Опыт применения стеклопластиковых НКТ и штанг в ОАО «Удмуртнефть»

1. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»

Заместитель начальника ПТО НГДУ
«Гремиха» Юрий Артемьев
Ижевск - 2011

2.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Динамика отказов скважин по причине коррозии НКТ 2009-2010 г.
2

3.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Актуальность проблемы
рН
Содержание H2S,
мг/л
Кол-во
СВБ,
кл./мл
Агрессивность среды
Месторождение
Система
Минерализация, г/л
Гремихинское
вык.линии
136 ÷ 158
6,2 ÷ 6,9
25 ÷ 200
100 ÷ 1000
Сильноагрессивная
Мещеряковское
вык.линии
241 ÷ 259
7,2
5,0 ÷ 47*
100 ÷ 1000
Сильноагрессивная
Архангельское
вык.линии
240 ÷ 264
7,0 ÷ 7,4
11
0÷1
Среднеагрессивная
Ижевское
вык.линии
264
7,5
11
0÷1
Среднеагрессивная
3

4.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Обзор существующих методов
Существующие
методы
Закачка
ингибиторов
+
_
Высокая эффективность
Затраты на реагент.
Затраты на мониторинг.
Не дает 100% эффект
Защитные
покрытия
+
_
Высокая эффективность
Низкая прочность. Низкая
температура.
Не дает
100% эффект
4

5.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Альтернативные методы
Новые методы
Хромированные НКТ
(Cr 5% и Cr 13%)
+
_
Стеклопластиковые
НКТ
(СП НКТ)
Снижают скорость коррозии
Не дают полной защиты
Высокая стоимость
5

6.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Основные сведения о НКТ из стеклопластика (СП НКТ)
Преимущества НКТ из
стеклопластика
1
Высокая коррозионная стойкость
2
Уменьшенное гидравлическое сопротивление
3
Снижение отложений солей и парафина
4
Материал инертен к сероводороду, кислотам, щелочам, солям...
Снижение потерь на гидравлическое трение на 30 и более %
Шероховатость поверхности в 20 раз ниже чем у стали
Широкий температурный диапазон
Рабочий диапазон температур от -60оС до +140оС
6

7.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Характеристики СП НКТ
Единица
измерения
Стальные
трубы
Стеклопластиковые
трубы
Внутренний диаметр
мм
62
63
Наружный диаметр
мм
73
71,3-81,3
Погонная масса
кг
9,5
2,0-4,4
кг/м3
7800
1900
мм
0,03
0,0015
МПа
49,0
21,0-41,4
Разрушающая осевая растягивающая
нагрузка
кН
278
144-427
Предельная длина колонны
м
2300
2340-3310
ккал м час оС
47
0,5
Лет
2-10
20-50
Наименование показателя
Плотность
Коэффициент шероховатости
Внутреннее разрушающее давление
Теплопроводность
Срок службы
7

8.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Спуск СПТ в скважины
При спуске СП НКТ
используется патрубок для
Кабель крепится к телу СП
НКТ клямсами также как к
захвата трубы элеватором.
стальным НКТ.
Для свинчивания СП НКТ
используются спец.ключи с
ограничителем усилия
8

9.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Компоновка УЭЦН на СПТ
СП НКТ
Переводник в
антикор. исполнении
(нержавеющая сталь)
Обратный клапан
СП НКТ
УЭЦН
9

10.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Результат ОПИ на скв. 547 Гремихинского м/н
История отказов скважина №547 Гремихинское м/н
№ п/п Дата отказа Наработка Отказавшее ГНО
Причина отказа
1
14.03.2008
236
НКТ
Коррозия
2
24.12.2008
258
НКТ
Коррозия
3
05.02.2009
32
Штанга
Коррозия
4
01.04.2009
47
Насос ШГН
Отказ ГНО
Параметры работы скважины №547 Гремихинского м/н
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
100
Дебит по жидкости
200
300
400
500
Динамический уровень
600
700
800
Апрель 2011
Март 2011
900
Февраль 2011
Январь 2011
Декабрь 2010
Ноябрь 2010
Октябрь 2010
Сентябрь 2010
Август 2010
Июль 2010
Июнь 2010
Май 2010
Апрель 2010
Март 2010
Февраль 2010
Январь 2010
Декабрь 2009
Ноябрь 2009
Октябрь 2009
Сентябрь 2009
Август 2009
Июль 2009
Июнь 2009
Влияние ППД
Насос:
ЭЦН-60-1200
Глубина спуска:
987 м
Текущая наработка
706 сут.
Содержание
мех. примесей:
26,3-36,6 мг/дм3;
Содержание Н2S:
68-79,9 мг/дм3
10

