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 (рис. 8.1), 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 фонтанирова-

Рис. 8.1. Схема установки для раздель­ной эксплуатации двух пластов с двумя параллельными рядами труб по схеме фонтан – фонтан

ния подача газа в колонну прекращается. Борьба с отложениями парафина может осуществляться закачкой пара в пространство обсадной колонны от передвижной паровой установки (ППУ) или с малогабаритными скребками, спускаемыми на проволоке через лубрикатор с помощью автоматической лебедки. Работа обоих пластов регулируется, как обычно, сменой штуцеров на арматуре устья.

При спуске двух параллельных рядов труб с использовани­ем оборудования, показанного на рис. 8.1, 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. Для того чтобы при спуске или подъеме колонны НКТ не происходило зацепле­ние муфт, над последними устанавливаются конические кольца (по одному кольцу над каждой муфтой обоих колонн). 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. Борьба с отложениями парафина проводится при этой схеме, как обычно: в фонтанной колонне - малогабаритными скребками, а в насосной колонне - с помощью установки на штангах пластинчатых скребков и штанговращателя. Пласты при работе по схеме фонтан-насос исследуют следующим обра­зом: нижний пласт, фонтанный - малогабаритным манометром, спускаемым на проволоке в НКТ, а изменение отбора достига­ется сменой штуцеров; верхний пласт, насосный - с помощью эхолота. При этом отбор регулируется изменением режима откачки, т.е. длины хода или числа качаний станка-качалки. При работе по схеме насос-фонтан измерение динамического уровня нижнего, насосного пласта становится невозможным, так как он перекрывается пакером. Таким образом, исследова­ние нижнего пласта может ограничиваться только получением зависимостей подачи насоса от длины хода или числа качаний. Построение индикаторной линии исключается из-за невозмож­ности измерения забойных давлений. Исследование верхнего, фонтанного пласта осуществимо в полном объеме обычными способами, так как доступ к верхнему пласту через фонтанные трубы открыт.

Применение описанных установок ограничено трудно­стями спуска двух параллельных рядов труб, герметизации устья, отсутствием выхода отсепарированного подпакерного газа при работе по схеме насос - фонтан и необходимостью его пропуска через насос, а также малыми габаритами обсадных колонн. Однако установки подобного типа обладают важным достоинством - наличием раздельных каналов для продукции обоих пластов. Это может иметь решающее значение при экс­плуатации двух пластов, когда один из них дает сернистую нефть, которую, как правило, собирают, транспортируют и пере­рабатывают отдельно, без смешивания с обычной парафинистой или масляной нефтью.

Сложнее установки для раздельной эксплуатации, в кото­рых используют погружной центробежный электронасос (рис. 8.2). 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. Наличие двух обратных клапанов (один под пакером, второй над ПЦЭН) и разобщителя 4 позволяет осуществлять промывку либо через межтрубное пространство в НКТ, либо через НКТ в межтрубное пространство (прямую или обратную) и, таким образом, осваивать верхний пласт. После освоения фонтанного пласта, установления его режима работы и спуска плунжера 5 с соответствующим штуцером осваивается нижний пласт запуском насоса.

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. Трубный якорь б воспринимает нагрузку от веса НКТ 7 и не передает ее на подвешенное насосное обо­рудование благодаря подвижному сальниковому сочленению нижней и верхней частей НКТ в якоре 6. На устье скважины устанавливается обычная фонтанная арматура 9 и станция управления с автотрансформатором. Установка не позволяет исследовать скважину традиционными способами. Однако допускает обычное измерение манометром давления в НКТ над разобщителем 4. Зная это давление и потери давления в штуцере плунжера 5 (по результатам его тарировки), можно косвенно определить давление против верхнего, фонтанного пласта. Сменой штуцеров и повторными измерениями давления над разобщителем можно получить зависимость изменения сум­марного дебита обоих пластов от забойного давления верхнего, фонтанного пласта. Однако такая информация не позволяет построить индикаторные линии для обоих пластов. Благодаря наличию одного канала для движения жидкости довольно про­сто решается проблема борьбы с отложениями парафина. С этой целью могут быть применены либо остеклованные трубы, либо другие методы очистки парафиновых отложений.

Не менее сложны установки для раздельной эксплуатации обоих пластов штанговыми насосами. Специальными конструк­торскими бюро и проектными институтами разработано много установок для раздельной эксплуатации двух пластов через одну скважину. Как правило, все эти конструкции основаны на принципе наиболее полного использования стандартного оборудования, вставных и невставных насосов при возможно малом добавлении специальных узлов и деталей Трудности с установкой или извлечением оборудования при ремонтных работах, прихваты пакеров, трудности при промывках для

Рис. 8.2. Схема установки для раздельной эксплуа­тации двух пластов типа насос - фонтан с применением

ПЦЭН

удаления механических осадков и солей, невозможность раз­дельного определения дебита каждого пласта и их исследования, сложности с отводом подпакерного газа для улучшения коэф­фициента наполнения и низкий коэффициент эксплуатации скважин с установленным оборудованием для раздельной эксплуатации привели к тому, что несмотря на большое число подобных конструкций на практике они не нашли широкого применения.

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

Установка УГР (рис. 8.3) состоит из наземного и подземного оборудования. 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. 8.3, а) и вставном (рис. 8.3, 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 1УНР (рис. 8.3, 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. Поступление жидкости из верхнего и нижнего пластов, разоб­щенных пакером, на прием насоса через канал б (см. рис. 8.3, в, г) и на боковой поверхности через отверстие а регулируется с помощью переключателя пластов.