А.Н. Клочков, главный инженер; К.М. Середа, директор по развитию ООО "С.К.М. Интеллект", Д.М. Середа, зам. начальника ГП "Ямбурггаздобыча"
Предприятием ООО «С.К.М.ИНТЕЛЛЕКТ» разработан и внедрен комплекс нестандартного оборудования для исследования газоконденсатонефтяных скважин и подготовки газа к транспорту, состоящий из трех основных блоков:
1) Многофункциональный блок сепарации, изготовленный на базе сепаратора комплексного многофункционального («СКМ»), конструкция которого позволяет производить замену сепарационных элементов различного назначения (газ, конденсат, нефть) в условиях промысла, и обеспечивающий измерение объемных параметров исследуемой продукции скважины в режиме реального времени с отбором представительных проб (газа, «сырого» конденсата, нефти, воды, мехпримесей и др.) при заданном давлении сепарации.
2) Блок емкости выветривания предназначенный для измерения объемных параметров продукции сепарации при стандартных условиях (газа дегазации, «стабильного» конденсата, нефти, воды и др.) с отбором представительных проб. Блок емкости выветривания оснащен измерительным устройством, на линии газа дегазации, отделяющим капельную жидкость (конденсат, воду) при выходе газа сепарации из емкости выветривания.
3) Блок сбора и обработки информации исследуемых параметров в режиме реального времени с дублирующей визуальной системой.
В комплекте оборудования дополнительно изготавливаются установки дозируемой подачи ингибиторов для предотвращения гидратообразования и выпадения парафина в процессе исследования или опытно-промышленной эксплуатации.
Вышеперечисленные блоки при соответствующей компоновке могут использоваться при подготовке газа к транспорту в магистральные газопроводы.
Фото 1
На фото 1 показана установка исследования и подготовки газа СКМ-6.08.21, изготовленная по ТУ 3667-004-54777720-2006, рабочим давлением 21 МПа, производительностью по газу до 3,5 млн. н. м3/сутки, содержанием жидких фаз до 1200 см3/м3, совмещенная с блоком сбора и обработки информации исследуемых параметров скважины, предназначенная для многоцикловых газодинамических, газоконденсатонефтяных и специальных исследований эксплуатационных скважин, скважин вышедших из бурения и капитального ремонта, на различных стадиях разработки.
Основными задачами исследования скважин являются:
- определение объемного расхода «очищенного» газа, выхода «сырого» (стабильного) конденсата, нефти, воды, механических примесей и других включений, содержащихся в продукции скважины;
- определение максимально допустимого дебита скважины;
- определение динамики количественных и качественных показателей содержания примесей и жидкости в потоке газа;
- определение температуры гидратообразования;
- расчет фильтрационных коэффициентов на заданных режимах работы скважины.
Решение этого комплекса задач, при применении установок «СКМ», позволяет получить достоверные исходные данные для составления проектов разработки месторождений, дать рекомендации по дальнейшей эксплуатации скважин, назначить технологические режимы работы, определить виды и качество ремонтных работ.
В данной статье рассматривается принципиальная схема работы установки СКМ-6.08.21 (рис. 1) при проведении газоконденсатонефтяных исследований скважины.
Рис.1 Установка газоконденсатонефтяных исследований СКМ-6.08.21.
1 - штуцер регулируемый - линия входа газовой смеси; 2 - блок грубой очистки (разделения) газовой смеси; 3 - сетчатый измеритель твердых фаз (песок, глина, парафин и т.д.); 4 - емкость накопительно- измерительная; 5 - перегородка разделительная; 6 - блок тонкой очистки смеси; 7 - измеритель расхода очищенного газа (ССУ, ДИКТ) - линия выхода очищенного газа; 8,9 - оптические и электронные указатели уровня-объема емкости накопительной;10,11 - дренажные линии измерения жидких фаз; 12 - изокинетический пробоотборник; 13 - люк; 14 - предохранительный клапан.
Газоконденсатная (нефтяная) смесь поступает через регулируемый штуцер 1 в блок грубой очистки смеси 2, состоящий из разделителя потока, центробежного завихрителя и сетчатого измерителя твердых фаз 3. Выделившаяся капельная жидкость («сырой» конденсат, нефть, вода) поступает в емкость накопительно-измерительную 4.
Перегородка 5 в верхней части оснащена сетчатым отделителем капельной влаги. Далее очищенный газ поступает на блок тонкой очистки 6, в котором с использованием нескольких принципов сепарации (изменение направления потока, скорости, центробежной силы и применения фторопластовых фильтров) происходит окончательная очистка газа при заданных давлении и температуре.
