Первым поколением УКП ВОРМХОЛС, представленным на рынке, было устройство "Мягкий дроссель", которое, несмотря на ряд преимуществ перед зарубежными аналогами, являло собой один из вариантов пассивных устройств контроля притока.
Последующая разработка ВОРМХОЛС в области контроля притока привела к созданию нового поколения УКП, позволяющего ограничивать расход газа на заранее заданном уровне.
Следующим шагом стал переход от полностью пассивных УКП, не способных к изменению своих характеристик после установки в скважину, к адаптивным системам, а также системе, позволяющей получать количественную информацию о характере притока и фазовом составе флюида из разных интервалов скважины, так называемый внутрискважинный расходомер.
На данный момент в стадии завершения работы по созданию управляемых устройств с устья скважин электрическим сигналом.
Исследования осуществляются при грантовой поддержке Фонда «Сколково»
Компания "ВОРМХОЛС" разработала программный продукт для моделирования спуска и подъема систем заканчивания в скважины – TAD ВОРМХОЛС, являющийся первым отечественным программным решением для комплексного моделирования спуска и подъема компоновки с учетом следующих моментов.
ПО TAD ВОРМХОЛС позволяет:
- визуализировать траекторию пробуренной скважины (рис. 1);
- делать расчет спуска обс. колонн, хвостовиков, НКТ и др. оборудования;
- рассчитывать возможность доспуска оборудования до забоя (рис. 2), в том числе с вращением или поплавковым методом;
- предсказывать потерю устойчивости и заклинивания оборудования при спуске (рис. 3);
- учитывать спуск с вращением, с доливом/без долива, наличие центраторов, пакеров и др.
- учитывать различие в коэффициенте трения на разных участках траектории.
ПО успешно прошло полевые испытания на реальных промысловых данных.
Важным преимуществом программного продукта является учёт в расчетах изгибной жесткости элементов
спускаемой компоновки. Использование подобной усовершенствованной модели позволяет отследить такие
эффекты, как возникновение потери устойчивости, приводящей к недоспуску хвостовика, при превышении
допустимой интенсивности искривления траектории (обычно производители оборудования устанавливают максимальный предел интенсивности искривления, связанный с жесткостью, порядка 3 градусов на 10м) и другие.
|
 |
Неуспешность установки цементной пробки
|
|
Шаг 1
Загрузка УСВД из транспортного контейнера в транспортировочную трубу  |
Шаг 2
Прокачка УСВД по транспортировочной трубе до его выхода из неё  |
Шаг 3
Выход УСВД из транспортировочной трубы в ствол скважины, раскрытие устройства в виде «зонтика»  |
Шаг 4
Закачка цементировочной жидкости в скважину и образование герметичной и однородной цементной пробки выше глубины установки устройства  |
Система изоляции интервалов открытого ствола при цементировании колонн и заканчивании скважин. Представляет собой эластомер c включенными в состав маркерами, набухающий при взаимодействии с водой, нефтью или гибридный (набухающий при взаимодействии и с водой и с нефтью), в зависимости от условий строительства, эксплуатации и условий в призабойной зоне скважины. Данная система позволит эффективно разделить открытый ствол на интервалы в зависимости от проницаемости, насыщенности, обводненности, тем самым изолировать или уменьшить депрессию на участки с высокой насыщенностью по воде или высоким риском прорыва воды, выровнять профили притока к горизонтальной скважине и даст возможность не только отложить на время прорывы воды или газа, но и эффективно бороться с ними.
К настоящему времени решения с использованием разбухающих пакеров получили распространение в широком спектре технологических способов заканчивания скважин. При заканчивании скважин с цементированием обсаженных интервалов, они обеспечивают предотвращение заколонных перетоков в микрозазоре между обсадной колонной и цементным кольцом, позволяют компенсировать несплошности в цементном камне, нивелировать последствия динамических воздействий в процессе эксплуатации скважины и обеспечить механическую целостность крепи.
Разбухающие пакеры могут использоваться практически в любой скважине, главное понимать в каких условиях предполагается их работа, поэтому выбор эластомера для конкретной скважины является одним из ключевых аспектов инженерной подготовки работ. В свою очередь чрезвычайно большое разнообразие скважинных условий обуславливает необходимость разработки все более эффективных видов эластомеров и конструкций пакеров, способных удовлетворить постоянно возрастающие требования различных применений. Несмотря на большое количество различных решений на рынке разбухающих эластомеров все еще остается множество условий, в которых существующие на сегодняшний день решения работают не эффективно или не работают вовсе. Актуальной является разработка следующих видов эластомеров:
|
Средняя продажная цена природного газа в США:
120 $ / 1000 м3
|
|
 |
 |
|
Себестоимость добычи газа с
поверхности океана:
400 – 1500 $ / 1000 м3
|
Себестоимость при добыче и сжижении газа непосредственно на дне океана
(при применении глубоководной техники и установки, способной работать на больших глубинах автоматически для электроснабжения под водой)
порядка 50 $ / 1000 м3
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
- выравнивание профиля притока
- борьба с конусообразованием
- предотвращение прорывов воды и газа
- мониторинг профиля притока без ПГИ
- скважины ППД (выравнивание профиля закачки)
- равномерная обработка СКО вдоль ствола скважины
- возможна циркуляция через оборудование во время спуска
- использование при МГРП
- скважины ОРЭ
- отсечение проблемных интервалов (высокая обводненность или ГФ)
- перезаканчивание скважин с прорывами воды или газа
- перезаканчивание скважин МГРП
При прорывах воды/газа за счет большей подвижности воды резко возрастает расход из прорывного интервала, что не позволяет работать остальным интервалам. АУКП автоматически увеличивает сопротивление именно в прорывных участках (за счет резкого возрастания расхода из таких интервалов), что позволяет «прижать» эти интервалы и помочь работать остальным участкам скважины.
| Среднее пластовое давление | 350 атм |
| Забойное давление | 128 атм |
| Дебит нефти | 41 м3/сут. |
| Дебит воды | 43 м3/сут. (до установки АУКП дебит воды был 178 м3/сут.) |
| Обводненность | 51 % (до установки АУКП обводненность достигала 81%) |
При неразличимости вязкостей нефти и воды для устранения прорывов воды в скважину применим специальный тип фильтроэлемента с покрытием, на химическом уровне создающий большее сопротивление флюиду с большим содержанием воды. Снижение депрессии в обводнившихся зонах на 25 - 50% в случае использования фильтра с покрытием.
