В добываемой скважинной жидкости всегда много воды. Только на новых месторождениях, на начальных стадиях добывают безводную нефть, а потом происходит быстрое обводнение. Взять всем известный Самотлор, где обводненность продукции по всему скважинному фонду составляет порядка 91%. Если учесть, что средняя добыча нефти на нем составляет около 20 миллионов тонн, то можно представить, сколько при этом добывают попутной воды. Но это еще не так уж и много, рентабельной считается добыча до тех пор, если в добываемой жидкости будет всего 2% нефти.

Итак, сделаем вывод – практически всегда нефтяники добывают не безводную нефть, а водонефтяную эмульсию, а еще точнее – смесь прямой и обратной эмульсии. Она образуется при смешивании в недрах и при подъеме на поверхность и при транспортировке. Но такая эмульсия нестойкая и быстро распадется при простом отстаивании. Но вот проблема заключается в том, что в нефти и пластовой воде имеются природные стабилизаторы эмульсий: парафины, нафтены, смолы, а также взвешенные в воде частицы глины и кварца. В результате образуются стойкие (стабилизированные) эмульсии, которые могут существовать днями, неделями и месяцами. Они тоже стареют и распадают в результате коалесценции (слипания) частиц, но это долгая песня старого акына мало кого устроит, поэтому и приходится надеятся на только на силу тяжести, но и ускорять этот процесс другими способами

Нестойкая эмульсия через десять минут

Стойкая эмульсия черед десять часов

Фотографии взяты из личного архива ТС, когда он, красивый и кучерявый, работал некоторое время в лаборатории над поиском оптимального состава для СКО, который не образовывал бы эмульсий о осадка гидрооксида железа (III)

Существует несколько способов разделения водонефтяных эмульсий. Самый простой из них – отстаивание. Кто видел нефтяные промыслы, тот наверняка обращал внимание на огромные стальные резервуары (РВС-резервуары вертикальные стальные). Обычно они используются для хранения нефтепродуктов, но на промыслах в них часто закачивается эмульсия, которая под действием силы тяжести разделяется на нефть и воду. Но такой способ низкоэффективен и практически неприменим для стойких эмульсий. Применяется он чаще всего в сочетании с другими способами разделения нефти.

Гравитационный метод относится к механическим методам разделения. К ним также относится метод фильтрации и центрифугирования.

Фильтрация применяется обычно на небольших промыслах, так как она тоже обладает невысокой эффективностью. Метод заключается в том, что эмульсию пропускают через слой гидрофобного вещества – несмачиваемого водой. Чаще всего в качестве фильтра применяются гранулы полиэтилена. В результате адгезии нефть смачивает полиэтилен (или другое гидрофобное вещество), а вода стекает вниз.

Разница в материале сетки фильтра

При подготовке нефти в центрифуге традиционного гравитационного используется более мощная центробежная сила для разделения на фазы водонефтяной эмульсии. Принцип устройства и работы до боли напоминает принцип сепаратора для молока.

Основными элементами конструкции любой центрифуги является пустотелый ротор (или барабан) и вал, через который передается вращение ротору, а также пакет тарелок (или других фильтрующих элементов). Во время вращения барабана на высоких оборотах на эмульсию действует центробежная сила. Под силой ее действия оно пропускается по вертикальным желобкам комплекта тарелок сепаратора. В межтарелочном пространстве водонефтяная эмульсия под воздействием действующей на него силы разделяется на нефть и воду. Параллельно потоки нефти и воды двигаются вверх по барабану. Нефть выводится в свой резервуар, а вода - в другой.

Центрифуги обладают очень большими недостатками: они имеют цилиндрический барабан и, разделяемая жидкость поступает в него с одного конца, а разделенные компоненты выходят с другого конца барабана, т.е. перемещение жидкости идет вдоль оси центрифуги с очень небольшой скоростью, а присутствующие в жидкости механические примеси, как материал, имеющий большую плотность, прижимаются к стенкам барабана центрифуги и еще больше замедляют движение жидкости вдоль оси центрифуги. Поток жидкости при такой малой скорости неспособен смыть и унести с собой механические примеси. По этим причинам применяемые центрифуги имеют очень низкую производительность и большую энергоемкость.

