Самотлорское месторождение эксплуатируется с 1965 г., поэтому необходимо постоянно проводить работы по интенсификации гидродинамической связи пласта с добывающими скважинами [1]. В этом направлении постоянно осуществляются различные исследования. Одним из способов активизации добычи скважинной продукции является гидроразрыв пласта (ГРП). В работе мы рассмотрим предложение совершенствования данной технологии.
В нашем исследовании была поставлена цель сокращения затрат на проведение операции гидроразрыва пласта путем применения односекционного пакера в условиях ограничения эксплуатационной колонны. При этом требовалось исключить дополнительные затраты на применение дорогостоящего оборудования, риски возникновения аварийных ситуаций в долгосрочной перспективе.
Для проведения эксперимента были поставлены следующие задачи:
1) решить, как проводить гидроразрыв пласта в исходных условиях ограничения эксплуатационной колонны;
2) оценить возможность применения предлагаемой технологии с использованием односекционного пакера и ее влияние на длительность различных ремонтов скважин;
3) провести подбор скважин-кандидатов и осуществить опытно-промысловые испытания на выбранных объектах;
4) провести расчет потенциального экономического эффекта и оценить вероятность использования предлагаемой технологии пласта на Самотлорском месторождении;
5) выполнить подбор большого количества скважин-кандидатов для проведения гидроразрыва пласта для горизонтальных скважин;
6) изучить вопрос возможности проведения многостадийного ГРП.
Материалы и методы исследования
Исследования проводились методом промышленных испытаний на объектах Самотлорского месторождения. Были выбраны преимущественно скважины с горизонтальным окончанием эксплуатационной колонной 114 мм. Причем оказалось, что скважин-кандидатов для проведения ГРП на фильтровую часть на Самотлорском месторождении достаточно много. Было предложено использовать на выбранных скважинах односекционный манжетный селективный пакер (селективная пакерная компоновка – одночашечное исполнение). Пакер устанавливается в эксплуатационную колонну 168 мм / 178 мм. Над пакером располагается гидравлический якорь (рис. 1), который ограничивает перемещение пакера вверх даже при перепадах давления.
Рис. 1. Селективная пакерная компоновка в наклонно-направленном бурении
Данная технология не имеет аналогов – основой явился селективный пакер для проведения многостадийного гидроразрыва пласта по технологии разрывной муфты.
Результаты исследований и их обсуждение
Основным преимуществом данной технологии служит возможность ее применения независимо от угла наклона траектории скважины. Возможно увеличение угла наклона в месте посадки пакера более 65 °. Такая установка позволяет выполнять гидроразрыв без существенных ограничений через фильтровую часть хвостовика. Применяемые пакеры типа ПРО-ЯМО-ЯГ не позволяют осуществлять посадку пакера в данных условиях при угле наклона даже более 55 ° [2, 3].
На рис. 2 приведена селективная пакерная компоновка: а) одночашечное исполнение; б) структура пакера. Далее в табл. 1 приведены технические параметры предлагаемой селективной пакерной компоновки [4].
Таблица 1
Параметры селективной пакерной компоновки
|
Параметр |
Значение |
|
|
Максимальный наружный диаметр |
95,3 мм |
3,7 дюйма |
|
Минимальный внутренний диаметр (верхняя часть инструмента до потокоотклонителя) |
45,7 |
1,79 дюйма |
|
Длина компоновки (средняя) |
3,6–10,41 м |
141,7–409,8 дюйма |
|
Габарит ОК |
1143 мм |
4,5 дюйма |
|
Максимальный перепад давления |
69 Мпа |
10 000 PSI |
|
Рабочая температура |
177 °С |
350 °F |
|
Максимальная прочность на растяжение |
45,4 |
100 000 LBS |
|
Максимальная скорость прокачки |
2,5–3,5 м3 /мин |
|
|
Материалы |
Р110 Резина – Нитрил (HNBR) |
|
а) б)
Рис. 2. Селективная пакерная компоновка: одночашечное исполнение (а) и составные части пакера (б)
В табл. 2 приведены типоразмеры основных узлов установки, которые монтировались при проведении опытно-промысловых испытаний на девяти скважинах Самотлорского месторождения.
Таблица 2
Параметры проводимого опыта
|
Описание |
Внутренний диаметр, мм |
Наружный диаметр, мм |
Длина, м |
|
Гидроякорь |
45,7 |
95,3 |
0,47 |
|
Переводник / crossover R (2),73 мм NU BOX X 60,3 мм EU PIN |
50 |
89 |
0,117 |
|
Сдвоенные верхние чаши / TOP CUP ASSEM BLY |
45,7 |
95,3 (102,00) |
1,06 |
|
Патрубок 60,3 мм, длина 1 шт. / pup joints |
50,3 |
60,3 |
1,8 |
|
Направляющая воронка («олива») |
50,1 |
79,00 |
0,15 |
|
Общая длина компоновки |
3,6 |
В табл. 3 приведено сравнение гидроразрыва пласта с применением односекционного селективного пакера и гидроразрыва пласта с применением стингера [6].
