1. Характеристика объектов скважины и причины, вызывающие необходимость их ремонта в процессе эксплуатации. Конструкции эксплуатационных колонн и возможная их оснастка

• Название: 1. Характеристика объектов скважины и причины, вызывающие необходимость их ремонта в процессе эксплуатации. Конструкции эксплуатационных колонн и возможная их оснастка
• Дата: 17.06.2020
• Размер: 414.61 Kb.
• Имя файла: PiKRS_Gotovaya_Nikita.docx
• Тип: Документы; #130983
• страница: 7 из 8

Пулевые перфораторы разделены на 2 вида: 1) с гори­з. стволами, когда длина стволов мала и ограничена радиальными габаритами перфоратора; 2) с вертик. стволами с отклонителями пуль на концах для придания их полету направления, близкого к перпендикулярному по отнош. к оси скв-ны.

Торпедная перфорация осущ-ся аппаратами, спускае­мыми на кабеле, и отлич. от пу­левой перфорации тем, что для выстрела использ. разрывной снаряд, снабженный взрывателем замедленного действия. Аппарат сост. из секций, в каждой из которых имеется по 2 гориз. ствола. Снаряд снаб­жен детонатором накольного типа. При остановке снаряда про­исх. взрыв внутреннего заряда, в рез-те чего происх. растрескивание окружающей породы.

Кумулятивная перфорация осущ-ся стре­ляющими перфораторами, не имеющими пуль или снарядов. Прострел преграды достиг. за счет сфокусир. взры­ва. Такая фокусировка обусловлена конической формой пов-ти заряда ВВ, облицованной тонким металлическим покры­тием.

Кумулятивные перфораторы раздел-ся на корпусные и бескорпусные (ленточные). Корпусные перфораторы после их перезаряда исполь-ся многократно. Бескорпусные - одноразового действия.

Применение перфораторов разл-х типов и конструкций зависит от плотности вскрываемых пород. В твердых породах рекоменд-ся примен. кумулятивную перфорацию, в менее плотных и малопроницаемых породах — снарядную, в рыхлых породах и слабо сцементированных песчаниках — пулевую.

Гидропескоструйная перфорация основана на использовании абразивного и гидромониторного действия струи ж-ти (воды, нефти) со взвешенным в ней песком, выходя­щим под высоким давл-ем из узкого отверстия (сопла). Такая струя в течение нескольких минут создает в обсадной трубе, цементном кольце и породе глубокий канал, обеспечивающий надежное сообщение м/у скв-ной и пластом.

Существует три технологии вторичного вскрытия: на репрессии, депрессии и при равновесии. Перфорация скважин на репрессии выполняют при негерметизированном устье и заполнении скважины утяжеленным раствором, который предотвращает открытый выброс нефти или газа, но снижает естественную проницаемость прискважинной зоны и дебит скважины. Перфорация на репрессии с небольшим превышением давления над пластовым применяется, если пласт имеет хорошую проницаемость, мало загрязнен в процессе бурения и способен самоочищаться.

Перфорация скважин на депрессии выполняется при герметизации устья, установке фонтанной арматуры и заполнении скважины облегченным раствором: нефтью, дизельным топливом или газом. Депрессия снижает возможность проникновения промывочной жидкости в пласт, снижения естественной проницаемости и дебита скважины.

Наибольшее распространение получили высокопроизводительные и не дорогие технологии вскрытия пластов на репрессии с использованием кумулятивных перфораторов (ПК, ПКО, ПКОС, ПР и др.). На газовых месторождениях вскрытие 50% пластов производится полностью разрушающимися (ПР43, ПР54), более 30% - полуразрушающимися перфораторами, в том числе на ленточных каркасах (ПРК42, ПРК54), 15% - корпусными перфораторами многократного применения. Плотность прострела - от 4,3 до 50 omв/мс общим количеством отверстий в колонне от 30 до 600.

32.Технологии снижения забойного давления. Современные способы снижения уровня в скважине. Комплекс оборудования для свабирования.

Вызов притока флюидов из пласта основан на снижении Рзаб в скв-не ниже Рпл. Скв-ны, в которых ремонтные работы выполнялись без предварительного глушения и перфорированы при депрессии, в операциях по вызову притока не нуждаются.

Если в таких скв-х приток отсутствует, то в завис-ти от предполагаемых причин и степени снижения естественной проницаемости, применяют различные методы локального воздействия на пласт (кислотная обработка, гидравлический разрыв пласта, промывка растворителями и пр.).

