Opremanje

1. Opremanje

2. METODE OPREMANJA NAFTNIH I GASNIH BUŠOTINA Tri osnovna metode: 1.Open hole opremanje (otvoreno dno) 2.Opremanje proizvodnim lajnerima 3.Opremanje zacevljenjem kanala bušotine eksploatacionom kolonom. 1. „Open hole“ opremanje • -Eksploataciona kolona se ugrađuje iznad proizvodnog intervala, interval ostaje potpuno otkriven. • -Prednosti: • Stepen otvorenosti najveći; • Eliminisanje napucavanja kolone; • Omogućava produbljenje bušotine; • EK je pouzdan; • Mogućnost naknadne ugradnje „liner“ kolone. • -Nedostaci: • Može se izvesti samo kod kompaktnih stena (najčešće krečnjaci); • Teško se sprečava proboj podinske vode ili gasa; • Nemogućnost selektivne obrade u cilju poboljšanja produktivnosti bušotine; • Moguća su česta čišćenja dna.

3. 2. Opremanje proizvodnim lajnerima a) lajner filterske konstrukcije b) perforirani lajner c) slotirani lajner “Open hole” sa lajnerom • 2a. Lajner filterske konstrukcije • -Eksploataciona kolona se ugrađuje ispred produktivnog intervala, a lajnerom se oprema produktivni interval. • -Prednosti: • Minimalna zagađenja; • Nema perforiranja; • EK je pouzdan; • Nepotrebno čišćenje dna; • Moguća kontrola peska (prilagođavanjem); • Prednost u odnosu na metodu 3. zbog manjeg oštećenja produktivnog intervala; • Lako se kontroliše prodor podinske vode i gasa; • Može se vršiti selektivna stimulacija i sve što važi za metodu 3. • Ušteda u koloni.

4. -Nedostaci: • Vrlo često nehermetičnost preklopa „liner“ kolone i prethodne kolone što iziskuje troškove naknadne cementacije; • Troškovi napucavanja i cementacije; • Ograničenje u prečniku buš. i produbljivanje je moguće uz primenu specijalnog alata, (prečnici linera: 5(127mm), 51/2 (139mm), 7 (177.8mm);. • Potrebno je dodatno angažovanje bušaćeg postrojenja za ugradnju.

5. 2b. Perforirani lajner • -Eksploataciona kolona se ugrađuje i cementira iznad produktivnog intervala, produkt. interval se buši, ugrađuje se i cementira proizvodni lajner, a zatim se vrši njegovo perforiranje. • -Prednosti: • Minimalna oštećenja formacije; • Lako se sprečava i kontroliše proizvodnja vode i gasa; • Moguća selektivna stimulacija; • Nema čišćenja dna; • Bušotina se lako produbljuje. • -Nedostaci: • Smanjuje se prečnik kanala bušotine u predelu produkt. intervala; • Otežana interpretacija EK merenja; • Nehermetičnost preklopa; • Dodatni troškovi perforiranja, cementacije i angažovanja bušaćeg postrojenja. • -Kod buš. velikih dubina koristi se „dvostruki liner“ ako to dozvoljavaju ležišni, • geološki uslovi. • -Kada je buš. opremljena sa kolonom manjom od 4 1/2 zove se nekonvencionalna • kolona (slim hole design); mali troškovi ali potrebni su specijalni alati.

6. 3.Opremanje eksploatacionom kolonom • -Eksploataciona kolona se cementira, a zatim selektivno perforira produktivni interval. • -Prednosti: • Laka kontrola proizvodnje vode ili gasa; • Moguća selektivna stimulacija proizv. intervala; • Nema smanjenja prečnika buš.; • Moguća kontrola peska; • Buš. se lako produbljuje; • Prilagodljiva za sve konfiguracije višestrukog opremanja; • Primarna cementacija je poboljšana (u odnosu na cementaciju lajnera). • -Nedostaci: • Značajni troškovi perforiranja; • Otežana interpretacija EK merenja; • Veća mogućnost oštećenja produktivnog intervala. • Konvencionalno opremanje bušotina • -odnosi se na bušotine kod kojih je prečnik eksploatacione kolone veći od 4 1/2. • -Prema broju opremljenih intervala za proizvodnju, buš. se dele na: • 1. jednostruko opremljene i • 2. višestruko opremljene.

