6 августа 2024

Ключ-пробка для МГРП: эффективность и перспективы в нефтедобыче

Реклама. ООО «ГК «ТПХ», ИНН 7730298382
Erid: F7NfYUJCUneLtWSS9vt5

Санкции, введённые против нашей страны, оказали значительное влияние на все сферы экономики. Отток иностранных компаний и ограничения на импорт создали проблемы для многих отраслей, включая нефтегазовую промышленность. Ранее большой объём технологических решений в сфере нефтедобычи выполняли зарубежные организации.

Однако с введением санкций многие из них покинули российский рынок либо по собственному выбору, либо из-за неспособности адаптироваться к новым условиям. Это вызвало необходимость в поиске новых решений и внутренних ресурсов для поддержания и развития производства.

Ответом на эти вызовы стало активное развитие импортозамещения, что позволило многим производителям не только выжить в новых условиях, но и получить дополнительные конкурентные преимущества. Группа компаний «ТатПром-Холдинг» является ярким примером предприятия, которое смогло адаптироваться к изменениям и предложить рынку инновационные решения, необходимые для поддержания устойчивости и развития отечественной нефтегазовой отрасли.

От малого производителя до одного из лидеров отрасли

В октябре 2005 года началось производство комплектующих изделий и запасных частей для нефтегазодобывающего оборудования, что заложило основу для стремительного роста. С того времени компания превратилась из малого производителя в одного из лидеров отрасли благодаря инновационному подходу и непрерывному совершенствованию.

ГК «ТатПром-Холдинг» предлагает широкий ассортимент высококачественной продукции, включая подвески хвостовиков, пакеры, скважинные фильтры, оборудование для гидроразрыва пласта (ГРП) и оснастку обсадных колонн. Компания также специализируется на производстве муфт для многостадийного гидроразрыва пласта, в том числе полнопроходных, гидравлических, активируемых шаром или ключом-пробкой, а также разрывных муфт, устанавливаемых в цементируемый ствол с активацией селективным пакером.

Наиболее ярко инновационный подход группы компаний проявился в разработке ключей-пробок, которые сыграли значительную роль в повышении эффективности добычи углеводородов и укрепили её репутацию как новатора, способствуя усилению позиций на рынке. Основной принцип работы — производство качественной продукции, полностью удовлетворяющей потребности клиентов. Компания строго придерживается отраслевых стандартов в области качества, экологии, охраны здоровья и безопасности труда, демонстрируя ответственный подход к ведению бизнеса.

Ключ-пробка для МГРП

Ключ-пробка для многостадийного ГРП (МГРП) (рис. 1) представляет собой инновационное решение, обеспечивающее эффективное взаимодействие с целевой муфтой ГРП. Пробка прокачивается до муфты во время продавки предыдущей стадии или непосредственно перед началом многостадийного гидроразрыва.

Каждая ключ-пробка оснащена уникальным активирующим механизмом, который срабатывает исключительно при контакте с соответствующей муфтой, оснащённой соответствующим профилем. После этого ключ-пробка зацепляется за втулку и распакеровывается, создавая осевую силу, которая открывает муфту для следующей стадии ГРП.

Ключи-пробки являются частью равнопроходной муфтовой системы, что обеспечивает оптимальное сечение хвостовика без необходимости разбуривания сёдел. Изготовленные из специально подобранных растворимых материалов, устройства не требуют дополнительных работ по нормализации скважины после ГРП. Это исключает необходимость использования установок ГНКТ и геофизического кабеля, упрощая процесс и снижая затраты.

«ТатПром-Холдинг» предлагает ключи-пробки в двух исполнениях: растворимые на основе магния и разбуриваемые на основе алюминия.

Оба варианта представляют собой эффективные решения для обеспечения безопасности и удобства использования. Растворимая и разбуриваемая пробки обладают одинаковой функциональностью, отличаясь лишь материалом изготовления.