Приток ж-ти (газа) из пласта в скв-ну возможен лишь при условии Р_пл > Р_заб + Р_доп

где Р_пл , Р_заб , Р_доп – соответственно, давл-е пластовое, забойное, необходимое для преодоления сопротивлений при течении ж-ти по пласту и трубам, МПа,

Учитывая, что Р_заб = ρgh, получим Р_пл > ρgh + Р_доп

где, ρ – плотность ж-ти, заполнившей скв-ну высотой столба h.

След-но, для получ-я притока флюидов из пласта, необходимо или снизить плотность ж-ти, или уменьшить высоту столба.

В первом случае буровой раствор последовательно заменяют водой, затем - нефтью.

Во втором случае уровень в скв-не снижают одним из следующих способов: оттартыванием желонкой или поршневанием; продавкой сжатым газом или воздухом (компрессорным спосо­бом); аэрацией (прокачкой газожидкостной смеси); откачкой ж-ти штанговыми скв-нными насосами или погружны­ми центробежными электронасосами.

Т.о.., можно выделить следующие 6 осн-х способов вызова притока: замена скв-нной ж-ти на более легкую, компрессорный метод, аэрация, откачка глубинными насосами, тартание, поршневание.

Свабирование традиционно является основным способом вызова притока жидкости из продуктивного пласта при освоении нефтяных скважин за рубежом и находит все большее применение в отечественной нефтедобывающей промышленности, особенно после запрета Ростехнадзором на применение сжатого воздуха для снижения уровня жидкости в нефтяных скважинах.

Скважинное оборудование включает: сваб, грузы, узел крепления к тяговому элементу, якорь, седло, клапан, ловитель, ясс.

В скважину спускается колонна НКТ с установленным на конце седлом всасывающего клапана, ограничительной муфтой или патрубком диаметром 60 мм с воронкой, для исключения падения сваба на забой в случае его обрыва и свободного прохождения геофизических приборов при подъеме, если после свабирования планируются геофизические исследования. Глубина спуска НКТ с учетом решаемой задачи определяется геологической службой заказчика и указывается в плане работ. При спуске колонна НКТ шаблонируется шаблоном диаметром 59,6 мм и длиной от 450 до 650 мм.

Агрегат для свабирования устанавливается на устье скважины в соответствии с инструкцией по его эксплуатации. Насосный агрегат при откачке жидкости из приемной емкости в нефтесборный коллектор располагается на расстоянии не менее 10 м от устья скважины и от приемной емкости.

Работы по свабированию скважин проводятся под руководством инженерно-технического работника согласно утвержденному плану работ. Перед началом свабирования скважины все участники работ должны быть ознакомлены с порядком ведения технологического процесса, должны пройти инструктаж по технике безопасности с записью в журнале инструктажа на рабочем месте.

Прослеживается восстановление уровня в скважине до величины, заданной геологической службой, после чего уровень вновь снижается и прослеживается его восстановление. Циклы свабирования и контроля над изменением уровня повторяются до стабилизации притока из пласта, которая определяется по наложению кривых восстановления уровня. На скважинах, где уровень восстанавливается медленно, прослеживание уровня ведется круглосуточно.

33.Ремонтные работы, связанные с воздействием на продуктивный пласт. Цели и методы воздействия на продуктивный пласт в зоне забоя скважины. Схемы и техническая реализация методов воздействия.

Воздействие на эксплуатируемые объекты осущ-ся с целью интенсификации извлечения из них продукции и полноту выработки запасов. Заключ-ся в повышении эфф-ти естественных режимов работы залежей нефти и газа искусственными методами, которые можно разделить на три группы: ППД нагнетанием воды или газа; повыш-е коэф-в извлечения нефти и газа; повыш-е прониц-ти приствольной зоны пласта.

Технологии воздействия на пласты с целью восстановления или увеличения продуктивности скв-н реализуются посредством операций ПРС. Вид и рациональные технологии воздействия выбирают исходя из анализа совокупности множества сведений о состоянии конкретного пласта, отдельного участка, скв-ны.

Основные м-ды повышения проницаемости пород пласта в зоне вблизи забоя скв-ны хим-кие (КО), механич-е (ГРП, ГПП, ПВР), тепловые (прогрев паром, нагретой ж-тью, электропрогрев), физические (обработка реагентами, техническими у-вами для создания депрессии, гидравлических ударов, имплозии). Их применяют индивидуально, в сочетании друг с другом или последовательно.

