Опыт применения системы мониторинга герметичности пакеров на Унтыгейском месторождении
АО «НК» Нефтиса»
А.Ю. Тропин tropinay@neftisa.ru
А.В. Фадеев fadeevav@neftisa.ru
ООО «ВОРМХОЛС Внедрение»
О.Н. Журавлев ozhuravlev@wormholes.ru
А.В. Грибанов agribanov@wormholes.ru
А.М. Суворов asuvorov@wormholes.ru
В условиях текущей экономической ситуации ключевыми параметрами нефтедобычи становятся себестоимость и уровень извлекаемых запасов. Эффективность работы скважины и ее эксплуатационные расходы напрямую зависят от правильного подбора оборудования с учетом пластовых условий и корректной работы всех ее компонентов. Возможность оперативного мониторинга позволяет вовремя принимать решения, направленные на повышение эффективности бурения и снижение капитальных и операционных затрат.
Объективная оценка качества цементирования, герметичности пакерных систем и крепления головы хвостовика, а также эффективности работы фильтров и муфтовых соединений после запуска скважины дает важную информацию о надежности оборудования, качестве выполненных работ и возможностях их оптимизации. В настоящее время существует ограниченное количество технологий, способных оперативно и комплексно решать подобные задачи.
Традиционные методы исследований охватывают лишь отдельные аспекты, такие как утечки внутри колонны или наличие заколонных перетоков, и при этом требуют применения подъемных механизмов, временного прекращения добычи и детальной интерпретации данных. В отличие от них, маркерные технологии мониторинга позволяют получать полную картину состояния скважины без необходимости в дополнительных работах и привлечении специализированной техники.
Герметичность пакерных систем, которые обеспечивают сегментацию ствола и изоляцию отдельных интервалов в обсадной колонне, играет решающую роль в объеме добычи скважины после завершения всех работ, направленных на инициацию притока. Пакеры могут быть гидромеханическими, водонабухающими и иных типов, а их работоспособность оценивается с помощью систем мониторинга герметичности.
До появления маркерных технологий мониторинга скважины после бурения оставались без точных данных о качестве проведенных работ и функциональности отдельных узлов. Потеря герметичности пакеров приводит к риску неполного раскрытия трещин при гидроразрыве пласта и повышает содержание воды в добываемой жидкости, что влечет за собой дополнительные затраты на утилизацию и снижение объемов добычи нефти. Недостаточная информация о работе систем в реальных условиях препятствует их корректной настройке, вследствие чего даже передовые технологии не всегда используются с максимальной эффективностью.
Для повышения продуктивности скважин и увеличения объемов добычи на месторождениях применяются горизонтальные скважины с протяженными боковыми стволами, достигающими нескольких тысяч метров в длину. После анализа проницаемости вдоль ствола горизонтальный участок разделяется на отдельные интервалы, в которых затем проводится интенсификация добычи методом многостадийного гидроразрыва пласта. Чтобы достичь целевых показателей дебита, каждый интервал, в котором выполняется гидроразрыв, требует надежной изоляции при помощи пакерных систем.
Для оценки качества изоляции целевых интервалов была применена маркерная технология мониторинга, разработанная компанией ООО «ВОРМХОЛС Внедрение». Данная методика отличается высокой точностью в определении герметичности и удобством в эксплуатации. Одним из ключевых преимуществ является возможность проведения анализа герметичности в процессе эксплуатации скважины, без ее остановки. Данная технология была использована на Унтыгейском месторождении, где для чистоты эксперимента обеспечили одинаковые геологические и технологические условия. В исследовании участвовали семь скважин, оснащенных от восьми до восемнадцати пакеров. Мониторинговые устройства размещались с внешней стороны хвостовика вблизи исследуемых узлов, аналогично центраторам (рис. 1). Такой подход к применению систем контроля герметичности элементов скважины является уникальным и был реализован впервые в мире. Данная работа позволила оценить эффективность работы оборудования для многостадийного гидроразрыва пласта.
Рис. 1. Устройство поинтервального мониторинга притока
Рис. 2. Устройство поинтервального мониторинга притока
Работа включала два ключевых этапа. На первом этапе производился монтаж пакерных систем с установленными модулями мониторинга, которые подбирались индивидуально с учетом особенностей каждой скважины. На втором этапе, после выхода скважины на рабочий режим, осуществлялся отбор проб. Анализ полученных данных проводился в лаборатории компании-разработчика. В ряде случаев график отбора проб корректировался, что позволяло повысить точность получаемых результатов.
В таблице №1 представлена информация результатов исследований данного проекта.
Таблица №1
Результаты проведенных работ подтвердили, что даже один негерметичный пакер способен значительно снизить дебит скважины, что подчеркивает необходимость обеспечения надежной изоляции целевых интервалов. Статистический анализ эксплуатации скважин показал, что набухающие пакеры демонстрируют более высокую эффективность по сравнению с гидромеханическими. Это объясняется их конструктивными особенностями, обеспечивающими защиту от деформации при транспортировке по горизонтальному участку. В отличие от них, гидромеханические пакеры оказались менее надежными, что делает их применение в длинных горизонтальных скважинах экономически нецелесообразным.
Дополнительно установлено, что повреждения элементов пакеров чаще всего происходят на протяженных горизонтальных участках. Степень повреждений увеличивается пропорционально их длине, независимо от типа используемых пакеров. Для снижения этих рисков применяются центраторы, защищающие оборудование от контакта с породой. Однако исследования показали, что данное решение не всегда эффективно: в шести из семи скважин была зафиксирована негерметичность пакеров в районе носка.
Маркерный мониторинг зарекомендовал себя как точный и удобный метод оценки состояния оборудования. Он позволяет проводить многократные измерения состава индикаторов в пробах в течение 5–10 суток без остановки добычи, обеспечивая детализированный анализ и возможность повторных замеров без дополнительных затрат. Высокая точность метода особенно ценна при масштабных исследованиях, поскольку позволяет учитывать динамические изменения и уточнять ключевые параметры в процессе эксплуатации.
Выводы исследования:
- Негерметичность пакеров в районе носка указывает на повреждения при спуске оборудования. Вероятность таких повреждений возрастает с увеличением длины горизонтального участка, что подчеркивает необходимость совершенствования методов центрирования.
- Дебит скважины напрямую зависит от качества изоляции интервалов и эффективности ГРП. Оптимальный выбор типа пакеров и их установка критически важны для успешной эксплуатации протяженных скважин.
- Гидромеханические пакеры подвержены большему риску повреждений при монтаже, поэтому их применение оправдано только на коротких участках. Набухающие пакеры демонстрируют высокую устойчивость к механическим воздействиям, что делает их предпочтительным вариантом для длинных горизонтальных скважин.
Таким образом, современные технологии позволяют решать задачи строительства горизонтальных скважин с высокой эффективностью. Применение качественных набухающих пакеров способствует более надежной изоляции целевых интервалов, минимизирует потери добычи и снижает риски повреждения оборудования. Их внедрение на отечественном рынке повышает эффективность разработки месторождений, обеспечивая экономическую выгоду и надежность эксплуатации скважин.