Поэтому чаще всего такой метод применяется не при подготовке нефти, а разделении нефтешлама – смеси нефти и механических частиц, таких как песок, глина и тд. Обычно они образуются при бурении, а также на дне резервуаров для хранения нефти, но также могут образовываться при разливах нефти в результатах аварий. Для отделения нефти из них используется специальная центрифуга-декантер.

В заключительной части мы рассмотрим еще методы разделения нефти и воды. Ведь тема актуальна, как никогда, у нас сейчас каждый второй если не биржевой аналитик, то уж точно нефтяник)))

Огни ДНС так заманчиво горят

Фонтанная елка состоит из тройников или крестовин, они бывают различных конструкций и топоразмеров. Не буду вдаваться в подробности, самое главное, что вам надо понять, что фонтанная арматура имеет две линии. Верхняя линия и есть линия выхода скважинной жидкости в коллектор (, выкидная линия, шлейф) – специальную трубу, по которой она идет на замер или сразу в цех подготовки нефти

Надо понимать, что из скважины очень редко выходит безводная нефть. Такое возможно только на новых месторождениях на начальных этапах разработки месторождения. Почти всегда из скважины выходит водонефтегазовая эмульсия – смесь пластовой воды, нефти и газа.

Первое, что надо сделать с ней – отделить жидкую фазу от газа и подсчитать, сколько скважина дает продукции. Объем жидкости и/или газа, который поступает из скважины называется дебитом скважины. Это очень важный параметр, с помощью него можно понять процесс выработки запасов месторождения. А также проверить, не врезался ли кто в трубу и не ворует ли нефть. Для замера дебита жидкости и газа используют специальные устройства, которые называются АГЗУ – автоматические групповые замерные установки. Как ясно из названия, или проводят замер дебита скважин в автоматическом режиме и обслуживают сразу группу скважин.

АГЗУ имеет блочно-модульную исполнение из сэндвич-панелей. Снаружи видны входные линии от скважин, каждая имеет свою нумерацию. А также выкидная дренажная линия

Зайдем внутрь

Тут хорошо видно общее устройство АГЗУ. Сзади виден газосепаратор, на переднем плане ПСМ – переключатель скважин многоходовый, а по бокам – гребенка (трубная обвязка и двухрядная система задвижек, верхних и нижних)

Другой ракурс и другая компоновка АГЗУ

Гребенка с двумя рядами задвижек

Схема АГЗУ

Принцип работы АГЗУ следующий. Скважинная жидкость по выкидным линиям (шлейфам) подается к АГЗУ. К АГЗУ можно подключить до 14 скважин. Замер дебита скважин производится всегда по одному по очереди. Т. е. если подключено 14 скважин, замер дебита в определенный момент времени происходит только у одной скважины, от 13 других эмульсия подается сразу в сборный коллектор, по которому идет в пункт сбора нефти.

Для сброса грязи из емкости предусмотрена грязевая линия, а для слива жидкости — линия разрядки , выведенная в канализационный колодец, либо в дренажную емкость.

Место, где закопана дренажная емкость. Гусак для выхода газа

Переключение от скважины к скважине производится с помощью переключателя скважин многоходового

ПСМ - вид сверху

Он состоит из: корпуса с входными патрубками, расположенными ассиметрично в горизонтальной плоскости корпуса, переключающей каретки, расположенной в корпусе с возможностью вращения относительно оси корпуса и соединенной через вал и зубчатую гребенку с поршневым гидроприводом, углового выходного патрубка с системой уплотнений, установленного в каретке так, что при вращении каретки он последовательно сообщается со всеми входными патрубками и соответственно, последовательно направляет на отводящий трубопровод поток жидкости от каждой подключенной к ПСМ скважине.

Поток жидкости от замеряемой скважины по трубопроводу направляется к двухкорпусному газосепаратору с поплавковым управляющим устройством.

Газосепаратор с разных ракурсов

Про газосепаратор я более подробно напишу в других постах. Он предназначен для отделения газа от жидкости. Дегазированная жидкость собирается в нижнюю емкость, после ее заполнения открывается сливной клапан и жидкость через специальный турбинный расходомер типа ТОР-1 переливается в сборный коллектор. Газ же собирается в верхней части сепаратора и выходит через другую линию и счетчик и его объем также замеряется.

Учет черного золота. И не только

После этого ПСМ переключается на другую скважину. И так происходит по кругу.