Эти альтернативы позволяют заказчикам выбирать оптимальное решение в соответствии с их потребностями и предпочтениями.

Технические характеристики и преимущества данной технологии:

прокачивание до целевой муфты ГРП — эффективное доставление ключа-пробки до муфты;
уникальный активирующий механизм гарантирует точное взаимодействие только с целевой муфтой;
растворимые материалы исключают необходимость последующих работ по нормализации скважины;
исключение ГНКТ и геофизического кабеля снижает затраты и упрощает процесс ГРП;
индивидуальный подбор материалов обеспечивает оптимальную адаптацию к условиям конкретной скважины.
Продолжая говорить о преимуществах, отметим:
равнопроходную систему заканчивания, улучшающую проходимость хвостовика при проведении ремонтов;
неограниченное количество стадий, позволяющее проводить МСГРП с любым количеством стадий;
применение в различных хвостовиках, что подходит для широкого спектра конструкций скважин;
полностью растворимые ключи-пробки, облегчающие процесс освоения скважины после ГРП;
ускоренное растворение, достигаемое за счёт прокачивания кислотной пачки при необходимости;
применение при добыче высокопарафинизированной нефти, позволяющее использовать более дешёвые бригады КРС вместо дорого сервиса по ГНКТ.

Повышаем эффективность ГРП с помощью равнопроходных хвостовиков

В условиях современной нефтедобычи ключевым фактором является снижение издержек и повышение эффективности процессов. Ответом на эти вызовы стало внедрение равнопроходных хвостовиков, которые предлагают решение для ряда проблем, связанных с традиционными методами гидроразрыва пласта и добычей высокопарафинистой нефти.

Традиционные методы ГРП ограничивают количество стадий разрыва и требуют дополнительных операций, таких как разбуривание сёдел, что увеличивает время и стоимость работ. В то время, как равнопроходные хвостовики улучшают распределение жидкости, снижают риск закупорки, экономят время и ресурсы, улучшают контроль над процессом и минимизируют экологическое воздействие.

К преимуществам равнопроходных хвостовиков можно отнести следующее:

эффективность ГРП повышается за счёт равномерного распределения рабочей жидкости, что способствует более качественному трещинованию пласта;
снижение издержек достигается за счёт оптимизации использования материалов и сокращения времени на операции;
увеличение продуктивности скважин и продление их срока службы благодаря более равномерному распределению давления и уменьшению риска закупорки;
инновационные методы добычи включают использование равнопроходных хвостовиков в термическом ГРП и других передовых технологиях.

Добыча высокопарафинистой нефти представляет собой особый вызов из-за риска закупоривания оборудования и увеличения вязкости нефти. Равнопроходные хвостовики могут помочь в решении этих проблем, уменьшая необходимость в специальных добавках и упрощая техническое обслуживание.

В целом равнопроходные хвостовики представляют собой значительный шаг вперёд в области нефтедобычи, обеспечивая более экономичные и эффективные решения для современных технологических и экологических задач.

Импортозамещение: успешный кейс от «ТатПром-Холдинг»

В феврале 2022 года ГК «ТатПром-Холдинг» получила техническое задание от заказчика на освоение муфт ГРП, активируемых растворимыми ключами-пробками. Как уже отмечалось выше, преимущество данной технологии заключается в использовании специальных растворимых дартов с уникальным профилем для активации муфт, что позволяет сохранить равнопроходный внутренний диаметр хвостовика после скважинных операций.

Согласно требованиям технического задания, муфты должны быть равнопроходными, иметь возможность многоразового закрытия и открытия после активации пробкой, а также соответствовать стандартным требованиям для обычных шаровых муфт.

После анализа данных и определения ключевых характеристик были разработаны две концепции. Первая включала размещение механизма замков в подвижной втулке муфты ГРП, вторая — в теле растворимого ключа-пробки.

