Оборудование, применяемое при ГРП на Повховском месторождении

На Повховском месторождении ТПП «Когалымнефтегаз» гидравлический разрыв пласта производится совместным Российско-Германским предприятием «Катконефть». Все наземное оборудование для гидроразрыва пласта установлено на базе шасси «Мерседес — Бенц» и предназначено для работы в жестких условиях нефтяных месторождений. Оборудование приспособлено для производства гидроразрыва пласта на любом типе жидкости и проппанта, и управляется дистанционно с компьютерной станции, установленной на шасси автомашины. Оборудование может работать в температурном режиме от — 30 до +50⁰С. Комплекс спецтехники СП «КАТКонефть» для производства ГРП состоит из стандартных единиц:

Пескосмесительная установка — Блендер МС-60.

Насосный агрегат — FS-2251.

Блок манифольда — IS-200.

Песковоз Станция контроля — EC-22ACD.

Емкости Блендер — передвижной агрегат, предназначенный для предварительного приготовления технологических жидкостей в резервуарах и последующей их подачи через систему манифольда на прием насосных агрегатов. Благодаря тщательно продуманной системе компьютерного управления агрегат способен обеспечить высокое качество смешивания жидкостей, проппанта и химикатов. Блок управления блендера обеспечивает соблюдение заданного уровня жидкости в смесителе, автоматический контроль подачи проппанта и автоматический контроль подачи сухих и жидких химикатов. Силовой двигатель — ходовой дизель Мерседес-Бенц мощностью 380 л. с. с гидравлической системой передачи мощности. Максимальная подача смеси — 8 м/мин при давлении 4 атм. Возможность рециркуляции жидкости через резервуары при загеливании жидкостей разрыва. Турбинные расходомеры по жидкости и смеси. Радиоактивный плотномер смеси. Две системы подачи жидких химикатов и две системы подачи сухих химикатов — управление бортовым компьютером или оператором. Два шнека проппанта с общей подачей до 8 тн/мин — управление бортовым компьютером или оператором. Контролируемые параметры — расход на приеме и выкиде, расход сухих и жидких химикатов, расход проппанта, плотность смеси на выкиде, давление на приеме и выкиде, параметры силовой установки. Передвижной насосный агрегат предназначен для закачки в скважину различных жидкостей и смесей с проппантом с высоким темпом и при большом давлении. Трехплунжерный пятидюймовый насос SPM приводится в действие через автоматическую трансмиссию ALLISION двигателем DETROIT DIESEL. Силовая установка — двухтактный дизель 16V149TIB номинальная мощность 2250 л. с. при 2050 об/мин. Водяное охлаждение, запуск от двигателя шасси. Насос SPM модель TWS 2000 — трехплунжерный, пятидюймовый, одностороннего действия, гидравлическая мощность 2000 л. с., принудительная смазка плунжеров. Максимальное рабочее давление 800 атм. При подаче 0,77 м³/мин. Максимальное давление — 1050 атм. Максимальная подача 2.5 м³/мин. Полное дистанционное управление из станции контроля или выносного пульта. Электронная система защиты от превышения установленного давления. Для облегчения холодного пуска предусмотрены электроподогрев основных систем смазки, охлаждения и гидравлики, и эфирный запуск двигателя. Блок манифольда предназначен для распределения жидкости от блендера к каждому насосу по системе низкого давления и подаче общего потока от насоса в скважину по системе высокого давления. Конструктивно манифольд выполнен на отдельной платформе-скиде, перевозимой на специальном грузовике. Система низкого давления — диаметр 4 дюйма. Система высокого давления — диаметр 3 дюйма, давление 1050 атм. Одновременное подключение до 6 насосов. Линии низкого давления оборудованы 4-дюймовыми задвижками типа «Батерфляй». Для соединения с Блендером и насосными агрегатами используются резинометаллические шланги сБРС'4″. Линии высокого давления оборудованы 3-дюймовыми пробковыми кранами с червячным редуктором, обратными клапанами и электронным преобразователем давления. Для соединения со скважиной имеется набор 3 «труб с БРС (длина от 1 м до 4м) и вертлюги. Максимальная длина линии — до 60 метров. Песковоз предназначен для перевозки проппанта и контролируемой подаче его на блендер и представляет собой гидравлический самосвал с полностью закрытым кузовом. Подача проппанта производится через гидравлически управляемую заслонку. Крыша песковоза оборудована площадкой с перилами и тремя загрузочными люками для проппанта. Максимальная полезная нагрузка — до 30 т. Короткая колесная база обеспечивает повышенную маневренность. Станция контроля — это компьютерный центр управления процессом ГРП и сбора информации. Станция выполнена в виде комфортабельного фургона на шасси автомобиля Мерседес-Бенц повышенной проходимости. Оборудована системами отопления и кондиционирования для поддержания нормального температурного режима при любых погодных условиях, дизельным генератором для автономного электроснабжения. Для управления насосными агрегатами в станции установлены шесть управляющих панелей, которые позволяют одному оператору управлять всеми насосами. Имеется возможность одновременной остановки всех насосов в аварийных случаях. Для оперативной связи в процессе работ имеется комплект радиосвязи близкого радиуса действия. Для контроля процесса ГРП и сбора данных станция оснащена компьютерной системой преобразования сигналов и двумя персональными компьютерами. Контролируемые параметры:

