Энергетика скважины: использование дистанционных глубинных приборов под насосом

В настоящее время весьма актуален вопрос по получению достоверной информации о забойном и пластовом давлении в механизированных скважинах, эксплуатирующих объекты с высоким газовым фактором, в которых производится выпуск газа из затрубного пространства в линию. В таких работающих скважинах в затрубном пространстве находится газожидкостная смесь, плотность которой не известна, что не позволяет произвести точный пересчет динамических уровней в забойные давления. Для решения данной проблемы нефтедобывающие предприятия используют термоманометрические системы (ТМС), размещаемые в ПЭД или глубинные приборы расположенные под насосом. В этом случае получают достоверную информации о давлении на глубине спуска насоса за весь межремонтный период механизированной скважины. Первый метод нашел широкое применение в республике КОМИ и Западной Сибири, второй в Пермском Крае. Использование этих методов позволяет в режиме реального времени оперативно и более результативно управлять системой разработки месторождений.

«Универсал-Сервис» уже достаточно давно использует собственную разработку технологии спуска прибора под насос: эта разработка - неподвижно расположенный прибор под насосом скважины, оборудованной любыми насосами (ЭЦН, ШГН и ВНН). Следует заметить, датчик ТМС устанавливается только на скважинах оборудованных ЭЦН.

Данный прибор предназначен для диагностических исследований скважин и позволяет производить измерение значений давления, температуры и удельной электропроводимости жидкости и регистрацию результатов измерений в энергонезависимой памяти, а также одновременно передавать данные по геофизическому кабелю в компьютер (через интерфейсный блок). Участие оператора сводится только к периодическому (один раза в месяц) считыванию информации из памяти прибора, ее передачу по каналам электронной связи и перепрограммированию прибора.

Прибор обеспечивает выполнение следующих функций:

• долговременный мониторинг скважины без подъемника (достаточно одного спуска)

• работа по геофизическому кабелю в процессе спуска/подъема и во время нахождения прибора в скважине

• долговременная автономная работа прибора

• возможность периодического считывания информации из памяти прибора, не прерывая запись в течении нескольких лет

• возможность многократного программирования/считывания информации, не извлекая прибор из скважины

• возможность спуска/подъема с помощью скребковой проволоки или геофизического кабеля

• одновременное измерение и запоминание в энергонезависимой памяти значений давления, температуры и удельной электропроводимости жидкости в скважине

• время работы без замены элемента питания до 5 лет

• возможность выборочного включения датчиков

• запуск от кнопки, установленного времени или превышения давления

• долговременное хранение зарегистрированных результатов исследований энергонезависимой памяти

• передача данных в персональный компьютер для анализа и печати отчета

• для связи с компьютером и программирования не требует вскрытия

• конструкция прибора исключает открывание корпуса прибора без стравливания внутреннего давления

Глубинный автономный прибор

Использование глубинных приборов под насосом нашло широкое применение на месторождениях Заказчиков. Данный метод позволяет получать информацию о работе скважин с приборов расположенных под насосом на весь межремонтный период. По этой технологии прибор размещается под насосом, связь с прибором осуществляется по геофизическому кабелю, информация с заданной дискретностью сохраняется в памяти прибора, рис 1.

Рисунок 1. Схема расположения неподвижного прибора под погружным насосом

1. Кабельный ввод
2. Планшайба
3. Обсадная колонна
4. НКТ
5. Кабель глубинного прибора
6. Кабель глубинного насоса
7. Уровень в затрубном пространстве
8. Глубинный насос
9. Пенал с глубинным прибором
10. Продуктивный пласт

Основная задача, решаемая по этому методу - это получение данных о давлениях на приеме насоса в течение всего межремонтного периода, получение более качественной информации об изменении давления в скважине при проведении гидродинамических исследованиях в частности при исследованиях методом восстановления давления (КВД), рис.2.

Приведенная на рис.2 динамика изменения забойного давления позволяет отследить все процессы, проходящие в залежи, в районе данной скважины. Кроме того, получаем качественную КВД при проведении ГДИС.

