РАЗДЕЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОДНОЙ СКВАЖИНОЙ НЕСКОЛЬКИХ ПЛАСТОВ

Наибольшее число нефтяных и газовых месторождений мира— многопластовые, они представляют собой совокупность несколь­ких продуктивных пластов, расположенных поэтажно один над другим. Разработка таких месторождений самостоятельными сет­ками скважин, пробуренных на каждый пласт, требует огромных капитальных вложений и затрат излишних материально-техниче­ских средств.

При разработке многопластовых месторождений часто объеди­няют несколько пластов в один эксплуатационный объект для со­кращения сроков разработки месторождения и уменьшения затрат на бурение и обустройство нефтедобывающих площадей. Это до­пустимо, если пластовые давления и качество нефти объединяемых объектов достаточно близки. Для сохранения такого принципа и вместе с тем сокращения объема буровых работ в практику раз­работки внедряют различные варианты раздельной эксплуатации одной скважиной нескольких пластов.

Сущность такого способа эксплуатации заключается в том, что все продуктивные пласты месторождения или основные из них вскрываются (перфорируются) в одной скважине и в последую­щем совместно разрабатываются как единый объект. В скважину опускают специальное оборудование, обеспечивающее раздельную разработку пластов. Тогда работа каждого пласта не влияет на работу других пластов и в каждом пласте можно проводить не­обходимые исследования и мероприятия по поддержанию задан­ного режима его работы.

Один из вариантов названной технологии—раздельная эксплу­атация нескольких пластов многорядными скважинами. Этот Ме­тод, предложенный группой инженеров в 1951 г., нашел некоторое применение: на бакинских промыслах было пробурено несколько сотен двухрядных и трехрядных скважин. В таких скважинах (рис. 157) в один ствол на разные глубины спущено и зацементи­ровано два или три ряда эксплуатационных колонн диаметром от 114 до 146 мм. Расстояние между центрами колонн у поверх­ности делают равным 0,6—0,8 м, что необходимо для обеспечения монтажа наземного оборудования, эксплуатацией и подземного ремонта.

Практика эксплуатации многорядных скважин, особенна трех­рядных, показала нецелесообразность их дальнейшего бурения в условиях возросших глубин скважин и вследствие значительных затруднений при их эксплуатации.

Рис. 157. Конструкция скважин:

а— трехрядной; б — двухрядной

При раздельной эксплуатации пластов одной скважиной встречаются самые разнообразные сочетания: все пласты нефтя­ные или газовые; одни пласты газовые, другие нефтяные; из всех пластов отбирается продукция и одновременно во все или отдель­ные пласты нагнетается рабочий агент (вода, газ).

Чем больше пластов подключается к эксплуатации в одной скважине, тем сложнее конструкция подземного и наземного обо­рудования.

В Советском Союзе применяют способы раздельного отбора продукции из двух пластов в одной скважине и, раздельного наг­нетания рабочего агента в виде закачки воды в два пласта через одну скважину, а также комбинированный способ, при котором из одного пласта отбирается продукция, а в другой пласт через эту же скважину закачивается вода.

Раздельная эксплуатация двух горизонтов может осущест­вляться в зависимости от условий притока в скважину по следую­щим схемам:

1) фонтан—фонтан (оба вскрытых пласта эксплуатируются фонтанным способом);

2) насос—насос (эксплуатация обоих пластов насосным спо­собом—с помощью штанговых насосов и погружных электрона­сосов);

3) фонтан—насос; насос—фонтан (нижний пласт эксплуати­руется фонтанным способом, а верхний—насосным; нижний пласт эксплуатируется насосным способом, а верхний—фонтанным).

Для каждой из перечисленных схем предусмотрено оборудова­ние различных видов.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЛАСТОВ ПО СХЕМЕ ФОНТАН—ФОНТАН

Для раздельной эксплуатации двух пластов по схеме фонтан— фонтан спроектировано два вида оборудования, предусматриваю­щие подъем жидкости из каждого пласта на поверхность:

1) по параллельно спущенным двум колоннам насосно-компрессорных труб (типа УФЭ);

2) по двум концентрическим колоннам насосно-компрессорных труб (типа УФК).

Оборудование типа УФЭ (рис. 158) предназначено для скважин с эксплуатационной колонной диаметром 168 мм и более. Подъем нефти из пластов осуществляется по двум рядам 1 и 3 насосно-компрессорных труб диаметрами 60 и 48 мм, параллельно расположенным в эксплуатационной колонне. Вначале в скважину спускают хвостовик 9 из насосно-компрессорных труб диамет­ром 73 мм с укрепленными на нем седлом обратного шарового кла­пана 10, шлипсовым пакером 7, гидравлическим якорем 6 и перепускным клапаном 5, предназначенным для освоения скважи­ны. В 73-мм хвостовик опускают второй ряд насосно-компрессорных труб 8 диаметром 48 мм с уплотнительным конусом, который садится в седло 4. Дальнейший спуск в скважину указанной кон­центричной сборки осуществляется на насосно-компрессорных трубах диаметром 60 мм, по которым поступает продукция ниж­него пласта.