В блоке тонкой очистки 6 установлено фильтрующее устройство, защищенное патентами, представляющее собой аппарат, в котором цилиндрическое пористое тело из полимерного материала насажено на перфорированную металлическую трубу (или проволочный каркас цилиндрической формы). Фильтропакет установлен коаксиально в корпусе. На входе в кольцевую полость находится завихритель. В нижней части устройства имеется пространство для сбора жидкости и механических примесей и предусмотрен отвод в емкость.
Механизм работы фильтрующего устройства следующий. Двухфазный поток поступает в кольцевую полость через завихритель. Приобретя тангенциальную составляющую, закрученный поток подходит к фильтрующей поверхности по касательной (а не по нормали, как при радиальной фильтрации). Крупные капли и частицы отбиваются под действием центробежных сил на внутреннюю стенку корпуса и под действием сил тяжести стекают вниз в сборник жидкости. Более мелкие капли и частицы вместе с потоком газа по касательной подходят к фильтрующей поверхности, проскакивая по инерции мимо входа в поровое пространство, и наталкиваются на другие капли, коалесцируют друг с другом и, укрупняясь скатываются вниз (так называемое инерционное осаждение при обтекании цилиндра). Благодаря адгезионным свойствам фторопласта, жидкие частицы коагулируют, собираются в пленку и стекают под действием силы тяжести в конденсатосборник, увлекая за собой механические частицы и, тем самым, удаляя их с поверхности фильтра. Специально рассчитанный по разработанной нами методике технологический режим работы установки позволяет на протяжении всего периода эксплуатации обеспечивать на фильтрующей поверхности устойчивую пленку жидкости, а значит, и режим незагрязняемости поверхности фильтрации. Как следствие, установка работает при постоянном перепаде давления на фильтрующей поверхности, что совершенно неосуществимо на всех известных фильтрах. В случае, если какие-либо частицы проникли в поровое пространство, они достаточно легко могут быть удалены при регенерации обратным потоком без демонтажа фильтропакетов. Это возможно благодаря упругости поровых каналов.
После блока тонкой очистки происходит измерение объема очищенного газа на стандартных сужающих устройствах (и/или ДИКТах) 7 и подача в магистральный газопровод (и/или утилизация).
Капельная жидкость накапливается в измерительной емкости 4, оснащенной оптическо-визуальными 8 и электронными 9 указателями уровня-объема, а также дренажными линиями измерения жидких фаз 10 и 11, на которых установлены счетчики объемного расхода «сырого» конденсата, нефти и воды, поступающих на блок измерения (емкость выветривания) стабильных параметров исследуемой продукции.
В процессе накопления производится отбор представительных проб («сырого» конденсата, нефти и воды) с помощью изокинетического пробоотборника 12.
Измерение объема твердых фаз производится после извлечения сетчатого измерителя 3 и отбора проб на петрографический и гранулометрический анализ.
Основными достоинствами установок «СКМ» является возможность проведения исследований без выброса газа в атмосферу и значительное сокращение времени, затрачиваемого на монтаж – демонтаж установки.
Кроме того, применение данной технологии позволяет повысить коэффициент эксплуатации скважин, так как продукция направляется в газопровод, а не сжигается на отводе. В результате увеличения объема и точности получаемых во время исследований данных, возрастает качество конечной информации. Время работы установки не ограничено, и проведение исследований возможно в любых диапазонах давлений, расходов и температур (с учетом опасности гидратообразования).
Современные сертифицированные средства измерения и обработки исследуемых параметров в режиме реального времени с дублирующей визуальной системой контроля позволяют осуществлять постоянное наблюдение за режимом работы скважины во время проведения исследований и оперативный контроль при эксплуатации.
Установки «СКМ» изготавливаются во взрывозащищенных обогреваемых блок-боксах, устанавливаемых на передвижные платформы, в коррозионностойком исполнении и оснащаются следующим дополнительным нестандартным оборудованием и взаимозаменяемыми узлами в зависимости от целей исследований и требований заказчика: узлами регулирования давления сепарации, узлами отбора изокинетических представительных проб, конденсатосборниками высокого давления, термостатируемыми установками с теплообменниками, емкостями выветривания, установками подачи и хранения ингибиторов, устройствами для on-line мониторинга получаемых данных с помощью GSM-спутника.
Высококвалифицированные специалисты компании «С.К.М.ИНТЕЛЛЕКТ» помогут решить вопросы, связанные с установкой и настройкой комплекса оборудования, а также обучением и аттестацией специалистов.