КО основана на сп-ти растворения составных частиц породы и инородных твердых включений в порах пласта. Применяют в карбонатных и песчаных коллекторах. В карбонатных кол-рах примен-т СКО, а в песчаных и песчано-глинистых – ГКО.

Кислотные ванны предназначены для очистки забоя и стенок скв-ны от цементной и глинистой корки, АСПО, продуктов коррозии, кальциевых отложений из пластовых вод и др. Рабочий р-р кислоты транспортируют в обрабатываемый интервал, не продавливая в пласт, и выдерживают в течение 16 – 24 часа. Затем отреагировавшую кислоту вместе с продуктами реакции удаляют из скв-ны промывкой. Для обратной промывки используют обычно воду, для прямой промывки рекомендуют нефть. В открытых забоях используют раствор с содержанием кислоты 15 – 20 %, а в обсаженных скв-нах от 10 до 12 %. Обычные (простые) КО выполняются с продавливанием кислоты в пласт. Три этапа: предварительная промывка ж-тью продавливания, заполнение труб расчетным объемом рабочего раствора, продавливание раствора в пласт. По истечении времени реагирования удаляют продукты реакции.

Разработаны технологии воздействия с применением полимеркислотных систем (ПКС). ПКС - композиция, основой которой явл-ся смесь 15 – 20 % соляной кислоты и водного раствора полиакриламида (ПАА) 0.05 – 0.1 % концентрации, а также добавок, состав и кол-во определяются конкретными условиями.

Кислотоструйные обработки - нагнетание раствора ч/з гидромониторные насадки (сопла). Оказывает на стенки скв-ны одновременно растворяющее действие активной кислоты и разрушающее действие струи, выходящей из сопла с большой скоростью.

Пенокислотная обработка применяется при больших толщинах пласта. Ввиду прилипания пузырьков газа к поверхности породы замедляется скорость реакции с породой и увеличивается глубина проникновения кислоты в карбонатный пласт. Обработка газированной кислотой ув-ет глубину растворения вследствие инициирования газовой фазой проникновения активной кислоты до самых дальних поровых каналов, что обуславливает их расширению, а также немедленному очищению от продуктов реакции. Эффективна в низко проницаемых терригенных породах с высоким Рпл и во время повторных обработок.

Разрыв пласта давл-ем пороховых газов –основан на образовании трещин в горной породе за счет энергии пороховых газов, образовавшихся при сгорании порохового заряда в специальном аппарате (АСГ 103К). Аппарат спускается на бронированном каротажном кабеле. Рек-ся применять в скв-нах, пласты кот-х из плотных трещиноватых известняков, доломитов и песчаников.

Виброобработка – процесс воздействия на приствольную зону скв-ны с помощью забойных вибраторов, создающих колебания давл-я различной частоты и амплитуды. Возникающие перепады давл-я воздействуют на поверхностные, капиллярные и другие свойства пластовой системы, вызывают в зоне обработки разрывы с образованием многих микротрещин.

Для интенсификации нефтяных и нагнетательных скв-н эффективны импульсно-волновые технологии с расположением генератора импульсов давл-я на устье скв-ны и использующего энергию сжатого инертного газа. на скв-ны, удаленные от обрабатываемой на значительное расстояние (до 200 – 300 м).

В этом случае генератором инфразвуковых колебаний становится сама нагнетательная скв-на, заполненная ж-тью до устья.

Торпедирование – м-д образования в продуктивном пласте каверн, от которых во все стороны расходится сеть трещин, в результате повышается проницаемость пород и увеличивается дебит скв-ны.

Тепловая обработкаприменяется в залежах нефти высокой вязкости и повышенной плотности в пластовых условиях, большим содержанием парафина, смол, асфальтов. Способы теплового воздействии: паром, горячими ж-тями, элетротепловой обработкой, созданием внутрипластового движущегося очага горения (ВДОГ).

Разработана технология термоимплозионной обработки пласта с использ-ем термоисточника и у-ва ударно-депрессионного типа, совмещающее термическое и имплозионное воздействие. Устройство состоит из имплозионной камеры, камеры с термическим источником и узла вослламенения, которые соединены последовательно.