Если это была познавательная информация для вас - не жалейте плюсик

Следующая тема серии - подготовка товарной нефти.

А в реальности он может только рассчитывать на себя, на свой опыт, можно сказать – чутье. Ну а также по тому, как ведет себя скважина, по косвенным признакам понять (как я написал выше), понять, что происходит и что надо сделать. Например, спускает труду и раз, она не идет. Все понятно, нет прохода по стволу скважины. Или уперся в забой, или вообще там посторонний предмет, который мешает проходу. Или начал подъем, а труба не тянется вверх. Все, инструмент застрял. Только вся беда в том, что на глазок это определить не так уж просто, а, еще точнее, почти всегда невозможно. Или уже поздно, все заканчивается аварией.

Поэтому нужен какой-то прибор, по которому бурильщик может определять, что происходит с инструментом в скважине. И такой прибор существует, называется он ИВЭ –индикатор веса электронный. Именно ориентируясь на его показатели бурильщик, зная о той технологической операции, которая совершается, понимая, что происходит с инструментом, который он спускает, бурильщик может понять, что происходит в скважине.

Как уже понятно из названия, ИВЭ замеряет вес спускаемой/поднимаемой трубы и оборудования. Не массу, а именно вес – силу, которая действует, в нашем случае, на подвес. Как мы знаем со школы, сила – величина векторная, в нашем случае она направлена к забою скважины. Сила, как известно, измеряется в ньютонах. Но ньютон – это очень мало. Масса только одного метра самой используемой НТК 73 мм диаметром равна 9,2 килограмма, соответственно вес составляет примерно 92 ньютона. Поэтому ИВЭ измеряет вес либо в килоньютонах, либо в тонна-силах. Килоньютон равен силе, которую создает 101.97 килограмма, а тонна-сила – 1019.7 килограмма.

ИВЭ состоит из трех частей. Первая часть – это датчик усилия.

В теме про СПО я уже писал, что подвижность крюкоблока обеспечивает буровая лебедка. Ее вращение через талевую систему обеспечивает поступательное движение крюкоблока и подвешенной к нему колонны труб (Легко ли добыть нефть. КРС: Вира/майна)
Талевая система имеет два конца: ходовой, который прикреплен к барабану лебедки, и неподвижный (мертвый), закрепленный неподвижно. Именно к неподвижному концу и прикрепляется датчик усилия с помощью специальных хомутов (скоб). Принцип его действия прост и напоминает всем известный со школьной парты прибор – пружинный динамометр

Если кто помнит школьную физику, тот помнит, что сила измеряется от степени деформации упругого деформируемого элемента – пружины. Тоже самое и тут, только измеряют деформацию не пружины, а стального троса талевой системы.

Данные о растяжении/сжатии троса передаются собственно на сам прибор (переносной блок памяти), где они записываются в память, могут передаваться онлайн беспроводным способом, а также показатели выносятся на выносное табло, которое устанавливается так, чтобы показатели были всегда видны бурильщику

Переносной блок памяти

Выносное табло

К ИВЭ кроме датчика усилий можно подключать еще различные датчики, всего их возможно до 17, соответственно можно регистрировать до 17 параметров. В реальности же почти всегда в КРС он отображает только время и вес, иногда – скорость движения трубы и крутящий момент гидравлического ключа. Про буровую не скажу, не дивлюсь, что все там работает как часы.

Теперь давайте посмотрим, как это работает. Видео мое, не очень высокого качества, но я старался, как мог. Начнем с простейшего – спуска трубы

Помбур зацепил трубу элеватором, она движется по беговой и поднимается вверх. Как видим, не отображается ничего, максимум 0,1 тонн-сила (1 килоньютон)

Теперь труба пошла вниз и появился вес, создаваемый подвеской труб. Он плавает, по перед закрытием спайдера отразилось 17,4 тонн-силы. Легко можно подсчитать, что длинна подвески примерно составляет 1891 метр (естественно плюс/минус). Зная вес бурильщик может также определить, что происходит во время спуска. Например вес начал падать, предположим стал не 17,4, а 15. Это говорит о том, что в трубе имеется какое-то сужение, за которые инструмент и цепляется. Например загрязнение парафином, перекос обсадной трубы и тд. Значит перед спуском ЭЦН погонят такую штуку, чтобы отфрезеровать поверхность (если не поможет скребкование.

