Системы смешения и подачи для интенсификации скважин

Интенсификация скважин может включать гидравлический разрыв пласта, кислотную обработку, гравийную набивку и другие технологии повышения производительности. Независимо от выбранного метода наземная система должна обеспечивать хранение, дозирование, смешение, подачу, нагнетание и контроль базовой жидкости, химических добавок, проппанта или кислоты. Если пропорции смеси изменяются, уровень нестабилен, подача прерывается или отсутствуют полные рабочие данные, качество выполнения операции может снизиться даже при правильно разработанном внутрискважинном проекте.

Поэтому систему интенсификации нельзя рассматривать как один высоконапорный насос или одну смесительную установку. Это взаимосвязанная группа наземных установок для обращения с технологическими жидкостями. В зависимости от операции в нее могут входить блоки подачи и хранения жидкости, дозирование жидких добавок, оборудование для сухих добавок или проппанта, смесительная установка, низконапорные перекачивающие насосы, высоконапорные насосные агрегаты, манифольды, система сбора данных и управление. Конкретная комплектация различается для ГРП, кислотной обработки, ремонта скважин и других задач.

Основные узлы системы смешения и подачи

Подача базовой жидкости и управление уровнем

Базовая жидкость является основой непрерывной операции. Емкости, линии подачи, низконапорные насосы и контроль уровня должны совместно обеспечивать смесительную установку стабильной и предсказуемой подачей. При проектировании учитывают качество воды или иной жидкости, продолжительность хранения, температуру, планировку площадки, схему переключения и резерв по условиям операции. Если используется подготовленная или повторно используемая вода, контроль ее качества следует включить в общий план.

Добавки, проппант и управление смешением

Системы жидкостей для ГРП и кислотной обработки могут содержать несколько жидких и сухих добавок. Смесительная установка должна подавать и перемешивать их в заданной последовательности и пропорции в соответствии с программой обработки. В материалах Baker Hughes и SLB показано, что современные системы смешения могут координировать жидкие и сухие добавки, концентрацию проппанта, расход на всасывании и процесс смешения в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Для покупателя важнее проверить типы добавок, вязкость, точки ввода, совместимость, точность дозирования и способ промывки, чем сравнивать только внешний вид или один максимальный расход.

Переход от низкого к высокому давлению

Приготовленная жидкость или пульпа должна стабильно передаваться от низконапорной части к высоконапорным насосам. Размеры трубопроводов, условия на входе насоса, пульсации, клапаны, манифольды, соединения и измерение давления должны проектироваться как единая система. SLB описывает насосные агрегаты для интенсификации как мобильные высоконапорные установки, в которых высоконапорный трехплунжерный насос обычно сочетается с центробежными насосами для предварительного подпора и обращения с вытесняющей жидкостью. Требования к давлению, расходу, жидкости и продолжительности работы сильно различаются, поэтому схема должна соответствовать программе обработки и установленным пределам безопасности.

Сбор данных, блокировки и координация на площадке

При операциях интенсификации быстро изменяются расход, давление, плотность, уровень, соотношение добавок и концентрация проппанта. Получение данных в реальном времени помогает персоналу выявлять отклонения, фиксировать кривые обработки и согласовывать смешение с нагнетанием. В системе управления также предусматривают аварийный останов, защиту от превышения давления, защиту от низкого уровня, резервирование связи и разграничение доступа. Автоматизация должна поддерживать понятные рабочие процедуры и взаимодействие персонала, а не заменять необходимые проверки на площадке.

Пять вопросов для закупки и проектирования

Во-первых, определите тип операции и жидкостную систему. ГРП, кислотная обработка, пескоконтроль, работы с гибкой трубой и ремонтные операции требуют разного оборудования для смешения и нагнетания.

Во-вторых, составьте маршрут материалов. От источника жидкости, емкостей, добавок и проппанта до смесительной установки, насосов, манифольдов и устья необходимо проверить каждый интерфейс, клапан, точку измерения и требования к промывке.

В-третьих, подтвердите совместимость материалов. Кислота, минерализованная вода, гелевые системы, понизители трения и другие добавки по-разному воздействуют на уплотнения, насосы, трубопроводы и приборы. Эти условия должны совместно проверяться технологами и специалистами по материалам.

В-четвертых, предусмотрите обслуживание и переключение. Промывка, опорожнение, резервные насосы, резервные каналы дозирования и замена изнашиваемых деталей прямо влияют на возможность непрерывной обработки.

В-пятых, определите состав передаваемых данных и обучения. Заказчик должен получать пригодные для анализа данные обработки, журнал тревог и сведения об обслуживании, а операторы — понимать рабочие ограничения и аварийные процедуры.

Заключение

Надежная наземная система интенсификации скважин поддерживает согласованность рецептуры жидкости, перемещения материалов, высоконапорного нагнетания и мониторинга в реальном времени. Модульная конфигурация, соответствующая типу операции, ранняя проверка интерфейсов и материалов и удобная для обслуживания система управления помогают обеспечить более стабильный темп работ. Поставщик оборудования должен формировать предложение с учетом реального процесса, состава жидкости, условий площадки и требований безопасности, а все технические заявления должны быть проверяемы при проектировании и пусконаладке.