давление в НКТ;

давление в затрубье;

расход смеси;

расход проппанта;

плотность смеси;

расход хим. реагентов;

Емкости технологических жидкостей предназначены для приготовления гелей на водной и углеводородной основе. Емкости цилиндрические, горизонтальные, объемом от 45 м³ до 75 м³ смонтированные на трехосных колесных прицепах. Данное конструктивное решение позволяет в минимальные сроки производить передислокацию емкостей и их установку на скважине. Пенополиуретановое покрытие емкостей и электроподогрев задвижек позволяет круглогодичное производство ГРП на водном геле. Выходная гребенка с задвижками Ду=100мм обеспечивает забор жидкости из емкости с темпом 5 м³/мин. Во время приготовления геля, за счет продуманной системы циркуляции происходит тщательное перемешивание жидкости по всему объему емкости. Для удобства обслуживания емкости оборудованы поплавками уровнемерами, площадками и лесницами. При проведении ГРП в качестве подземного оборудования используются гладкие, высокогерметичные НКТ типа НКМ из стали групп прочности «K»,"E","Л","M","P", по ГОСТ 633–80 условным диаметром 73 и 89 мм и толщиной стенки 7 и 8 мм. Также могут быть использованы трубы типа N-80 и P-105 по стандарту АНИ. Для разобщения фильтровой зоны скважины от верхней части с целью предотвращения порывов эксплуатационной колонны применяются пакеры. Пакер подбирают: по ожидаемому максимальному перепаду давления в нем при проведении ГРП, по диаметру проходного сечения (для применяемых НКТ), диаметру эксплуатационной колонны и температуре. Пакеры спускают в скважину на колонне подъемных труб. Они должны иметь проход, позволяющий беспрепятственно спускать инструменты и оборудование для проведения необходимых технологических операций при освоении и эксплуатации. Для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной по параллельным рядам подъемных труб созданы двухпроходные пакера. В соответствии с назначением для обеспечения надежной работы, кроме оценки возможности проведения необходимых технологических операций в процессе эксплуатации, способов посадки и извлечения, к пакерам предъявляются следующие основные требования:

пакер должен выдерживать максимальный перепад давлений, действующий на него в экстремальных условиях и называемый «рабочим давлением»;

пакер должен иметь наружный диаметр, обеспечивающий оптимальный зазор между ним и стенкой эксплуатационной колонны труб, с которой он должен создать после посадки герметичное соединение.

В соответствии с этим различаются пакеры следующих типов:

ПВ — пакер, воспринимающий усилие от перепада давлений, направленного вверх;

ПН — пакер, воспринимающий усилие от перепада давлений, направленного вниз;

ПД — пакер, воспринимающий усилие от перепада давлений, направленного как вверх, так и вниз.

Для восприятия усилия от перепада давлений, действующего на пакер в одном или двух направлениях, пакер должен иметь соответствующее заякоривающее устройство (якорь).

Якори — это устройства, предназначенные для заякоривания колонны подъемных труб за стенку эксплуатационной колонны труб с целью предотвращения перемещения скважинного оборудования под воздействием нагрузки. Различают гидравлические, механические и гидромеханические якори. Якори в эксплуатации применяются преимущественно с пакерами типа ПВ и ПН. Для отсоединения колонны труб от пакера и повторного соединения ее с пакером применяются разъединители колонн типов РК, 3РК и 4РК, устанавливаемые над пакером. В оставляемую с пакером часть разъединителя перед разъединением при помощи канатной техники устанавливается пробка, перекрывающая пласт, а извлекаемая часть разъединителя поднимается вместе

с колонной труб. Для проведения ГРП в СП «Катконефть» применяют пакер фирмы SITE модель" Omega Matic", спускаемый в скважину на НКТ 3″.