11.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Перечень скважину с СП НКТ в ОАО «Удмуртнефть» на май 2011 г.
№
Месторождение
п/п
1
Гремихинское
2
Гремихинское
3 Лозолюкско-Зуринское
4 Лозолюкско-Зуринское
5
Чутырское
6
Чутырское
Красногорье
7
Чутырское
8
9
Бегешкинское
10
Бегешкинское
Лиственское
11
Лиственское
12
Лиственское
13
Лиственское
14
Лиственское
15
№
скв.
547
330
1149
31Р
1041
1908
2508
1350
1036
1045
4003
4018
4304
4313
4342
Вид
экспл.
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
ЭЦН
Дата спуска
08.06.2009
13.08.2010
03.09.2010
09.02.2011
21.11.2010
21.12.2010
06.02.2011
14.02.2011
18.02.2011
10.08.2010
25.02.2011
07.03.2011
07.11.2010
31.10.2010
21.08.2010
Итого:
Кол- во
СПТ, м
987
986
1 205
1 194
1 196
1 205
1 131
1 237
1 194
1 168
1 032
1 125
1 115
971
940
16 686
Текущая
наработка, сут
706
271
202
43
123
93
46
38
34
226
27
17
137
144
215
Всего в эксплуатируется 80 скважин с общёй длинной 85 333,8 м СП НКТ.
11

12.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Графики зависимости пропускной способности воды для стальных и СП труб с
внутр. диаметрами 62 и 50 мм от гидравлических потерь (в метрах) на 1 000 м.
500
450
Нтр, м
400
350
300
250
НКТ 2"
200
СП НКТ 2"
150
100
50
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Qж, м3/сут
500
450
400
Нтр, м
350
300
250
НКТ 2,5"
200
СП НКТ 2,5"
150
100
50
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Qж, м3/сут
12

13.

Зависимость температуры жидкости в НКТ и СПТ
от глубины в скважинах ОАО "Удмуртнефть"
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
40
35
График распределения температуры по стволу скважины
внутри лифтовых труб в зависимости от материала
Процесс выделения газа из жидкости в трубах
(расширение газа с поглощением тепла)
30
25
20
Температура в скв. 2874 Ижевского м/н с НКТ
1050
1000
950
900
850
800
750
700
650
600
550
500
450
400
350
250
200
150
100
50
0
15
300
В отсутствие процесса разгазирования жидкости теплопотери в
СП НКТ были бы ниже по сравнению со стальными НКТ в 2 раза.
Температура в скв. 547 Гремихинского м/н с СПТ
12.12.2010 года в скв. 2878 Ижевского м/н был экспериментально внедрён ЭЦН-30-1700 м на
глубину 1 720 м на СП НКТ. На всех скважинах с УЭЦН Ижевского м/н, кроме скв. 2878, ежедневно
производится спуск механического скребка во избежание «запарафинивания» лифта и отказа
скважины, химические и тепловые методы дают лишь кратковременный эффект.
13

14.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Экономический критерий для внедрения СПТ на нефтяных скважинах
* Для расчета использована средняя длина подвески НКТ 1200м.
14

15.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Выводы по стеклопластиковым трубам (СП НКТ)
1
По эксплуатационным характеристикам
СП НКТ превосходят традиционные стальные НКТ.
2
Рассчитан критерий подбора скважин для спуска СП НКТ
(для условий ОАО «Удмуртнефть» отказы
с наработкой менее 300 сут.).
3
Возможность использования на скважинах с УЭЦН, УЭВН
(кроме ШГН и ШВН по причине истирания СП НКТ штангами)
4
Применение СП НКТ технологически и экономически
целесообразно на осложненном фонде НК «Роснефть»
15