Разработка конструкторской документации заняла 5 месяцев, а изготовление опытных образцов и испытательной оснастки — полгода. К апрелю 2023 года были проведены испытания, в том числе:

испытания на износ пробок при прокачке через имитаторы НКТ и обсадной колонны на суммарное расстояние 4 км;
тесты на максимальную скорость прокачки пробки по колонне с прохождением через порты без зацепления и фиксацией замков в целевой муфте;
гидравлические испытания муфт с растворимыми пробками до 68,9 МПа при нагреве до 120 °C;
тесты на скорость растворения ключей-пробок и шаров;
испытания на многократные закрытия/открытия муфты после растворения пробки с проверкой герметичности муфты после закрытия.

После успешных испытаний для проведения опытно-промышленных работ специалисты приступили к поиску скважины-кандидата. В итоге была выбрана новая скважина с трёхколонной конструкцией с материнской колонной 178 мм и диаметром хвостовика 114 мм. оборудованного девятистадийной компоновкой МГРП, где две последние стадии активировались растворимыми ключами-пробками. На каждую стадию было закачано по 100 тонн проппанта (рис. 2–3).

Рис. 2. Активация муфты ГРП ключом-пробкой

Компоновка, оснащённая муфтами ГРП, активируемыми растворимыми ключами-пробками, полностью подтвердила работоспособность в промысловых условиях. Время растворения ключей-пробок составило не более 10 суток (фактическое время ожидания освоения). Время растворения ключа-пробки, заявленное ГК «ТатПром-Холдинг», — не менее 8 суток.

Работы по активации оснастки и проведению ГРП прошли в штатном режиме.

Работы по «нормализации» также прошли штатно. При проработке интервала установки элементов оснастки не было зафиксировано фрагментов реакции растворения, элементов оснастки или резины.

Не сразу удалось достичь требуемых результатов — конструкцию совершенствовали по итогам предварительных испытаний. От первой концепции с подвижными замками внутри муфты ГРП пришлось отказаться из-за сложности конструкции и нестабильных гидравлических результатов.
Итоговый вариант растворимых пробок с «плавающими» замками успешно прошёл валидацию, и была запущена опытно-промышленная партия. Проведённые в полевых условиях испытания также подтвердили все заявленные характеристики изделия.

ГК «ТатПром-Холдинг» демонстрирует, что инновации и адаптация к меняющимся условиям являются ключевыми факторами для успешного развития бизнеса в современном мире. В условиях экономических и политических вызовов предприятие не только успешно адаптировалось, но и предложило рынку передовые решения, которые существенно повышают эффективность, упрощают процессы и снижают экономические издержки в нефтедобыче, что делает предложение ГК “ТатПром-Холдинг” особенно ценным на рынке.

Процесс разработки и внедрения технологии растворимых ключей-пробок показал высокий уровень инженерного мастерства и способности компании к быстрому совершенствованию своих продуктов. Испытания и валидация новейших решений позволили запустить опытно-промышленную партию, что подтверждает готовность ГК “ТатПром-Холдинг” к масштабированию и внедрению инноваций в отрасли.

Эксперты компании не только справляются с текущими вызовами, но и прокладывают путь для устойчивого развития отечественной нефтегазовой отрасли, предлагая высококачественные и эффективные решения для своих клиентов.

Автор: Егор Тебякин, ведущий инженер-технолог по освоению новых скважин, ЗБС и ГРП ООО СК «ТатПром-Холдинг» e.tebyakin@sc-tph.ru
Соавторы: Сергей Корнев, главный специалист перспективных разработок ООО «НЧТЗ», kornev.or@nchtz.ru;
Александр Степанов, заместитель руководителя ОП — руководитель отдела по освоению новых скважин, ЗБС и ГРП ООО СК «ТатПром-Холдинг», a.stepanov@sc-tph.ru;
Ирек Хисамов, заместитель руководителя отдела по освоению новых скважин, ЗБС и ГРП ООО «СК «ТатПром-Холдинг», i.hisamov@sc-tph.ru

Группа компаний «ТатПром-Холдинг»