7. Jednostruko opremljene bušotine a) Eruptivna buš.-protok kroz eksploatacionu kolonu Primenjuje se kod buš. koje proizvode ekstremno velike količine fluida pri niskim i srednjim dinamičkim pritiscima. b) Eruptivna buš.-protok kroz tubing i kejzing Opremanje je pogodno za velike proizvodnje. Tubing se može koristiti za gušenje buš. ili hemijske obrade, a „D“ sedište omogućava ispitivanje hermetičnosti bušotine. c) Eruptivna buš.-protok kroz tubing Buš. je opremljena zatvorenim sistemom (tubing i proizvodni paker-T+PP). Maksimalni protok je smanjen. -Paker-tj. zatvoreni sistem koristi se u cilju zaštite eksploat. kolone, izolacije drugih intervala i kontrolu same buš. -„D“ sedište-služi za postavljanje dubinske dizne, sigurnosnog ventila ili blindiranog čepa (hermetičnost). -Sigurnosna spojnica (SS) ugrađuje se za potrebe odvajanja tubinga radi zamene ili instrumentacije pakera operacionim tubingom. -Protočna spojnica (PS)-služi za redukciju erozije usled turbulencije i abrazije, postavlja se iznad ili iznad i ispod SS.

8. Jednostruko alternativno opremanje bušotina -Alternativni interval je perforiran (prilikom inicijalnog opremanja), ali je izolovan između pakera. Pušta se u proizvodnju otvaranjem CS i to po završetku proizvodnje iz donjeg intervala. Ispod CS ugrađuje se ojačana spojnica (OS). -Postoje i sledeće metode: -Jednostruko opremanje bušotina sa koncentričnim nizom tubinga za gušenje bušotine; - Jednostruko opremanje bušotina sa dva niza tubinga; - Jednostruko opremanje visokoproduktivnih bušotina sa niskim pwf.

10. Višestruko opremanje bušotina -kad jedna buš. nabuši više produktivnih intervala postoje 4 alternativna načina opremanja: a) istovremeno opremanje svih intervala (više intervala mogu proizvoditi kroz jedan niz tubinga pod uslovom da međusobno ne dovode do restrikcija). b) opremanje jednog intervala sa alternativama (proizvodnja se vrši samo iz jednog, počevši od najnižeg pa redom naviše). c)Višestruko nekonvencionalno opremanje. d) Višestruko konvencionalno opremanje: -Dvojno opremanje:jedan paker i jedan niz tubinga. Ovo je osnovni način dvojnog opremanja. Proizvodnja iz donjeg intervala odvija se kroz tubing, dok gornji proizvodi kroz kejzing. Prednosti su: smanjeni troškovi, a nedostaci: nakon prestanka erupcije veštačka metoda se može primeniti samo na donjem intervalu; eksploat. kolona je izložena pritisku i dejstvu agresivnih fluida; potrebno je gušenje donjeg intervala pre bilo kojeg zahvata na gornjem.

11. Dvojno opremanje:srazmeran protok, • jedan niz tubinga • Dvojno opremanje:dva pakera, unakrsni uređaj • ( dubinska dizna) i jedan niz tubinga

12. -Paralelno dvojno opremanje:dva niza tubinga i dva niza pakera. Na taj način se vrši odvojena proizvodnja iz svakog intervala. Na jednom od intervala se selektivno može primeniti veštačka metoda eksploatacije. Nedostatak: visoko početno ulaganje i radovi na vađenju ove opreme skupi i neizvesni. Dvojno alternativno opremanje bušotina Ovo opremanje je izvedeno pomoću dva niza tubinga, dva jednostruka ili dva dupla proizvodna preventera tako da postoji alternativa za kraći ili duži niz opreme.

13. Trostruko opremanje-primenom tri niza tubinga i pakera. Ostvaruje se visoka dnevna proizvodnja po bušotini i ubrzava njena otplata. Nedostatak: oprema se teško ugrađuje i vrlo je osetljiva na probleme propuštanja. • Faktori koji utiču na izbor optimalne varijantevišestrukog konvencionalnog opremanja su: • potrebe za proizvodnjom većih količina fluida po bušotini; • brže otplaćivanje bušotina; • istrovremeni i odvojeni protok različitih fluida pri različitim pritiscima i • procenjene bilansne rezerve po bušotini.

