ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА (ГРП) Суть операции заключается в нагнетании в скважину по специальным насосно-компрессорным трубам высоковязкой жидкости (геля), приготовленной на основе воды или углеводородной жидкости (нефть, дизельное топливо). Давление, создаваемое жидкостью, разрывает породу пласта по плоскостям минимальных напряжений горного давления. В результате в пласте образуется трещина. После разрыва пласта, за счет продолжающейся закачки жидкости, образовавшаяся трещина увеличивается в размерах. При достижении трещиной определенных размеров в жидкость разрыва начинает подаваться расклинивающий агент, называемый проппантом (искусственный песок с частицами шаровидной формы, изготовленный на основе бокситов). Расклинивающий агент транспортируется жидкостью разрыва в трещину. Его задача удерживать трещину в раскрытом состоянии после прекращения подачи жидкости разрыва в скважину и снятия избыточного давления. На заключительной стадии, оставшийся после заполнения трещины в скважине проппант, продавливается гелем в пласт. Таким образом, за счет созданной трещины, заполненной проппантом, расширяется область пласта, дренируемая скважиной, подключаются ранее не участвующие в разработке участки залежи, создается высокопроводящий канал для поступления нефти в скважину. Это позволяет увеличить дебит скважины в несколько раз (в среднем по нефти в 3 раза), увеличить коэффициент извлечения нефти из пласта, и тем самым переводить часть забалансовых запасов нефти в промышленные. ОПЕРАЦИЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА

ТЕХНОЛОГИЯ ГРП В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Стоимость услуг по проведению ГРП около 1 миллиарда долларов в год Прирост добычи нефти – от 2 до 8 тыс.тонн в год на одну операцию. Около 10 тысяч операций ГРП в год

РЫНОК ОБОРУДОВАНИЯ ГРП В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Количество комплексов ГРП на территории РФ – более 80 Средняя стоимость комплекса ГРП – не менее 12 млн. долларов Суммарная стоимость комплексов ГРП – около 1 млрд. долларов Количество комплексов ГРП на территории РФ – более 80 Средняя стоимость комплекса ГРП – не менее 12 млн. долларов Суммарная стоимость комплексов ГРП – около 1 млрд. долларов

РОССИЙСКИЙ КОМПЛЕКС ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ ПЛАСТОВ

КОМПЛЕКС ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА Комплекс предназначен для вовлечения в разработку трудноизвлекаемых запасов углеводородов и повышения эффективности их добычи. Комплекс обеспечивает: - транспортирование и доставку технологического оборудования, обеспечивающего процесс гидроразрыва пласта на нефтяных и газовых промыслах, по дорогам от I до V категорий, - подготовку и временное хранение жидких и сыпучих расходных материалов, - приготовление рабочих жидкостей и смесей, - закачку в скважину рабочей жидкости или смесей жидкостей с сыпучими компонентами, под давлением и с производительностью, обеспечивающими процесс гидроразрыва пласта, а также для осуществления гидравлического, гидропескоструйного или химического воздействия на призабойную зону скважины на нефтяных и газовых месторождениях, - документирование и наглядное отображение протекания процессов приготовления рабочих жидкостей и смесей и их закачку в призабойную зону скважины. - выполнения других технологических процессов на нефтяных и газовых месторождениях.

КОМПЛЕКС ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ В состав комплекса ГРП входит следующее основное оборудование: - одна станция контроля и управления СКУ-10; - четыре установки насосные УН-2250; - одна установка смесительная УС-10; - ёмкости гельные для рабочей жидкости; - бункер для проппанта или саморазгружающийся проппантовоз; - машина манифольдов типа ММ-105М с блоком манифольдов типа БМ-105. СОСТАВ КОМПЛЕКСА ГРП

СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ КОМПЛЕКСА ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА 1 – СКУ-10; 2 – УН-2250; 3 – УС-10; 4 – БМ-105; 5 – ММ-105; 6 – емкость гельная; 7 – бункер проппанта.

КОМПЛЕКС ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ Комплекс обеспечивает автоматизированное (компьютеризованное) управление процессом ГРП под наблюдением руководителя работ, технолога и оператора УН, находящихся в станции контроля и управления СКУ, а также визуальный контроль параметров ГРП на трех мониторах и пульте ОПУ станции СКУ и мониторе установки смесительной УС. В процессе проведения ГРП обеспечена возможность в любой момент времени корректировать параметры ГРП вручную, а также полностью перейти на ручное управление. Элементы управления процессом ГРП и контроля за параметрами процесса ГРП, в том числе и визуального, объединены в единую систему автоматизированного управления и контроля САУК, включающую в себя: программное обеспечение системы; промышленные компьютеры ПК1 и ПК2 станции СКУ-10; три монитора станции СКУ-10; объединенный пульт управления установками насосными ОПУ станции СКУ-10; Принтер станции СКУ-10; промышленный компьютер ПК установки смесительной УС-10; блок аппаратуры сопряжения БАС установки смесительной УС-10; пульт контроля и управления ПКУ с монитором и органами ручного управления установки смесительной УС-10.

СТАНЦИЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ СКУ-10

Станция контроля и управления СКУ-10, предназначена для автоматизированного управления установками насосными УН-2250 (УН) и установкой смесительной УС-10 (УС) в режиме гидроразрыва нефтяных и газовых пластов (ГРП) с поддержанием, заданных программой промышленного компьютера или оператором, расходов рабочей жидкости, сухих и жидких химических реагентов, концентрации проппанта, а также фиксации контролируемых параметров (прямых и расчетных), архивирования режимов и параметров работы Комплекса, а также регистрации режимов и параметров на бумажном носителе. Вид климатического исполнения «У1» ГОСТ

СТАНЦИЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ СКУ-10 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ п.п. ПараметрыЗначения 1.Автомобиль специальный с кузовом-фургоном (на шасси MA3-5336A5-320) 1.1Полная масса (эксплуатационная), не более Количество отсеков в кузове-фургоне 2 1.3Количество рабочих мест 4 1.4Количество мест для представителей заказчика (супервайзеров) 3 1.5Основное электропитание от внешней сети 220 В или собственного генератора 1.6Дополнительное электропитание пост. тока 24 Вот аккумуляторов автомобиля 1.7Оборудование кузова-фургона 1.7.1Дизель генератор (220 В, 9000Вт), количество Кондиционер ( 220В, 2000Вт), количество Автономный воздушный отопитель, дизельный (24В, количество Обогреватель электрический, настенный (220В, 1500Вт), количество Шкаф с вытяжной вентиляцией для лабораторных исследований, количество Шкаф для размещения блоков компьютерного оборудования, количество 1 2Специальное электрооборудование СКУ 2.1Объединенный пульт управления УН, количество 1 2.2Промышленный компьютер, количество 2 2.3Мониторы, количество 3 2.4Принтер, количество 1 2.5Катушки с кабелем 50м, количество Прожекторы стационарные/выносные, количество4/2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

КОМПОНОВКА И ОБОРУДОВАНИЕ СКУ-10 Шкаф с вытяжной вентиляцией Стойка с компьютерным оборудованием Объединенный пульт управления УН Кондиционер Оператор УН Руководитель работ Супервайзер Технолог Химик-лаборант

КОМПОНОВКА И ОБОРУДОВАНИЕ СКУ-10 Дизель-генератор Катушки с кабелем Панель стыковочных разъемов

СТАНЦИЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ СКУ-10 ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛИРУЕМЫХ И РЕГИСТРИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ГРП Параметры времени и давления - Дата, время, Заказчик, Исполнитель, месторождение, скважина, плановые параметры ГРП. - Давление 1 закачки (БМ-105), мПа. (max 85 мПа) - Давление 2 закачки (УН-2250), мПа (max 85 мПа) - Затрубное давление, мПа (max 20 мПа) Расход смеси и Сумматоры - Расход 1 на выходе УС, м 3 /мин (max 15 м 3 /мин) - Расход 2 на выходе УС, м 3 /мин (max 15 м 3 /мин) - Расход 3 с тахометров УН 1…4, м 3 /мин (max 15 м 3 /мин ) - Сумматор смеси с расхода 1 на выходе, м 3 - Сумматор смеси с расхода 2 на выходе, м 3 - Сумматор смеси с расхода 3 от тахометров, м 3 Расход чистой жидкости и Сумматоры - Расход 1 на входе УС, м 3 /мин - Расход 2 на входе УС, м 3 /мин - Сумматор чистой жидкости от расхода 1 на входе УС, м 3 - Сумматор чистой жидкости от расхода 2 на входе УС, м 3 - Суммарный объем закачанной чистой жидкости из цистерн, м 3 Концентрация проппанта и Сумматоры - Концентрация проппанта 1 (по плотномеру), кг/м 3 - Концентрация проппанта 2, кг/м 3 - Сумматор проппанта 1, кг - Сумматор проппанта 2, кг - Сумматор проппанта 3, кг - Расход проппанта по оборотам шнека 1. кг/мин - Расход проппанта по оборотам шнека 2. кг/мин - Расход проппанта по оборотам шнека 3. кг/мин - Сумматор проппанта по оборотам шнеков 1, 2, 3 кг - Общая масса закачанного проппанта, кг Концентрация жидких и сухих добавок и Сумматоры - Расход жидкой добавки 1, л/мин - Расход жидкой добавки 2, л/мин - Сумматор жидкой добавки 1, л - Сумматор жидкой добавки 2, л - Расход сухой добавки. Шнек 1, кг/мин - Расход сухой добавки. Шнек 2, кг/мин - Сумматор сухой добавки. Шнек 1, кг - Сумматор сухой добавки. Шнек 2, кг - Суммарная масса закачанной сухой добавки, кг