Райбер конический (конусный фрезер)

Соответственно при подъеме в этом месте вес будет расти. т. к в сужении будет застревать инструмент. Происходят т. н. затяжки. Хотя если сужение значительное, то подъем сразу прекратят, иначе при подъеме велика вероятность аврии с отрывом трубы.

Теперь рассмотрим срыв пакера. Я про них писал, когда была тема про солянокислотные обработки, напомню, что это устройство, нужное для перекрытия части ствола скважины, создания изолированного интервала. Про них я планирую написать отдельный пост, но чтобы было понятно, посмотрите это видео

Как понятно из видео, пакер сажают в стволе скважины, про полной посадке пакера благодаря упирабщимся в стенки механическим якорям и резинового элемента вес должен падать до нуля

Как видим, собственный вес подвески НКТ с пакером был 24 тонн-силы, при посадке пакера уменьшился до 11,2 тонн-силы, но потом механический якорь начал скользить и вес обратно вырос. На 45 секунде слышно, как Равшан и Джамшут обсудили причину непосадки пакера, заново подняли трубу и начали сажать.  Пакер все же посадили, примерно через час, вероятнее всего бригада плохо проскребковала (проскрепировала) этот интервал обсадной колонны (скрепирование - очистка поверхности обсадной трубы с помощью специального скребка - скрепера)

Теперь посмотрим обратную ситуацию - срыв пакера. Дотошности ради надо сказать, что это был стингер для ГРП, но не буду забивать голову неподготовленным читателям. При срыве происходит обратный процесс - трубу начинают поднимать и резиновая манжета и механический якорь выскакивают как пробка. Вес, соответственно, должен сначала вырасти, а потом резко уменьшиться.

Как видим, максимальный вес при натяжке составил 25 тонн-силы, а потом пакер сошел и вес сразу уменьшился до 21,5 тонн-силы.

Все данные по работе сохраняются в переносном блоке памяти, где могут храниться до двух лет. Если у заказчика возникнут вопросы, например при расследовании аварии, он может эти данные просмотреть в виде диаграмм (динамограмм), которые формируются в специализированной программе ASC Manager

Пример диаграммы, сформированной в программе ASC Manager

По этой гистограмме хорошо видно, как проводился подъем инструмента. Он начался в восемь утра и шел до пятнадцати часов. После этого по какой-то причине подъем не проводился до 18:30, после этого до 24:00 была полностью поднята труба. Начальный вес был порядка 26 тонн-силы, т. е подвеска была спущена примерно на 2826 метров, если взять усредненную длину трубы (исходить будем, что все трубы новые), то было спущено порядка 283 штук. Время подъема составило 12,5 часов, скорость подъема составила 22,64 штуки в час. Это меньше, чем положено по регламенту, если был подъем голой трубы или воронки.

Тем, кто прочитал этот бред статью и не умер от скуки - спасибо

Старый и мазутный металлолом, но работает.

На подъемнике имеется телескопическая двухсекционная мачта. Основа любого подъемника – это буровая лебедка. Через талевую (полиспастовую) систему вращающее движение лебедки преобразует в поступательное.

Лебедка

Талевая система состоит из системы неподвижных роликов наверху мачты – кронблока, подвижных роликов – талевого блока, к которому прикреплен крюк, поэтому данная конструкция называется крюкоблок.

Кронблок. Подъемник АПРС

Крюкоблок

Управление этой конструкцией ведется с рабочего места бурильщика, у него есть ручка управления механического тормоза - палка. Если кто читал анекдот про обезьяну и палку - вот про нее и речь.

Кроме основной лебедки есть вспомогательная лебедка, которую называют кермак. Она нужна  для СПО мелких предметов, например подтягивания труб и тд.

Вспомогательная лебедка

Так работает лебедка и движется блок с закрепленным элеватором. В начале видео видно, как обезьяна бурильщик управляет палкой. Опустил - затормозил, поднял - перестал прижимать тормозные ленты с колодками

Также для СПО необходимы ключи, про которые я уже подробно рассказывал. А также спайдер и элеваторы.

Спайдер предназначен для захватывания и удерживания труб на весу во время СПО. Он имеет пневмоцилиндр для открывания/закрывания клиньев, состоящих из разъемных секций. На внутренней стороне клиньев находятся сухари, которые буквально впиваются в тело трубы и клинья плотно обжимают ее, не давая сдвинуться вниз под собственным весом.