Радиальное вскрытие - один из видов воздействия на продуктивный пласт в призабойной зоне скв-ны с целью интенсификации добычи нефти. В интервал вскрытия на технологической колонне из НКТ спускается отклоняющий башмак, имеющий специальный канал для прохождения вырезающей (оконной) фрезы и гибкого шланга. С пом-ю фрезы, проводимой в движение забойным двигателем, спускаемым в НКТ на гибкой трубе с мобильной установки радиального бурения, прорезается отверстие в эксплуатационной колонне. На гибкой трубе спускается компоновка для проходки радиального канала. Насосом по гибкой трубе подается ж-ть, струя которой, вырываясь из сопла под большим давл-ем, производит разрушение породы и проходку по пласту.

Микробиологические методы обладают комплексным воздействием на пласт микробных клеток на молекулярном уровне. В результате жизнедеятельности микроорганизмов, образующиеся кислоты взаимодействуют с минералами пород и выщелачивают их, увеличивая пористость и проницаемость коллектора.

Метод ВПГ: после зажигания тем или иным способом нефти в пласте у забоя НС (зажигательной) создается движущийся очаг горения за счет постоянного нагнетания с повер-ти окислителя - воздуха или смеси воздуха с природным газом. Для повышения эфф-ти процесса в пласт вместе с окислителем нагнетается вода, повышающая теплоемкость закачиваемого агента.

Термохимическая обработка - проталкивание в пласт горячей соляной кислоты нагретой вследствие реакции м/у кислотой и определенными хим-ми реагентами (магний).

ТКО – процесс комбинированный, в первой фазе которого производится термохимическая обработка, а во второй без перерыва во времени обычная обработка соляной кислотой. Целесообразно применять в скв-нах с t-рой обрабатываемого пласта до 40 ⁰С.

Грязевой кислотой обработка проводится после предварительной установки солянокислотной ванны с целью очистки приствольной зоны скв-ны от различных загрязнений, затем в пласт нагнетают 10 – 15 % раствор соляной кислоты для растворения карбонатных включений. После удаления продуктов реакции в пласт нагнетают грязевую кислоту. Если пласты сильно заглинизированны, концентрацию соляной кислоты принимают 15 % и плавиковой до 6 %. Р-р готовят только на пресной воде и перед его подачей в технологическую колонну вводят нефть (4 – 8 м³)После продавливания скв-ну вводят в эксплуатацию по истечении 8 – 12 часов.

АХВ. В пласт нагнетается и частично продавливается УВ-й р-р ПАВ, затем производится дополнительная перфорация нефтенасыщенной низкопроницаемой зоны, которая подвергается обработке ультразвуком в среде углеводородного раствора ПАВ с выделением тепла.

Гидропескоструйная перфорация (ГПП) – метод, основан на использовании энергии и абразивных свойств струи ж-ти с песком, истекающей с большой скоростью из насадок перфоратора и направленной на стенки скв-ны. Струя образует отверстие или прорезь в обсадной колонне и канал или щель в цементном камне и породе пласта.
34.Гидравлический разрыв пласта. Технические средства и оборудование для реализации ГРП.

ГРП – процесс образования в пласте новых трещин или расширения естественных вследствие нагнетания в скв-ну ж-ти или пены под высоким давл-м, превышающим горное давл-е. Сохранение образовавшихся трещин в открытом состоянии после снижении давл-я обеспечивается заполнением их отсортированным кварцевым песком или пластмассовыми шариками (пропантами), доставленными в зону трещин ж-тью–носителем.

Технология ГРП: Для проведения обычных ГРП в скважину на НКТ опускают пакер, который делит ее ствол на две части и защищает верхнюю часть эксплуатационной колонны от высокого давления. Устье скважины обустраивают арматурой, например 2АУ-700, на рабочее давление до 70 МПа. Все насосные агрегаты (до 10) для нагнетания жидкостей ГРП, например 4АН700, обвязывают с арматурой устья скважины через блок манифольда (1БМ700). Жидкости для ГРП транспортируют автоцистернами вместимостью по 20 м³ либо сливают в стационарный резервуар (по 50 м³) общей вместимостью 100-300 м³. Вспомогательные насосные агрегаты (ЦА-320М) закачивают жидкость в пес-космеситель (4ПА), из которого центробежным насосом вначале только жидкость, а затем жидкость с песком направляются на выход насосных агрегатов (4АН-700) для нагнетания в скважину. Чтобы провести ГРП, из скважины поднимают НКТ и другое глубинное оборудование (насосное, газлифтное), шаблонируют эксплуатационную колонну, спускают пакер на НКТ и спрессовывают их. Процесс ГРП начинается с проверки приемистости скважины при наименьшем расходе жидкости разрыва, которую постепенно увеличивают, например, от 250 до 450, 900, 1500 м³/сут, вплоть до значения, при котором обеспечивается закрепление трещин (2000-3000 м³/сут). Далее нагнетают жидкость-песконоситель, обычно концентрацией Сп песка 50-200 кг/м³. Концентрация зависит от вязкости жидкости. В завершение процесса необходимо вытеснить смесь жидкости с песком из ствола скважины в пласт продавливающей жидкостью и закрыть НКТ, пока давление в скважине не снизится до атмосферного. После поднимают НКТ с пакером и спускают глубинное оборудование для эксплуатации скважины.