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СКУ-10 КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА ПРОЦЕССА ГРП

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СКУ-10 ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРП ГЕНЕРАЦИЯ ОТЧЕТА

УСТАНОВКА НАСОСНАЯ УН-2250

Установка насосная УН-2250 предназначена для закачки в скважину рабочей жидкости или смесей жидкостей с сыпучими компонентами, под давлением и с производительностью, обеспечивающими процесс гидроразрыва пласта, а также для осуществления гидравлического, гидропескоструйного или химического воздействия на призабойную зону скважины на нефтяных и газовых месторождениях. Вид климатического исполнения «У1» ГОСТ УН обеспечивает следующие функции: -автоматизированную работу в режиме ГРП; -автоматическое переключение передач в трансмиссии без разрыва потока мощности и управление режимами работы газотурбинных двигателей (ГТД); -плавный диапазон регулирования с ОПУ в СКУ величины опрессовочного давления манифольдов и насосно-компрессорных труб, создаваемого УН в диапазоне от 0 до 85 Мпа; -плавный диапазон регулирования производительности УН с ОПУ в СКУ в диапазоне от 0 до 2,5 м 3 /мин; -автоматическое поддержание постоянной величины производительности (вне зависимости от изменения давления, создаваемого скважиной) по команде с ОПУ в СКУ; -автоматический встроенный контроль состояния узлов и систем УН; -прекращение подачи рабочей жидкости в скважину при срабатывании защиты от превышения максимально допустимого давления на скважине без остановки ГТД.

УСТАНОВКА НАСОСНАЯ УН-2250 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

УСТАНОВКА НАСОСНАЯ УН-2250 РАБОЧАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА На характеристике указаны расходы, при которых система автоматического управления режимами производит переключение передач в КП1 и КП2

Бак топливный Газотурбинные двигатели ГТД-1250 Насос НТП-2250 Автоматическая трансмиссия Бак системы смазки приводной части насоса НТП-2250 РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ УН-2250 Привод управления двигателями

РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ УН-2250 Муфта Баллоны воздушной системы Аппаратура запуска двигателей Аккумуляторные батареи Система смазки уплотнений плунжеров

ПАНЕЛЬ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ УН-2250 Оперативный контроль систем Переключение технологических режимов Автоматическое поддержание заданного расхода Автоматическая защита от превышения давления Контроль рабочих параметров Переключение режимов управления

ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС НТП-2250 Максимальная мощность л.с.

УСТАНОВКА СМЕСИТЕЛЬНАЯ УС-10

Установка Смесительная предназначена для приготовления рабочих жидкостей и смесей в составе мобильных комплексов для гидравлического разрыва пласта и подачи жидкостей и смесей к УН при осуществлении гидравлического воздействия на призабойную зону скважины на нефтяных месторождениях. Установка Смесительная обеспечивает: - автоматическую работу в режимах приготовления жидкостей, смесей и ГРП; - приготовление рабочих жидкостей и смесей с использованием гуаровой муки, активаторов, загустителей, стабилизаторов глин, деэмульгаторов, сшивателей, сыпучих химреагентов, деструкторов, проппантов; - регулируемую подачу жидких химических реагентов при приготовлении рабочих жидкостей и подаче жидкостей и смесей к УН в процессе ГРП; - регулируемую подачу в процессе проведения ГРП деструктора и проппанта в приёмный бункер смесителя.

УСТАНОВКА СМЕСИТЕЛЬНАЯ УС-10 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

КОМПОНОВКА И ОБОРУДОВАНИЕ УС-10 Дизельный привод Баки жидких добавок Смеситель Механизм подачи проппанта Всасывающий насос Дозировочные насосы Расходомеры жидких добавок

КОМПОНОВКА И ОБОРУДОВАНИЕ УС-10 Механизм ввода сухих добавок Нагнетательный насос Электромагнитный расходомер Турбинный расходомер Измеритель плотности

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ УС-10 Система управления работой УС обеспечивает в автоматическом режиме: -запланированный во времени расход рабочих жидкостей (смесей) в процессе их приготовления и проведения ГРП; -запланированный во времени расход жидких добавок в процессе приготовления жидкостей и смесей и при их подаче на УН; -запланированный во времени ввод сухих добавок (деструкторов) в жидкости и смеси при проведении ГРП; -запланированную во времени концентрацию проппанта в смеси при проведении ГРП; -обработку информации контрольно-измерительных приборов и передачу данных в СКУ. В случае необходимости, оператор может оперативно включить ручной режим управления на пульте контроля и управления, расположенном в кабине УС.

ПУЛЬТ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ УС-10 Контроль гидросистемы Отображение рабочих параметров Панель управления двигателем ЯМЗ Управление затворами Управление электрооборудованием УС Переключатель режимов управления Ручное управление рабочим оборудованием

ИНТЕРФЕЙС ПРОГРАММЫ УПРАВЛЕНИЯ УС-10