Сухарь спайдера

Сам спайдер

Если надо трубу поднять или опустить, то спайдер открывают с помощью пневмоцилиндра, его управлением занимается бурильщик.

Работа спайдера

Элеватор также как и спайдер предназначен для удержания труб во время СПО, но если спайдер находится неподвижно на устье скважины, то элеватор движется на крюкоблоке, к которому присоединяется с помощью массивных металлических серег - штроп

Штропы для двухштропного элеватора

Чаще всего применяется элеватор ЭТА

Он очень удобен и имеет простую конструкцию - корпус, в котором находятся сменные захваты для разных типов труб, и ручку для закрытия/открытия

Сменный захват

Если вес большой, то применяют более массивный, сложный, тяжелый и менее удобный элеватор типа КМ.

Элеватор КМ, одетый на трубу перед срывом стингера. Виден вертлюг с подбитым РВД

Теперь рассмотрим, как спускают трубы. Они расположены на стеллажах сбоку от приемных мостков (беговой)

Приемный мост и стеллажи без труб. К сведению, для общего развития, на мостике лежит фрак арматура для гидроразрыва пласта, красным покрашена

Трубы лежат рядами, по регламенту число рядов не должно превышать шесть. Верхние ряды легко накатывать и сбрасывать, руками, ногой, или с помощью такого крючка

Если нижние ряды, то наступает проблемая, поэтому обычно их подтягивают кермаком или, как тут, с помощью крюкоблока (кермак сломан)

Работа у помбуров на свежем воздухе, физически активная, как говорил мой напарник Женек. когда я был помбуром - это ты должен доплачивать за работу мечты)))

После этого ниппели труб смазывают специальной графитовой резьбовой смазкой. После этого надевают элеватор и поднимают.

Смотрим подробно за руками. Под конец помбур переворачивает элеватор зевом вверх для безопасности, если он забудет его закрыть, то труба не упадет на черепушку

Труба идет вверх вместе с элеватором, под конец видео он ловит проходной шаблон, который кидают в трубу, чтобы проверить ее проход. Не буду супервайзером, но сказу, что труба смазана, или смазана резьба муфты, а надо смазывать ниппель. И колпачка нет.

Скручивает трубу (опять же не сделав несколько оборотов вручную), потом затягивает ее с помощью гидравлического ключа. Бурильщик открывает спайдер, отпускает тормоз лебедки (палку), и под собственным весом трубы спускаются вниз. Под конец видео видно, как в трубу кидают проходной шаблон

Оцените работу бурильщика. Без суеты, с профессиональным навыком делает свое дело. Все же не каждая обезьяна научится, даже не каждый человек так сможет. Хотя со стороны все просто.

Если брать подъем, то он происходит примерно также, только в обратной последовательности. Норма зависит от типа спускаемого инструмента, в данном случае спускают воронку под солянокислотную обработку, это 300-330 труб в день. Тяжело это или легко - оценивать вам, мои уважаемые читатели. Я уже на себе оценил этот труд.

Следующая тема по КРС будет касаться работы ИВЭ -индикатора веса электронного, третьего глаза бурильщика

Основной пик банкроств, был в 2016 году. Но 2019 год по показателям вдвое обогнал предыдущий 2018 год. И потери идут по нарастающей. В 4 квартале 2019, потери среди нефтегазовых компаний, немного не догнали 2018.

И такое число разорившихся компаний происходит при цене по 60 долларов за баррель. А что будет, если цена упадет до 40 долларов? И это при том, что в США гораздо лучшие условия для добычи сланцевого газа (и нефти), чем в нашей стране, Баккен - это вам не Бажен.

Я понимаю, что у нас любят кричать о сланцевой революции, о себестоимость нефти, которая упала, якобы, ниже сорока долларов за баррель (хотя насчитать себестоимость разную можно, главное - как считать), про бурное развитие технологий и тд. Громче всего при этом кричат те, кто нефть в глаза и не видел. Но, иной раз, складывается впечатление, что весь сланцевый американский нефтегаз стоил дороже, чем затраты на него. Потому что можно обмануть людей, можно обмануть финансистов, экономистов, но невозможно изменить физику и EROEI