16.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Динамика обрывов штанг по ОАО «Удмуртнефть»
Основные причины обрывов:
1. Коррозия штанг
2. Большие нагрузки на штанги при ходе вверх и большие
амплитудные нагрузки
16

17.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Места обрывов штанг
17

18.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Состояние штанг при подъёме
18

19.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Внешний вид стеклопластиковых штанг
Резьбы
аналогичны
обычным
штангам
Центратор
19

20.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Характеристики СП штанг
Единица
измерения
Стальные штанги
(марка D)
Стеклопластиковы
е штанги
Длина штанги
мм
5000 - 9000
3200 - 9000
Наружный диаметр
мм
16,19, 22,25,29
16,19,22,25,29
Погонная масса одного погонного метра
22 мм
кг
3,25
1,2
кг/м3
7800
1900
Коэффициент шероховатости
мм
0,03
0,0015
Срок службы
Лет
2-10
10-15
Млн.цикл
5
7,5 - 15
Тонн
15
25
Наименование показателя
Плотность
Ресурс работы
Нагрузка на разрыв
20

21.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Схема компоновки
Традиционная компоновка
с металлическими штангами
НКТ
Компоновка со
стеклопластиковой штангами
1- ступень,
штанга 22 мм
металл
2- ступень,
штанга 19 мм
металл
НКТ
1- ступень, штанга
22 мм
стеклопластик
40% штанг
2 - ступень,
штанга 22 мм
металл
60% штанг
Насос
НГН
Эксплуатационная
колонна 146 мм
Насос
НГН
21

22.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
ПРОЕМЖУТОЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ СП ШТАНГ В ОАО «Удмуртнефть»
№ скв.
1205
1034
739
727
1929
Наработка до Текущая
Месторождение внедрения, наработка,
сут
сут
Чутырское
Чутырское
Мишкинское
Мишкинское
Мишкинское
75
143
90
112
208
Причина
внедрения СП
НКТ
Результат
эксплуатации СП штанг
195
обрыв штанг
(нагрузки,
коррозия)
Эксплуатируется без
отказов и замечаний с
момента внедрения
215
обрыв штанг
(нагрузки,
коррозия)
Эксплуатируется без
отказов и замечаний с
момента внедрения
208
обрыв штанг
(нагрузки,
коррозия)
Эксплуатируется без
отказов и замечаний с
момента внедрения
163
обрыв штанг
(нагрузки,
коррозия)
Эксплуатируется без
отказов и замечаний с
момента внедрения
162
обрыв штанг
(нагрузки,
коррозия)
Эксплуатируется без
отказов и замечаний с
момента внедрения 22

23.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Результат внедрения на скв. 1205 Чутырского м/н
До внедрения
СП штанг
После внедрения
СП штанг
1. Уменьшение амплитуды нагрузок
2. Увеличение
коэффициента растяжения
штанг
23

24.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Преимущества и недостатки СП штанг
Стеклопластиковые
штанги
1. Снижение максимальной
нагрузки при ходе вверх
1.Увеличение коэффициента
растяжения штанг
2. Снижение амплитудных
нагрузок
2. Невозможность работы в
условиях образования
эмульсий
3. Отсутствие коррозии
4. Возможность углубления
подвески до 2000 метров
24

25.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ
НКТ И ШТАНГ В ОАО «УДМУРТНЕФТЬ»
Выводы по СП штангам
1
После проведения расчётов экономической эффективности
рекомендовать для следующих скважин:
Обводнённость продукции более 70%
и высокая степень коррозии
Отсутствие эмульсии в скважинной продукции
Максимальная глубина спуска до 2000 метров
2
Из-за увеличения растяжения штанг
снижается коэффициент подачи насоса.
3
Снижение максимальных и амплитудных нагрузок
на станок-качалку
4
Окончательное заключение можно сделать
лишь после наработки более 365 суток.
25