14. Podzemna proizvodna oprema 1.Tubing-ugrađuje se pre osvajanja bušotine da bi omogućio cirkulaciju fluida. U toku eksploatacije kroz tubing se kreće naftno- gasna smeša. Tubing je obešen na opremu na ustima bušotinetj. tubing se veša o nosač tubinga koji je deo bušotinske glave. To su bešavne cevi sa muškim navojem na kraju cevi. Na kraju mogu biti sa zadebljanjem ili bez njih. Spajaju se pomoću kratke spojnice sa ženskim navojem. Pri izboru prečnika tubinga vodi se računa o očekivanoj proizvodnji i veličini međuprostora zbog izvođenja remontnih radova. Dubina tubinga zavisi od uslova u buš. Ako neće doći do stvaranja peščanih čepova i prihvatanja tubinga, dno tubinga se postavlja do gornjih otvora perforacije, inače se ugrađuje do dubine na kojoj neće doći do stvaranja peščanih čepova. Prečnik tubinga se određuje pri sledećim uslovima: -da se obezbedi predviđena optimalna Q buš.u toku eruptivnog rada; -da se omogući što duži period erupcije. Glava tubinga

15. 2. Paker-specijalno konstruisana oprema koja služi za hermetično odvajanje međuprostora između tubinga i eksploatacione kolone. Uloga: zaštita eksploatacione kolone; izolacija više napucanih intervala; izolacija konstatovanih oštećenja na koloni i kod opremanja gas-lift sistemom u slučaju taloženja parafina. Podela pakera: 1. Prema nameni mogu biti: -proizvodni (izdržavaju samo slojni pritisak fluida koji nije toliko veliki i tokom dužeg perioda je trajan); -operacioni (za kiselinske obrade, cementacije pod pritiskom, hidrauličko frakturiranje, visoke pritiske..). 2. Prema načinu aktiviranja razlikuju se: -hidraulični -mehanički (kompresioni i tenzioni). 3. Prema starosti u bušotini: -vadljivi ili izvlačivi (proizvodni i operacioni-može da se deaktivira). -trajni ili permanentni (postavlja se kad treba trajno izolovati donji interval). Cup Type Packer Prosta konstrukcija, nema sidreni uređaj samo kolona tubinga mu održava položaj. Koristi gumu kao zaptivni element. Razlika u pritiscima potiskuje manžetne i formira zaptivni spoj. Kada se postavi na mesto paker se može slobodno kretati gore-dole. što diktiraju sile u tubingu i razlike u pritiscima Ovaj tip pakera se koristi za plitke bušotine tj. na mestima gde se očekuje mala razlika pritisaka.

16. Type 1 - The Tension Packer Zaptivanje se ostvaruje između tubinga i kejsinga, zateznom silom koja sabija gumeni prsten primoravajuću ga da nalegne na površine koje zaptiva. Ovi pakeri koriste zatezni mehanizam( kanali) i klizač da bi sabili gumeni prsten. Ovi pakeri se koriste na plitkim bušotinama i to za zaštitu od dotoka voda. Type 2 - The "Solid Head" Compression Packer Sličan tipu jedan ali se umesto zatezne koristi sila sabijanja. Koristi se kao produkcioni paker u plitkim bušotinama.

17. Type 3 - The Isolation Compression Packer Deo ovog uređaja je i sidreni paker koji se oslanja na dno kanala bušotine. Alat koji obezbeđuje podizanje ili spuštanje pakera nosi zaptivni prsten. Ovaj tip pakera se koristi kada je potrebno da dva pakera klize niz kolonu tubinga. Postavljanje izolaciono kompresionog pakera može biti ostvareno bez uticaja na donji paker. Type 4 - The "Control Head" Compression Packer Poseduje ventil čijim otvaranjem se može izjednačiti pritisak sa ciljem da se rastereti. Koristi se za duboke bušotine..