«Универсал-Сервис» широко использует глубинные приборы для получения информации с нижнего объекта, находящегося под пакером в скважинах с одновременно раздельной эксплуатацией (ОРЭ) двух объектов на месторождениях Заказчиков. Для примера приведена одна из скважин ОРЭ (рисунок 3). В таких скважинах иначе не получить информацию об энергетическом состоянии по нижнему объекту в режиме on-line.

Рисунок 2 Динамика изменения забойного давления в действующей скважине в течении трех лет

Рисунок 3 Инструментальные замеры давления по нижнему объекту в скважине эксплуатирующей одновременно раздельно два объекта

Таким образом, используя глубинные приборы, специалисты «Универсал-Сервис» получают достоверную информацию об энергетическом состоянии разрабатываемых пластов и залежей, используя результаты ГДИС, получают более представительные данные о фильтрационных характеристиках вскрытых коллекторов при обработке в современных программных продуктах.

Кроме того, «Универсал-Сервис» предлагает использовать информацию получаемую с глубинных приборов и по второму направлению. В последние годы на месторождениях «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» используется технология эксплуатации скважин с выпуском газа из затрубного пространства в линию. В таких условиях эксплуатации скважин вопрос уточнения плотностей для расчета реальных (близких к реальным) забойных и пластовых давлений становится актуальным. Оценить плотности газожидкостной смеси до недавнего времени было практически не возможно, так как для этого нужны прямые замеры давления на приеме насосов и ниже. Использование датчиков ТМС или глубинных приборов под насосом помимо основной задачи позволяет получить ответы о плотности газожидкостной смеси в затрубном пространстве скважин.

Для этого на скважинах, где спущены приборы под насос периодически, как правило, при считывании информации производится определение уровня жидкости в затрубном пространстве скважин. Кроме того, по некоторым скважинам в процессе исследования методом восстановления давления (КВД) производилось отслеживание восстановления уровня в затрубном пространстве. Получив одновременно информацию о давлении на глубине приема насоса, динамическом или статическом уровнях, зная затрубное давление, нетрудно определить плотность газожидкостной смеси в интервале от уровня до приема насоса. Получив, таким образом, данные о плотности газожидкостной смеси в затрубном пространстве по достаточному количеству скважин, появляется возможность ее оценки.

Для примера приведем данные по Озерному месторождению, где накоплена информация в достаточном объеме, чтобы выявить зависимость распределения плотности газожидкостной смеси в затрубном пространстве. В результате, специалистами «Универсал-Сервис» получена зависимость плотности газожидкостной смеси в затрубном пространстве от высоты столба жидкости над насосом, рисунок 4.

Данная зависимость показывает, что плотность газожидкостной смеси в затрубном пространстве зависит от высоты столба жидкости над насосом и значительно ниже плотности пластовой нефти при высоте столба ниже 500 метров.

Рис.4 Зависимость плотности газожидкостной смеси в затрубном пространстве от высоты столба жидкости во время работы и накопления по скважинам Озерного месторождения, пласты Бш и Фм

Для сравнения с полученными данными, в таблице № 5 приведены некоторые свойства пластовой нефти по Озерному месторождению.

Такая информация позволяет получить объективное представление о процессах, протекающих в стволе действующей скважины при различных забойных давлениях.

Кроме того, специалистами «Универсал-Сервис» получены данные о характере изменения плотность газожидкостной смеси после остановки скважины на КВД (КВУ), рисунок 6. Из приведенного рисунка видно, что плотность в течении первых 48 часов стремится к плотности пластовой нефти, после чего прекращает меняться.

Рис.6 Изменение плотности газожидкостной смеси в затрубном пространстве скважин после остановки на КВД Озерное месторождение

«Универсал-Сервис», используя и внедряя глубинные приборы под насосом, получает и предоставляет Заказчикам не только информацию об энергетическом состоянии в районе скважины, фильтрационных параметрах коллектора, но и дополнительно получает информацию о плотности газонефтяной смеси в затрубном пространстве скважин. Использование этих данных при пересчете уровней дает более точные значения расчетных забойных или пластовых давлений по механизированным скважинам, не оборудованным глубинными приборами или датчиками ТМС.