Одновременно раздельная эксплуатация двух пластов по различным схемам

Требования к оборудованию для ОРЭ

Оборудование для раздельной эксплуатации пластов через одну скважину должно допускать:

- создание и поддержание заданного давления против каж­дого вскрытого пласта;

- измерение дебита жидкости, получаемой из каждого пласта;

- получение на поверхности продукции разных пластов без их смешивания в скважине, так как свойства нефти (сернистые и несернистые) могут быть различными;

- исследование каждого пласта, например, методом пробных откачек или методом снятия КВД;

- ремонтные работы в скважине и замену оборудования, вышедшего из строя;

- регулировку отбора жидкости из каждого пласта;

- работы по вызову притока и освоению скважины.

Раздельно эксплуатировать два пласта в зависимости от условий притока жидкости в скважину можно следующими способами.

1. Оба пласта фонтанным способом.

2. Один пласт фонтанным, другой - механизированным способом.

3. Оба пласта механизированным способом.

Согласно установившейся терминологии принято для краткости именовать ту или иную технологическую схему совместной эксплуатации названием способа эксплуатации сначала нижнего, а затем верхнего пласта. Например, схема насос - фонтан означает, что нижний пласт эксплуатируется насосным способом, а верхний - фонтанным. В соответствии с этим теоретически возможны следующие комбинации способов эксплуатации: фонтан - фонтан; фонтан - газлифт; газлифт - фонтан; насос - фонтан; фонтан - насос; насос - газлифт; газлифт - насос; насос - насос; газлифт – газлифт.

Одновременно раздельная эксплуатация двух пластов по различным схемам

Наиболее простой схемой оборудования скважины для ОРЭ двух пластов одной скважиной является система с двумя параллельными рядами НКТ 2, работающая по схеме фонтан - фонтан.

Один ряд труб имеет на конце пакер 1, устанавливаемый в промежутке между двумя пластами. На колонне НКТ, эксплуа­тирующей нижний пласт, устанавливаются малогабаритные пусковые клапаны 3 с принудительным открытием. В НКТ, по которым поступает продукция верхнего пласта, также уста­навливаются клапаны 4 специальной конструкции, которые открывают принудительно с поверхности спуском в НКТ оправки на проволоке, отжимающей пружинные клапаны для впуска газа из обсадной колонны. Обо­рудование устья состоит из тройника 5 для сообщения с пространством обсадной колонны и планшайбы, на которой под­вешиваются оба ряда НКТ и уплотняются двухрядным сальником 6. Продукция из каждого пласта поступает на поверхность без смешивания и через тройники 7 отво­дится в нефтесборную сеть. Оба пласта осваиваются закачкой газа в обсадную колонну через тройник 5, причем освоение можно проводить раздельно. После пере­хода на нормальный режим фонтанирования подача газа в колонну прекращается.

1-пакер, 2-НКТ, 3-пусковые клапаны, 4-клапаны специальной конструкции, 5-тройник трубной головки, 6-сальник, 7-тройник фонтанной елки

Рисунок 1 - Схема установки для раздель­ной эксплуатации двух пластов с двумя параллельными рядами труб по схеме фонтан – фонтан

При спуске двух параллельных рядов труб с использовани­ем оборудования, показанного на рисунке 1, можно осуществить раздельную эксплуатацию двух пластов по схемам фонтан-насос или насос-фонтан. В этом случае одна из колонн НКТ, пред­назначенная для эксплуатации верхнего или нижнего пласта с помощью ШСН, берется большего диаметра, допускающего спуск в них вставного насоса. Сначала спускается колонна НКТ, предназначенная для эксплуатации нижнего пласта с раздели­тельным пакером для изоляции пластов друг от друга. Затем спускается вторая колонна. На колонне НКТ, предназначенной для фонтанной эксплуатации, устанавливаются шариковые малогабаритные пусковые клапаны с принудительным открыти­ем с поверхности с помощью оправки, спускаемой на проволоке через лубрикатор. На второй колонне НКТ большего диаметра, предназначенной для насосной эксплуатации на заранее опреде­ленной глубине, устанавливается замковая опора для посадки на нее вставного насоса, спускаемого на штангах. На устье скважины специальная арматура должна обеспечивать выход продукции пласта, эксплуатируемого фонтанным способом, и установку тройника и сальника для полированного штока штанговой насосной установки, эксплуатирующей второй пласт.

Сложнее установки для раздельной эксплуатации, в кото­рых используют погружной центробежный электронасос (рисунок 2).