18. Type 5 - The “Treating” Compression Packer Ovaj paker ima ventil bay-pass vezu i uređaj za aktiviranje sidra iznad pakera. Uloga sidra je da spreči kretanje pakera naviše pod dejstvom pritiska. Ovaj tip pakera ima i ventil za uravnoteženje. Ovaj sistem zadržava ventil zatvoren u pravcu drjstva pritiska imože biti otvoren samo guranjem posredstvom tubinga. Ovaj tip pakera se koristi i za plitke iI duboke bušotine posebno pri operacijama poboljšanja produktivnosti bušotine. (kiselinska obrada, fraktriranje, itd.)

19. 3. Spojnice 3.1. Cirkulaciona spojnica-“C“-postavlja se u buš. kao deo podzemne opreme i pri nekim remontnim operacijama kada se ne radi sa pakerima. Ugrađuje se sa tubingom kao njegov integralni deo, a otvara se i zatvara „šifting“ alatom (tj. alatom na žici). U normalnim uslovima „C“ se otvara na gore. Koristi se pri gušenju buš., frakturiranju, kiselinskim obradama, itd. 3.2. Sigurnosna spojnica-„A“-služi za lako odvajanje opreme koja se vadi od opreme koja ostaje u buš. tj., za odvajanje operacionog tubinga u cilju zamene ili instrumentacije pakera proizvodnim tubingom. 3.3. Protočna spojnica-služi za redukciju erozije usled turbulencije i abrazije, postavlja se iznad ili iznad i ispod -“C“. 4. Ventili 4.1. Sigurnosni ventil-radi na principu diferencijalnog pritiska i služi da osigura buš. od prevelike proizvodnje ili nekontrolisane erupcije u slučaju erupcije pri havariji erupcionog uređaja. Podešava se za različite diferencijalne pritiske promenom prečnika dizne i snage opruge, menjanjem opruge i postavljanjem podmetača ispod nje. Ugrađuje se u niplu u kombinaciji sa bravom. Niple ili sedišta su specijalno obrađene spojnice tubinga i služe kao sedišta raznih vrsta brava. 4.2. Protivpovratni ventil-Ugrađuje se u niple ili spojnice tubinga, sadrži kuglu. 4.3. Dubinska dizna- Ugrađuje se u niple ili spojnice tubinga u kombinaciji sa bravom. To su fiksne dizne i služe za regulaciju protoka fluida naročito kod gasnih buš. Ima oblik čaure sa konusnim ulazom i izlazom. Za zamenu mora da se vadi tubing. Ona ne reguliše rad bušotine, već smanjuje pulsacije i stvaranje peščanih čepova, mada postoje i regulacione dubinske dizne. 4.4. Brave-služe kao bravni ili brtveni elementi za postavljanje raznih vrsta opreme (ventili, dizne) u niple ili spojnice tubinga. Poznate su vrste brava „C“ i „H“.

20. Nadzemna oprema

21. -Opremanje usta buš. je jedna od završnih operacija u procesu bušenja. Izbor tipa opreme na ustima buš. zavisi od metode eksploatacije. Ona treba da obezbedi zatvaranje i otvaranje buš., kontrolu pritisaka, osvajanje i gušenje buš. • Erupcioni uređaj (EU)-deo opreme ušća buš., na koju se veša kolona tubinga, omogućava stvaranja pritiska na dnu kao i merenje pritiska u kejzingu i na izlazu fluida iz buš. Sastoji se iz: završne prirubnice, tubing glave i erupcione jelke. • Završna prirubnica-donji deo EU, ima zadatak da poveže sve zaštitne kolone međusobno i da obezbedi hermetičnost prostora između kolona. • Tubing glava-srednji deo EU, njena unutrašnjost je tako podešena da se može vešati jedan ili dva niza tubinga. • Erupciona jelka- gornji deo EU; vrši kontrolu i regulisanje erupcije buš., usmerava izlaznu struju fluida u određenu odvodnu cev i u slučaju potrebe zatvara buš. • Glavni ventil-uvek otvoren za vreme rada buš., zatvara se samo kad treba potpuno prestati sa proizvodnjom. • Ventili-koriste se za zatvaranje buš. prilikom zamene cevi za izjednačavanje pritiska • Manometar-meri pritisak na ušću buš. (na vrhu jelke). • Dizne-regulišu rad eruptivne buš. stvaranjem protivpritiska na ustima buš. Postavljaju se na priključku EU iza ventila ili na izlazu iz separatora visokog pritiska zbog transporta gasa na veću daljinu.

