RU2010146721A - Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья - Google Patents

Abstract

1. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья, преимущественно газоконденсатного, характеризующийся тем, что он включает бурение разведочных скважин, оконтуривание месторождения и оценку природных ресурсов углеводородов, бурение одиночных или образующих кусты эксплуатационных скважин, прокладку шлейфов и сборных коллекторов, инженерных сетей и коммуникаций, оборудование установок комплексной и, при необходимости, предварительной подготовки газового конденсата, оснащение эксплуатационных скважин устьевым оборудованием с фонтанной арматурой, включающей не менее чем одну боковую и стволовую задвижки, а также подземным клапаном-отсекателем и установленными на шлейфе дроссельным клапаном и контрольно-управляющими органами, например плавкой вставкой для контроля температуры и клапаном контроля давления в газопроводе, при этом эксплуатацию скважины ведут с управлением процессами добычи углеводородов, для чего, по меньшей мере, часть эксплуатационных скважин куста, промысла, месторождения подключают к выполненной конструктивно в виде шкафа управления станции или блоку станций управления фонтанной арматурой и подземным клапаном-отсекателем, причем процессы управления, большей частью, заключаются в открытии и закрытии запорно-регулирующей арматуры куста скважин путем независимой подачи рабочего тела в исполнительные механизмы запорно-регулирующей арматуры обвязки каждой скважины, подземных клапанов-отсекателей и клапанов, регулирующих дебет каждой скважины при помощи системы, содержащей приборы КиП и А, исполнительные механизмы, и установленной в шкафу управления станции, при это

Claims (25)

1. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья, преимущественно газоконденсатного, характеризующийся тем, что он включает бурение разведочных скважин, оконтуривание месторождения и оценку природных ресурсов углеводородов, бурение одиночных или образующих кусты эксплуатационных скважин, прокладку шлейфов и сборных коллекторов, инженерных сетей и коммуникаций, оборудование установок комплексной и, при необходимости, предварительной подготовки газового конденсата, оснащение эксплуатационных скважин устьевым оборудованием с фонтанной арматурой, включающей не менее чем одну боковую и стволовую задвижки, а также подземным клапаном-отсекателем и установленными на шлейфе дроссельным клапаном и контрольно-управляющими органами, например плавкой вставкой для контроля температуры и клапаном контроля давления в газопроводе, при этом эксплуатацию скважины ведут с управлением процессами добычи углеводородов, для чего, по меньшей мере, часть эксплуатационных скважин куста, промысла, месторождения подключают к выполненной конструктивно в виде шкафа управления станции или блоку станций управления фонтанной арматурой и подземным клапаном-отсекателем, причем процессы управления, большей частью, заключаются в открытии и закрытии запорно-регулирующей арматуры куста скважин путем независимой подачи рабочего тела в исполнительные механизмы запорно-регулирующей арматуры обвязки каждой скважины, подземных клапанов-отсекателей и клапанов, регулирующих дебет каждой скважины при помощи системы, содержащей приборы КиП и А, исполнительные механизмы, и установленной в шкафу управления станции, при этом в качестве рабочего тела для управления приводами исполнительных механизмов используют жидкость, рабочее давление которой предварительно создают в пневмогидроаккумуляторах давления, объединенных с баком рабочего тела, насосами, регуляторами давления и мультипликаторами в насосно-аккумуляторную установку, размещенную в шкафу управления станции, при этом открытие фонтанной арматуры для подачи пластового флюида из скважины осуществляют в определенной последовательности с задержкой времени, определяемой технологическим регламентом и инертностью приводов исполнительных механизмов, а также безопасностью работы системы, причем рабочую жидкость из насосно-акумуляторной установки станции дополнительно подают в исполнительные механизмы запорно-регулирующей арматуры, принадлежащей кусту скважин, например в регулирующие клапаны для обеспечения заданного дебета и давления пластового флюида после фонтанной арматуры, размещаемых, например, на фонтанных арматурах или трубопроводах обвязки скважин, факельные задвижки системы технологических и аварийных сбросов, например, на горизонтальные горелочные устройства, шлейфовые задвижки системы сброса добываемого пластового флюида в коллектор, при этом указанные задвижки размещают на трубопроводах в непосредственной близости от шкафа управления, например на одной общей раме со шкафом управления, причем открытие запорно-регулирующей арматуры каждой скважины для подачи пластового флюида из скважины в коллектор осуществляют в следующей последовательности: подземный клапан-отсекатель, стволовая задвижка, шлейфовая задвижка, боковая задвижка, закрытие - в обратном порядке, с введением системы блокировок как электрических, так и гидравлических, для обеспечения указанной последовательности, причем данный алгоритм открытия/закрытия скважины задают заранее, например, при помощи программного обеспечения, при этом подачу рабочей жидкости в исполнительные механизмы факельной задвижки и углового дроссельного клапана осуществляют по мере необходимости, например, при сбросе расхода пластового флюида на факельную установку, или регулировании дебита скважины соответственно.

2. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что динамику работы станции управления определяют характеристиками управляющих пневмогидроаккумуляторов давления и регулировкой дросселей, установленных на участках взаимодействия линии логического управления с силовыми линиями функционального управления исполнительными механизмами надкоренной задвижки и подземного клапана-отсекателя, и подбирают таким образом, чтобы обеспечить безаварийное закрытие скважины в заданной последовательности.

3. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что подводимое к силовой линии функционального управления подземного клапана-отсекателя высокое давление предварительно понижают, пропуская через регулятор давления до уровня, необходимого для подачи в последовательно установленный за ним мультипликатор давления, из которого обеспечивают выход рабочего тела с давлением, соответствующим необходимому для управления упомянутым подземным клапаном-отсекателем.

4. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.3, отличающийся тем, что производят дублирование работы отдельных элементов насосно-аккумуляторной установки, в частности дублируют работу линии: «насос - регулятор давления - мультипликатор» параллельным подключением через входной и выходной краны резервной пары: «регулятор давления - мультипликатор».

5. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что отработавшее рабочее тело при закрытии скважины пропускают через байпасные дренажные линии гидравлической системы.

6. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что контроль за соблюдением безопасных рабочих температур на скважине и автоматическое закрытие скважины при их нарушении инициируют и осуществляют за счет использования в гидросистеме линии с разрушаемой плавкой вставкой, при расплавлении которой через упомянутый пусковой механизм автоматически понижают давление в линии логического управления и таким образом включают автоматическое закрытие боковой, надкоренной задвижек и подземного клапана-отсекателя через систему замедления, обеспечивающую логически последовательное прохождение командного сигнала на закрытие к исполнительным механизмам двух последних из них, одновременно обеспечивают поступление сигнала о пожаре диспетчеру на центральный пульт управления, размещенный на расстоянии от станции управления и сообщенный с ней линией связи, например, оптоволоконным кабелем или радиоканалом.

7. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что контроль за рабочим режимом давления на скважине и закрытие скважины при выходе из допустимого интервала давлений осуществляют за счет использования в гидросистеме линии клапана контроля низкого и высокого давлений в шлейфе, который при выходе за допустимый интервал давлений автоматически подает команду пусковому механизму линии логического управления, и через нее осуществляют автоматическое закрытие скважины в упомянутой последовательности.

8. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, характеризующийся тем, что дистанционный электромагнитный сигнал на закрытие скважины подают с центрального пульта управления, размещенного на расстоянии от станции управления и сообщенного с ней линией связи, например, оптоволоконным кабелем или радиоканалом, причем шкаф, в котором смонтированы упомянутые насосно-аккумуляторная установка и блок управления, выполняют предпочтительно из нержавеющей стали, кроме того, станцию снабжают обвязкой в виде упомянутых силовых линий функционального управления, сообщенных по рабочему телу с исполнительными механизмами запорных органов, дроссельного клапана и подземного клапана-отсекателя.

9. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.8, отличающийся тем, что в шкафу поддерживают температуру, обеспечивающую бесперебойное функционирование всех расположенных в нем элементов и систем.

10. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.8, отличающийся тем, что шкаф станции управления выполняют теплоизолированным и взрывозащищенным, а подключение кабельных линий к шкафу выполняют через кабельные выводы во взрывозащищенном исполнении.

11. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют жидкость, выбираемую по температурной вязкости и температуре замерзания, исходя из климатических условий работы скважины, при этом станцию управления, предназначенную для работы в третьей и четвертой климатических зонах, в качестве рабочего тела оснащают преимущественно минеральным маслом, а для первой и второй климатических зон в качестве рабочего тела принимают жидкость с низкой температурой замерзания, преимущественно типа силиконовой, например полиметилсилоксановую, при этом рабочее тело подают из бака, установленного в насосно-аккумуляторной установке, который оснащают не менее чем одним индикатором уровня заполнения жидкостью, например визуальным индикатором или датчиком уровня, сообщенным по каналам телемеханики с центральным пультом управления, размещенным на расстоянии от станции управления и сообщенным с ней линией связи, например, оптоволоконным кабелем или радиоканалом, при этом применяют датчик уровня, оборудованный системой подачи сигналов о предельно допустимом и критическом уровнях, или подсоединяют к системе центрального пульта управления, чем обеспечивают выдачу команды на поддержание уровня жидкости в баке в заданных пределах, а для первой и второй климатических зон бак рабочего тела снабжают подогревателем жидкости, выполненным в виде змеевика или ТЭНа.

12. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что насосную группу оснащают, по меньшей мере, одним насосом, преимущественно электронасосом высокого давления, предпочтительно аксиально-поршневым с асинхронным электродвигателем, продублированным для первой и второй климатических зон, по меньшей мере, одним дополнительным, параллельно подключенным электронасосом высокого давления, причем указанный насос или насосы включают в линию высокого давления через входной и выходной фильтры, предпочтительно грубой и тонкой очистки соответственно, причем каждый из упомянутых насосов на выходе оснащают предохранительным клапаном давления и монтируют с возможностью избирательного отключения от линии высокого давления через систему запорных устройств, причем, по крайней мере, установленные на выходе фильтры тонкой очистки снабжают визуальным индикатором и/или электрическим датчиком, сообщенным с центральным пультом управления, размещенным на расстоянии от станции управления и сообщенным с ней линией связи, например, оптоволоконным кабелем или радиоканалом, при этом насосную группу, снабженную на выходе устройствами запуска или остановки электродвигателей насосов и обратным клапаном, сообщают через последние по линии высокого давления с модульно-секционным силовым функциональным пневмогидроаккумулятором, состоящим из параллельно подключенных к коллектору модулей и предназначенным для создания необходимого рабочего давления в упомянутых силовых линиях функционального управления, при этом коллектор с силовым функциональным пневмогидроаккумулятором сообщают по рабочему телу с линией высокого давления, кроме того, упомянутые устройства запуска или остановки электродвигателей насосов, подключенные к линии высокого давления, выполняют, например, в виде реле давления либо в виде аналоговых датчиков давления, либо в виде электроконтактных манометров, причем модули упомянутого силового функционального пневмогидроаккумулятора выполняют с мембранным или предпочтительно поршневым разделителем сред, при этом суммарный рабочий объем всех модулей силового функционального пневмогидроаккумулятора принимают не менее необходимого для однократного открытия запорных органов скважины, дроссельного клапана и подземного клапана-отсекателя при отключенной подаче электроэнергии или для поддержания рабочего состояния скважины в течение не менее чем одного месяца при отсутствии электроэнергии.

13. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что упомянутыми регуляторами давления обеспечивают понижение давления от функционального 10-100 МПа до рабочего 0,5-70 МПа в силовых линиях функционального управления исполнительными механизмами надкоренной, боковой задвижек, дроссельного клапана и в линии логического управления, включающей также линии клапана контроля низкого и высокого давления и плавкой вставки, а регулятор давления в силовой линии функционального управления исполнительным механизмом подземного клапана-отсекателя настраивают на подачу рабочего тела в последовательно установленный за ним мультипликатор с учетом передаточного числа последнего и требуемого выходного давления рабочего тела не менее 21-70 МПа для последующей подачи и управления исполнительным механизмом подземного клапана-отсекателя, при этом все перечисленные силовые линии функционального управления снабжают установленными на участках перед исполнительными механизмами предохранительными клапанами давления.

14. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что блок управления оснащают системой автоматической защиты скважины, системой дистанционного и системой ручного отключения скважины, причем система автоматической защиты включает подключенные к линии логического управления через упомянутые пусковые механизмы линию плавкой вставки и линию клапана контроля низкого и высокого давления, при этом клапан контроля низкого и высокого давления размещают в зоне, примыкающей к фонтанной арматуре, предпочтительно на шлейфе, причем линии клапана контроля низкого и высокого давления и плавкой вставки снабжены реле или датчиками давления с возможностью выдачи сигнала об отключении скважины соответственно по пожару или по причине выхода за пределы диапазона допустимых рабочих давлений, устанавливаемых настройкой клапана контроля низкого и высокого давления на центральный пульт управления, размещенный на расстоянии от станции управления и сообщенный с ней линией связи, например, оптоволоконным кабелем или радиоканалом.

15. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что линию логического управления последовательно соединяют по рабочему телу через распределительные клапаны для обеспечения требуемой логической последовательности управления скважиной и клапаны-распределители с силовыми линиями функционального управления исполнительными механизмами, в том числе, по крайней мере, подземного клапана-отсекателя, надкоренной и боковой задвижек с возможностью их допустимого закрытия в определенной, а именно в противоположной указанной последовательности, с регулируемо установленными допустимыми временными интервалами между отключениями каждого из них, для чего на линии логического управления устанавливают упомянутые управляющие пневмогидроаккумуляторы с возможностью их взаимодействия на сбросе давления каждого со своим дросселем, при этом управляющий пневмогидроаккумулятор на участке взаимодействия с силовой линией функционального управления исполнительным механизмом подземного клапана-отсекателя настраивают на замедление закрытия подземного клапана-отсекателя на время, в 1,5-2 раза превышающее интервал между закрытием надкоренной задвижки и боковой задвижки, составляющий от 10 до 120 с.

16. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что на линии логического управления на участке ее подвода к силовой линии функционального управления исполнительным механизмом боковой задвижки устанавливают электромагнитный клапан дистанционного включения и отключения боковой задвижки.

17. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что силовую линию функционального управления исполнительным механизмом дроссельного клапана снабжают трехпозиционным распределительным клапаном предпочтительно с двумя электромагнитами.

18. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что распределительные клапаны всех силовых линий функционального управления исполнительными механизмами связывают с байпасной дренажной линией для сброса отработавшего рабочего тела, при этом байпасную дренажную линию сообщают, преимущественно, через фильтр с баком рабочего тела, установленным в насосно-аккумуляторной установке.

19. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.18, отличающийся тем, что на силовых линиях функционального управления исполнительными механизмами запорных органов, дроссельного клапана, подземного клапана-отсекателя устанавливают температурные предохранительные клапаны, закоммутированные на выходе с байпасной дренажной линией для сброса избытков рабочего тела, выделяемых при перепадах температур рабочего тела и/или окружающей среды.

20. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что насосно-аккумуляторную установку выполняют преимущественно с выносной лицевой панелью управления.

21. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что запорные органы, дроссельный клапан и подземный клапан-отсекатель снабжают приборами управления, вынесенными на лицевую панель блока управления.

22. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что управление исполнительными механизмами линии логического управления осуществляют в дистанционном режиме по командам удаленного оператора, например диспетчера центрального пульта управления, размещенного на расстоянии от станции управления и сообщенного с ней линией связи, например, оптоволоконным кабелем или радиоканалом.

23. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что контроль за уровнем давления в магистралях станции управления осуществляют автоматически, в том числе при помощи электроконтактных манометров.

24. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что программу работы блока управления станции настраивают таким образом, что при отсутствии питающего напряжения для элементов станции запорные элементы фонтанной арматуры остаются открытыми, а блок управления обеспечивает передачу сигнала об отсутствии напряжения на центральный пульт управления.

25. Способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что возможность закрытия скважины в последовательности: боковая задвижка - надкоренная задвижка - подземный клапан - отсекатель обеспечивают в автоматическом режиме по командам пульта управления станции, в дистанционном режиме управления по команде оператора с отдаленного пункта управления и в ручном режиме, а открытие в последовательности: подземный клапан - отсекатель - надкоренная задвижка - боковая задвижка обеспечивают предпочтительно в ручном режиме управления.