Растворимые пакер-пробки уже прошли опытную апробацию на ряде месторождений. Так на одном объекте nакер-пробки МEDUSA устанавливались при освоении скважины, методом МГРП по технологии Plug&Perf на геофизическом кабеле; количество стадий – 5. Установка пакер-пробок производилась с применением взрывного компактного посадочного инструмента. Пакер-пробки устанавливались в колонне 114,3 мм с толщиной стенки 8,56 мм. Пластовая температура в месте установки пакер-пробок 56,3 °С. При прокачке компоновки и установке пакер-пробок в заданных интервалах, а также выполнении стадий МГРП осложнений и негерметичности с пакер-пробками МEDUSA выявлено не было.
Среднее время фрезерования пакер‑пробок с учетом отмытия пропанта составило 0,43 ч без осложнений.
Время с момента установки пакер- пробок до начала фрезерования составляло от 232,5 до 243 часов.
Итоги первых промысловых работ
Испытания на скважинах подтвердило высокую эффективность и надежность растворимых пакер-пробок MEDUSA в различных геолого-технических условиях. Применение пакер-пробок позволило:
- Без осложнений произвести спуск и активацию всех элементов геофизической КНК;
- Качественно и без отклонений выполнить разобщение интервалов при проведении МГРП по технологии Plug&Perf;
- Подтвердить надежность пакер-пробок при высоких давлениях;
- Исключить осложнения в процессе фрезерования там, где оно было предусмотрено планом работ.
Полученные результаты работ на скважинах открывают перспективы для более широкого внедрения пакер-пробок MEDUSA на других месторождениях в совершенно других геолого-технических условиях, а также способствуют развитию новых модификаций и исполнений изделия, адаптированных к специфическим условиям залежей.
Проблемы и вызовы
Несмотря на достигнутые успехи в части разработки пакер-пробок, сама технология Plug&Perf сталкивается с рядом вызовов. Высокая стоимость в виду привлечения дополнительного сервисного сопровождения по- прежнему остается препятствием для широкого распространения технологии в отечественной практике. Кроме того, тенденция извлекаемых запасов в направлении увеличения рабочих давлений до 100 МПа, рабочих температур до 150 °С, указывают на необходимость дальнейшей эволюции изделия.
Заключение
Благодаря качественному позиционированию этапов ГРП и удобству установки пакер пробок на геофизическом кабеле или ГНКТ, реализация многостадийного гидроразрыва по технологии Plug&Perf становится максимально эффективной, повышая нефтеотдачу за счет точного воздействия на целевые интервалы. Внедрение данной технологии способно существенно повысить производственные показатели при освоении и эксплуатации скважин на различных месторождениях.
Растворимая пакер-пробка MEDUSA качественно отличается от ряда аналогичных изделий, существующих на рынке тем, что она разработана с учетом адаптации под технические условия российских месторождений. Благодаря комплексному подходу к разработке учитывающий большое количество влияющих на работу факторов, пакер-пробки MEDUSA позволяют проводить МГРП по технологии Plug&Perf в широком спектре эксплуатационных условий, обеспечивая высокую эффективность и снижая технологические риски.
Расширение взаимодействия по технологии Plug&Perf с отечественными компаниями позволит:
- развивать адаптированные к специфике региона модификации и улучшенные версии пакер- пробок для различных условий;
- сократить затраты и сроки внедрения за счет локального производства, сервисного и экспертного сопровождения;
- повысить технологическую независимость российского рынка.
В условиях не самой простой геоэкономической обстановки продолжение развития совместных проектов и внедрение технологии в России представляет логичную и перспективную стратегию развития в сфере многостадийного ГРП.