Для эксплуатации верхнего пласта в скважину параллельно первой колонне 1 опускают второй ряд насосно-компрессорных труб 3 диаметром 48 мм. Башмак устанавливается над фильтром верхнего пласта. Для беспрепятственного опускания в скважину параллельных насосно-компрессорных труб над каждой муфтой обоих рядов труб устанавливают разрезное металлическое кольцо 2 со сточенным на конус верхним торцом. Это кольцо создает плавный переход от наружной поверхности муфты к телу трубы и тем самым исключает зацепление муфт три спуске и подъеме насосно-компрессорных труб.

Освоение скважины производится по обоим пластам одновре­менно. Для этого в 60-мм трубы забрасывают металлический шар, который садится в седло 4 и отключает от скважины нижний пласт. Затем в ту же колонну подается облегченная или аэризированная жидкость, которая вытесняет задавочную жидкость из 48-мм цен­тральных и 73-мм наружных труб через перепускной клапан в эксплуатационную колонну. Путем открытия соответствующих за­движек на устье скважины освобождаются от задавочной жидкости эксплуатационная колонна скважины и насосно-компрессорные трубы, пред­назначенные для эксплуатации верхнего пласта.

Рис. 158. Оборудование ти­па УФЭ для раздельной эксплуатации двух фонтан­ных пластов

Данная схема подземного оборудова­ния скважин используется в тех случа­ях, когда разрабатываемые пласты зале­гают на значительном расстоянии друг от друга и когда давление нижнего пла­ста существенно превышает давление верхнего пласта. Для предупреждения смещения вверх пакера и 60-мм насосно-компрессорных труб под действием пе­репада давлений на этой колонне уста­навливают гидравлический якорь.

Наземное оборудование скважины представляет собой специальную сдвоен­ную фонтанную арматуру тройникового типа с условным проходным диаметром, равным 50 мм, и двухструнными выкид­ными линиями для каждого пласта. Ар­матура рассчитана на рабочее давление 20 МПа. Регулирование режима разра­ботки пластов осуществляют при помо­щи сменных штуцеров.

Оборудование типа УФК пред­назначено для скважин с эксплуатаци­онными колоннами диаметрами 146 и 168 мм. Имеется несколько конструктив­ных вариантов такого оборудования: 1УФК, 2УФК, 3УФК. Шифр их означа­ет: 1УФК—установка фонтанная с кон­центрическим расположением труб — однорядная; 2УФК—то же, с двумя ря­дами труб; 3УФК—с тремя рядами труб.

Во всех модификациях оборудования этого типа на устье скважины использу­ется обычная фонтанная арматура, а подземная ее часть аналогична оборудо­ванию типа УФК.

На рис. 159 показано оборудование типа 1УФК, предназначенное для эксплуатации скважин, в продукции верхнего пласта ко­торых отсутствует парафин и песок. Продукция верхнего пласта транспортируется до устья скважины по затрубному пространству, а продукция нижнего пласта—по насосно-компрессорным трубам.

Оборудование типа 2УФК предназначено для эксплуатации скважин, в продукции верхнего пласта которых содержится незна­чительное количество парафина я пески. Продукция верхнего пласта транспортируется до устья скважи­ны по затрубному пространству, а про­дукция нижнего пласта — по насосно-компрессорным трубам.

Рис. 159. Установка 1УФК для раздельной эксплуата­ции двух фонтанных пла­стов

1—фонтанная арматура; 2— коническая глухая подвеска; 3 — перепускной клапан; 4 — промежуточный пакер; 5 — ша­риковый клапан

Оборудование типа 2УФК предназна­чено для эксплуатации скважин, в про­дукции верхнего пласта которых содер­жится незначительное количество пара­фина и песка. Продукция верхнего пла­ста транспортируется до устья скважи­ны по кольцевому зазору между наруж­ным и внутренним рядами насосно-компрессорных труб, а продукция нижнего пласта — по внутреннему ряду труб.

Оборудование типа ЗУФК предназна­чено для эксплуатации скважин, в про­дукции обоих пластов которых содержатся парафин и песок. Продукция верх­него пласта транспортируется до устья скважины по кольцевому зазору между наружным и средним рядами насосно-компрессорных труб, а продукция ниж­него пласта — по внутреннему ряду труб. Для обеспечения возможности подвески трех концентрических рядов насосно-компрессорных труб фонтанную армату­ру дополнительно комплектуют двумя крестовинами диаметром условного про­хода 52 и 70 мм. В отличие от установок типа 1УФК и 2УФК, в этой установке имеется разобщитель, предназначенный для разобщения пластов внутри насосно-компрессорных труб, а также сообще­ния затрубного пространства с кольце­вым между наружным и средним рядами насосно-компрессорных труб.