Таблица 3
Сравнительные параметры ГРП
|
ГРП с применением односекционного манжетного селективного пакера |
ГРП с применением стингера |
|
|
После подъема УЭЦН |
После подъема УЭЦН |
|
|
1 СПО |
СПО желонка |
СПО желонка |
|
2 СПО |
СПО СКМ / шаблон – проработка интервала под подвеской ЭК 114 мм |
СПО СКМ / шаблон – проработка интервала в месте посадки стингера |
|
3 СПО |
СПО 20 |
СПО стингер |
|
Нормализация после ГРП |
Нормализация после ГРП |
При проведении сравнительного анализа была выявлена невозможность применения стингера из-за ограничений по углу наклона при монтаже в скважине [5, 6]. Этим недостатком не обладает предложенная технология селективной пакерной компоновки одночашечного исполнения.
Реализация новой технологии выполнена посредством проведения опытно-промышленных испытаний «Проведение ГРП (ЭК 114 мм) с использованием селективного пакера без установки нижней части пакера». За время испытаний успешно осуществлены операции на девяти скважинах с применением данного оборудования. Необходимо отметить, что данная технология позволяет проводить гидроразрыв пласта на фильтровую часть ЭК 114 мм, исключая воздействие давления гидроразрыва на подвеску хвостовика.
В табл. 4 приведены результаты опытно-промышленных испытаний [7] по всем скважинам с указанием технических параметров и оценкой успешности применения внедряемой технологии. Необходимо отметить, что везде испытания прошли успешно, несмотря на некоторые остановки оборудования вследствие перетока жидкости, некоторых перепадов давления, негерметичности обсадной колонны.
Таблица 4
Анализ проведенных опытно-промышленных испытаний. Применение селективной пакерной компоновки – одночашечного исполнения в ЭК 114–168 мм на скважинах Самотлорского месторождения
|
№ п/п |
Скважина |
Куст |
Дата |
Угол наклона в месте установки, градус |
Тоннаж ГРП, тонн |
Комментарии |
Успешность применения (да, нет) |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
11985 |
4102 |
26.07.2017 |
90 |
4 |
Успешно |
Да |
|
2 |
38183 |
1048 |
18.01.2018 |
15 |
1,8 |
При проведении ГРП получен Стоп: с поверхности закачано 3,8 т в пласт 1,8 т скв 2 т. Применение оборудования успешно |
Да |
|
31.01.2018 |
41 |
Успешно |
Да |
||||
|
3 |
40948Е |
4417 |
15.03.2018 |
52 |
18,6 |
При первом СПО пакера ГРП типа ПРО-ЯМО-ЯГ получен переток, переток получен при СПО пакера КРС. Спуск селективной пакерной компоновки в одночашечном исполнение позволил провести ГРП. Применение оборудования успешно |
Да |
|
4 |
11273С |
4247Б |
30.03.2018 |
89 |
15 |
Для проведения «слепого» ГРП в ЭК 168 мм применена технология селективной пакерной компоновки – одночашечное исполнение. Применение оборудования успешно |
Да |
|
5 |
40102Е |
4417 |
06.04.2018 |
77 |
25 |
Успешно |
Да |
|
6 |
39405 |
2126 |
10.04.2018 |
72 |
17,4 |
При проведении ГРП получен Стоп: с поверхности закачано 23,6 т в пласт 17,4 т скв 6,2 т. Применение оборудования успешно |
Да |
|
7 |
37034 |
1776Б |
17.04.2018 |
90 |
5,8 |
При проведении ГРП получен Стоп: с поверхности закачано 7 т в пласт 5,8 т скв 1,2 т. Успешно произведена обратная промывка для вымыва проппанта из НКТ, для сокращения времени на нормализацию забоя силами бригады КРС. Применение оборудования успешно |
Да |
|
8 |
51384 |
4045 |
03.05.2018 |
82 |
1 |
При проведении мини-ГРП зафиксирован рост давления в затрубном пространстве. После отмены ГРП проведен комплекс работ КРС. При опрессовке материнской ЭК получена герметичность, что свидетельствует о наличии заколонного сообщения фильтровой части с подвеской хвостовика. Применение оборудования успешно |
Да |
|
9 |
40123Е |
4417 |
15.05.2018 |
68 |
40 |
Успешно |
Да |
Выводы
При применении односекционного пакера в условиях ограничения эксплуатационной колонны имелись следующие преимущества:
– сокращаются затраты при переходе на односекционный пакер, так как его стоимость меньше применяемого внутрискважинного оборудования для проведения ГРП;
– сокращаются риски воздействия на подвеску эксплуатационной колонны при проведении ГРП через пакер, установленный в материнской колонне;
– сокращаются затраты на ликвидацию заколонных перетоков при повреждении подвески эксплуатационной колонны из-за модернизации конструкции установки;
– появляется возможность проведения гидроразрыва пласта с использованием фильтровой части эксплуатационной колонны при открытых верхних муфтах;
– появляется возможность проведения многостадийного гидроразрыва пласта при горизонтально направленных скважинах.
Также дальнейшие исследования необходимо проводить для других типоразмеров эксплуатационной колонны, расширяя количество скважин-кандидатов.