Адаптивное устройство контроля притока (АУКП) 73 мм устанавливается в качестве повторного заканчивания внутрь хвостовика МГРП 114 мм для регулирования профиля притока, предотвращения прорыва воды и контроля выноса проппанта.
АУКП для данной скважины ограничивает расход в забойных условиях на заранее заданном уровне с каждой зоны
Адаптивное устройство контроля притока (АУКП) 73 мм устанавливается в качестве повторного заканчивания внутрь хвостовика МГРП 114 мм для регулирования профиля притока, предотвращения прорыва воды и контроля выноса проппанта.
АУКП для данной скважины ограничивает расход в забойных условиях на заранее заданном уровне с каждой зоны
| Тип системы | Описание | Выравнивание профиля притока | Воз-сть полной изоляции уч-ов прорыва | Саморегули-рование | Сопротивление эрозии | Низкая вер-сть засорения | Надежность | Предотвр. прорывов воды / газа | Простое перекрытие интервалов | |
| Винтовые (спиральные) УКП |  |
Потеря давления в результате трения, возникающего по мере движения флюида по винтовому каналу | + | - | - | + | - | + | - | - |
| Трубочные УКП |  |
Гидравлическое сопротивление за счет использования трубок в системе | + | - | - | - | - | + | - | - |
| Штуцерные УКП |  |
Гидравлическое сопротивление за счет наличия штуцеров в системе | + | - | - | - | + | - | - | - |
| Лабиринтные УКП |  |
Потеря давления в результате трения, возникающего по мере движения флюида в лабиринте | + | - | - | - | + | + | - | - |
| Автономный клапан контроля притока |  |
Регулирование притока за счет самозакрывающегося клапана | + | - | + / - | - | - | - | + / - | - |
| Smart Well с гидравлическими клапанами |  |
Штуцирование с устья с помощью гидравлических клапанов | + | + | + | - | - | - | - | + |
| УКП с адаптивной системой |  |
Гидравлическое сопротивление за счет встречных потоков с саморегулирующимися клапанами | + | + | + | + | + | + | + | + |
Мы провели работы (НИР) по оптимизации характеристик адаптивного устройства контроля притока (АУКП), собрав соответствующую гидравлическую схему на экспериментальном стенде в МВТУ им. Баумана, позволяющем проводить лабораторные исследования наразличных средах (газ и жидкость) в широком диапазоне гидравлических характеристик.
По завершению лабораторных испытаний был произведен прототип серийного образца, прошедший впоследствии лабораторные (рис. 1) и промышленные (рис. 2) испытания.
Результаты испытаний на газообразной (воздух) и жидкой (вода) средах, представленные на рис. 3 и 4 соответственно, показывают, что несмотря на увеличение перепада давления через устройство в ~10 раз (Рис. 3а, 4а), устройство, посредством саморегулирования количества подключаемых ступеней, создаёт дополнительное сопротивление потоку, что позволяет ограничить расход через устройство на заранее заданном уровне, в данных экспериментах 700 л/мин +- 15% для газа и 19 л/мин +-15% для жидкости.
Испытания АУКП на буровом растворе плотностью 1440 кг/м3 в течении 85 часов (условия, аналогичные работе устройства на месторождении со средним пескопроявлением в течении 15 лет) не показали износа.
Результаты испытаний
Система сработала очень эффективно, функциональность УКП подтверждается значительным снижением дебита газа, без снижения дебита жидкости
Опытно-промышленные испытания АСРП ВОРМХОЛС на месторождении им. Ю. Коргачина.
Время проведения испытаний: ноябрь 2014 г. – февраль 2015 г.
Газовый фактор незначительно зависит от прилагаемой к пласту депрессии: увеличение депрессии более чем на один порядок способствует росту газового фактора только на 12 %.
По сравнению с предшествующим исследованием при фонтанировании через штуцер одного и того же диаметра 23,9 мм дебит нефти увеличивается на 43,2 % . Суточная добыча газа сепарации, пластовой воды и рабочий газовый фактор снижаются соответственно в 1,36; 1,40 и 1,95 раза.
Компания "ВОРМХОЛС" приняла решение проводить исследования и разработки новых технологий в рамках фонда Сколково.
В начале 2014 г. мы получили статус резидента Сколково.
В рамках фонда Сколково мы представляем проект "Комплексные системы заканчивания и мониторинга нефтегазодобывающих скважин". Данная тематика будет развиваться в направлении усовершенствования адаптивных и интеллектуальных систем заканчивания скважин. Нами будут проводиться работы по созданию новейших систем постоянного мониторинга скважин и полного управления системами заканчивания с устья скважин.
Все продукты, предлагаемые компанией «ВОРМХОЛС», производятся и разрабатываются на территории Российской Федерации, что гарантирует своевременное изготовление заказа, а также позволяет избежать дополнительных транспортных и таможенных расходов.
English version