22. TEHNIKA I TEHNOLOGIJA OTVARANJA PROIZVODNIH INTERVALA • Perforiranje je metoda uspostavljanja komunikacije između kanala buš. i ležišta u cilju omogućavanja proizvodnje fluida. • Uglavnom se koriste brizantni eksplozivi, čiji izbor zavisi od p,T, energije (brzine) i snage. (na pr.-kumulativno eksplozivno punjenje snage U=4185J/kg, t=3000-6000°C). • -iniciranje eksploziva: mehaničko (sa površine se spušta teg koji inicira kapsulu) i električno (sa površine se spušta kabl). • -postoje dva osnovna tipa perforiranja u zavisnosti da li se perforatori spuštaju na tubingu ili na kablu. • perforatori mogu biti: hermetični (eksplozivno punjenje nije u kontaktu sa fluidom) i nehermetični. • -Efekat dejstva eksplozije zavisi od prečnika punjenja, prečnika kolone i karakteristika prostora iza kolone (što je odnos prečnika punjenja i prečnika kolone veći, efekat je veći).

23. Puške za klasične operacije napucavanja

24. Tipično eksplozivno punjenje case-nosač liner-obloga main explosive charge-glavno eksplozivno punjenje primer charge-primarno punjenje detonating cord groove-detonirajući štapin

25. Proces perforiranja-napucavanja

26. Metode perforiranja Konvencionalan način otvaranja prod. intervala vrši se primenom eksplozivnih kumulativnih punjenja i pušaka sa mecima. Konvencionalni načini perforiranja mogu biti: overbalanced i underbalanced. -Overbalanced napucanje –u bušotini se nalazi radni fluid (isplaka, slana voda) čiji je pritisak p1 veći od pritiska formacije p2, tj. diferencijalni pritisak je pozitivan. Na ustima bušotine je preventer. U kolonu se spušta puška prečnika 4“(za kolonu od 7“-9“) i puca. Za vreme pucanja može doći do začepljenja perforacija čvrstom fazom iz isplake, dok isplačni filtrat odlazi u sloj (zagađenje pribušotinske zone), tako je nakon osvajanja mali broj perforacija u proizvodnji. Underbalanced napucanje karakteriše se negativnim diferencijalnim pritiskom, tj. u buš. je fluid čiji je hidrostatički pritisak manji od slojnog. Bušotina je kompletno opremljena za proizvodnju (tubing, paker, erupcioni uređaj..). U buš. je voda i 2% rastvoe KCl (KCl sprečava narušavanje sistema koji sadrži glinu-vrši katjonsku izmenu bubrenja glina). Puška malog prečnika se spušta kablom kroz tubing. Usled P2 P1 buš. se posle napucavanja pušta u proizvodnju bez prethodnog osvajanja.

27. Prikaz overbalanced i underbalanced napucavanja

28. Rasporedperforacija Idealizovani prikaz perforacija

29. Savremene metode napucavanja TCP sistem (tubing conway perforator)-najbolji način jer ne oštećije perforacije. Sonda se spušta kroz tubing i meri GR, na tubingu se spušta puška sa pakerom koji se aktivira, montira se EU. Šipka za aktiviranje se spušta kroz tubing kroz stakleni disk do detonirajuće glave i udarcem u nju dolazi do aktiviranja. Napucavanje je pod negativnim diferencijalnim pritiskom. Iniciranje može biti mehaničko ili električno. Pri TCP metodi postoji cirkulacija iz sloja u buš. da bi se sprečilo oštećenje pribušotinske zone. Prednost: ne treba hemijska obrada buš., nema klipovanja i zamene fluida. Nedostatak: ne sme se primenjivati u naseljenim mestima. Jet perforating-mlazno perforiranje Pomoću geliranog fluida i peska (smeša vode, gel.fluida i peska) koji se upumpava u tubing i velikom brzinom potiskuje kroz mlaznice postiže se veća dubina prodiranja (koristi se kada tokom bušenja dolazi do proširenja kanala buš.). Diferencijalni pritisak je pozitivan. Primena: kod vodenih i gasnih konusa. Prednost: postizanje velike dubine perforiranja. Nedostatak: vrlo brzo se smanjuje produktivnost. Faktori koji utiču na protočnost perforacija su: - broj perforacija-np - Dubina perforiranja-Lp - Prečnik perforacija-Dp -fazna podešenost perforacija (prostorni raspored perforacija)-.