ГРП выполняют по трем технологическим схемам:

-однократный, когда воздействию нагнетаемой ж-ти разрыва подвергается весь эксплуатируемый объект скв-ны,

- многокраный, когда воздействию последовательно подвергаются два и более интервала п о всей вскрытой продуктивной части пласта,

- направленный (поинтервальный), когда разрыву преднамеренно подвергается один заранее определенный интервал пласта.

Технология кислотного ГРП предусматривает использ-е двух составов рабочего раствора. В качестве жи-ти разрыва - обратную кислотную эмульсию (ИКЭ), а ж-ти развития трещин – соляную кислоту медленного действия (СКМД).

Для кислотного ГРП желателен плотный пласт с низкой проницаемостью, не имеющий зон поглощения.

При гидроразрыве пласта используют целый комплекс наземного оборудования: насосные агрегаты типа 2АН-500 или 4АН-700, пескосмесительный агрегат 4ПА. Для перевозки жидкости разрыва применяют автоцистерны 4ЦР или ЦР-20.

Агрегат 4АН-700 конструкции Азинмаша является основным в комплекте наземного оборудования. Он отличается повышенными мощностью и производительностью, удобен в эксплуатации. Рабочее давление агрегата позволяет проводить гидроразрыв пластов и осуществлять гидропескоструйные процессы и в глубоких скважинах. Все узлы его смонтированы на грузовом трехосном автомобиле КрАЗ-257 грузоподъемной силой 100—120 кН и представляют из себя следующее: силовую установку; коробку передач; трехплунжерный насос; манифольд, систему управления.

На раме автомобиля, непосредственно за кабиной водителя, расположена силовая установка агрегата, состоящая из двигателя с многодисковой фрикционной муфтой и центробежным вентилятором, систем питания, смазки и охлаждения, установки воздухоочистителя и других вспомогательных узлов.

Двигатель агрегата-дизельмотор двенадцатицилиндровый, четырехтактный имеет мощность 588 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2000 об/мин. Двигатель с помощью многодисковой фрикционной муфты соединен с приемным валом коробки передач.

Насос 4Р-700 трехплунжерный, горизонтальный одинарного действия. Плунжеры предусмотрены размерами 100 и 120 мм, что обеспечивает работу насоса соответственно при давлениях до 70 и 50 МПа. Производительность агрегата при давлении 70 МПа составляет 6,3 л/с и при 20 МПа - 22 л/с. Масса агрегата 20200 кг, габаритные размеры 9800 х 2900 x 3320 мм. Управление агрегатом производится с центрального пульта, расположенного в кабине автомобиля, где размещены педали управления топливным насосом и фрикционной муфтой двигателя, рукоятка управления коробкой передач и необходимая контрольно-измерительная аппаратура.

Для транспортировки песка нужных фракций к скважине, в которой намечено произвести гидроразрыв пласта, и для последующего механического приготовления песчано-жидкостной смеси применяют специальные пескосмесительные агрегаты типа 4ПА.

На самоходном шасси автомашины КрАЗ-257 смонтированы бункер 1 для сыпучего материала с загрузочным шнеком 2 и рабочим шнеком 3, камера гидравлического смещения 5, смеситель 7 с поплавковым регулятором уровня 6, а также приемный коллектор 11 и раздаточный коллектор 10 с насосом 9 для перекачки песка. В верхней разгрузочной части шнека 3 установлена поворотная заслонка 4, соединенная с поплавковым регулятором 6. К стенкам и днищу бункера 1 прикреплены пневмовибраторы, обеспечивающие надежное поступление сыпучего материала самотеком в приемник шнека 3.

Загрузочный и рабочий шнеки, а также лопастная мешалка приводятся в действие гидродвигателями при помощи масляного насоса 8. Все агрегаты установки управляются с пульта, размещенного в кабине автомобиля.