1-пакер, 2-ЭЦН, 3-кожух, 4-разобщитель, 5-плунжер, 6-трубный якорь, 7-НКТ, 8-кабель, 9-фонтанная арматура, 10-станция управления, 11-трансформатор

Рисунок 2 – Схема установки для раздельной эксплуатации двух пластов типа насос-фонтан с применением ПЦЭН

Подземное оборудование состоит из пакера 1, устанавли­ваемого в промежутке между двумя пластами, центробежного насоса 2, заключеного в специальный кожух 3 для перевода жидкости нижнего пласта из-под пакера к приемной сетке ПЦЭН, находящейся над электродвигателем и гидрозащитным устройством насоса; разобщителя 4, позволяющего с помощью плунжера 5 сообщать межтрубное пространство скважины с внутренней полостью НКТ. Жидкость нижнего пласта через пакер поднимается по кольцевому зазору между кожухом 3 и насосом 2, охлаждает при этом электродвигатель и попадает по каналу в переводнике на прием центробежного насоса, рас­положенного выше переводника кожуха. Далее, минуя обратный клапан и разобщитель 4, жидкость нижнего пласта попадает в НКТ. Жидкость верхнего, фонтан­ного пласта проходит по кольцевому зазору между обсадной колонной и кожухом ПЦЭН, достигает разобщителя 4 и через боковое отверстие в разобщителе и плунжере 5 попадает в НКТ. Таким образом, жидкости обоих пластов выше разобщителя смешиваются и поднимаются по НКТ. Разобщитель 4 имеет сменный плунжер 5, в котором заблаговременно устанавлива­ется штуцер заданного размера, зависящий от установленной нормы отбора жидкости из верхнего фонтанного пласта. Плун­жер 5 спускается в НКТ на обычной скребковой проводке через лубрикатор с помощью ловильного или посадочного приспосо­бления. Описанное подземное оборудование спускается в скважину на НКТ и подвешивается в обсадной колонне на специальном плашечном трубном якоре 6, в котором предусмотрен проход для электрокабеля 8. На устье скважины устанавливается обычная фонтанная арматура 9 и станция управления с автотрансформатором.

Для раздельной эксплуатации двух пластов по схеме на­сос - насос используются штанговые установки типа УГР на месторождениях с низким газовым фактором нижнего пласта, УНР - с резко отличающимися давлениями пластов и УГРП - с раздельной транспортировкой продукции каждого пласта.

Установка УГР (рисунок 3) состоит из наземного и подземного оборудования.

а-УГР невставного исполнения, б-УГР вставного исполнения, в-УНР вставного исполнения, г-УНР невставного исполнения, 1-оборудование устья, 2-СК, 3-верхний насос, 4-опора, 5-нижний насос, 6-пакер, 7-автосцеп, 8-автоматический переключатель пластов

Рисунок 3 – Установки для ОРЭ двух пластов скважинами, оборудованными штанговыми скважинными насосами

Наземное оборудование включает в себя обо­рудование устья и станок-качалку, применяемые при обычной добыче нефти скважинными штанговыми насосами из одного пласта. Подземное оборудование выпускается в невставном (рис. а) и вставном (рис. б) исполнениях и включает в себя разобщающий пакер, нижний насос обычного типа НСВ1 с замковой опорой или НСН2. Насос для эксплуатации верх­него пласта - специальный, имеющий неподвижный плунжер и подвижный цилиндр. Работа верхнего и нижнего насосов синхронна. Возвратно-поступательное движение от станка-качалки передаются через колонну насосных штанг цилиндру верхнего насоса, а затем через специальную штангу - нижней колонне штанг и плунжеру нижнего насоса. Жидкость, подаваемая нижним насосом, проходит через продольный канал в посадочном конусе верхнего насоса и по­падает подъемные трубы над верхним насосом. Жидкость, отка­чиваемая верхним насосом, через полый шток, всасывающий и нагнетательный клапаны поступает в колонну подъемных труб, где смешивается с жидкостью из нижнего пласта.

В установке невставного исполнения колонна насосных штанг соединяется с цилиндром верхнего насоса при помощи автосцепа, который позволяет использовать с колонной подъ­емных труб меньшего диаметра насос большего размера и обе­спечивает форсированный отбор жидкости из пластов.

В установке типа УНР (рис. в, г), включающей станок-качалку, оборудование устья, специальный штанговый насос вставного или невставного исполнения, автоматический пере­ключатель пластов и пакер, при ходе плунжера вверх проис­ходит заполнение цилиндра насоса сначала жидкостью пласта с меньшим давлением, а затем (после прохождения плунжером отверстия на боковой поверхности цилиндра) -жидкостью пласта с высоким давлением. При ходе плунжера вниз жидкость обоих пластов нагнетается в насосно-компрессорные трубы.