30. OSVAJANJE BUŠOTINE  -Osnovni cilj: uspostavljanje protoka nafte ili gasa iz sloja u bušotinu. Nakon osvajanja nastupa period eksploatacije fluida. Da bi se ostvario dotok fluida iz sloja u buš. potreban je dif. pritisak između sloja i dna bušotine. Pritisak na dnu buš. koji se menja u procesu osvajanja je zbir hidostatičkog i pritiska nad površinom tečnosti. Ukoliko su otpori kretanja veći mora biti veći i dif.pritisak. Prirodni otpori zavise od fizičko-hemijskih osobina sloja (na njih se može uticati različitim metodam obrade pribuš.zone). Veštački otpori su: opremanje dna bušotine, zagađenost sloja pri bušenju, konstrukcija filtera.. Pri izboru metode osvajanja treba voditi računa o sledećem: -da se ostvari ravnomerna depresija; -da se odredi momenat početka pritoka fluida u bušotinu; -da ne dođe do unosa peska iz sloja u bušotinu i -da se omogući kontrola procesa osvajanja. Metode osvajanja: 1.Cirkulacija vodom i naftom -Posle napucavanja buš. ugrađuje se tubing, postavlja se EU i uspostavlja cirkulacija. Pumpa za cirkulaciju se priključuje za prstenasti prostor i vrši se obratna cirkulacija. Isplaka se zamenjuje vodom, smanjuje se pd (nekoliko sati), zatim se voda zamenjuje naftom i bušotina će početi da eruptira. Pozitivno: Nije potrebno otvaranje buš. i manipulisanje sa tubingom, obezbeđena potpupa sigurnost, neprekidno ispiranje dna. Nedostatak: postoje granice depresije-za slojeve sa visokim pritiskom. 2.Cirkulacija aerizovanom tečnošću -Pri ovon postupku smanjuje se specifična težina tečnosti u buš. Pumpanje vazduha se kontroliše manometrom, a ubacuje se u buš. kompresorom. Izmena depresije se vrši polako i ravnomerno. Brzina upumpavanja tečnosti treba da bude dovoljno velika da ne bi došlo do isplivavanja mehurića vazduha. Tečnost se upumpava kroz tubing, koristi se mešalica za potpunije mešanje tečnosti i vazduha.

31. 3. Osvajanje kompresorom -pre osvajanja tečnost se nalazi blizu usta buš. i pritiskom kompresora izbacuje se zahvaćena količina tečnosti posle čega se tubing spušta još niže i kod slojeva sa visokim pritiskom. 4. Klipovanje (swabbing) Posle napucavanja buš. ugrađuje tubing, postavlja se EU, gornji deo EU se skine i u buš. pomoću čeličnog užeta se spušta klip čijim podizanjem se izvlači stub tečnosti. Spišta se 20-30 m ispod nivoa. Klip je šuplja cev sa kugličastim ventilom na dnu. Tu su i manžetne za lako spuštanje klipa u tubing. Iznad klipa se postavlja teška šipka. Usta buš. su otvorena jer nema opasnosti od erupcije. Nedostatak: ne može se čistiti dno. 5.Osvajanje dubinskim pumpanjem-kod maloproizvodnih buš koje se ekploatišu dubinskim pumpanjem. Buš. se prvo klipuje i isprazni, zatim se ugradi pumpa i osvajanje se produžava pumpanjem, dok se ostvari režim normalnog protoka. 6. Azotno postrojenje-nitrogen unit-zamena radnog fluida sa azotom što zahteva novi tubing malog prečnika(coiled-savitljiv).