Статья на тему Методы защиты скважинного оборудования от механических примесей. Статья Бежин. Методы защиты скважинного оборудования от механических примесей
 Скачать 25.8 Kb.
|
|
Методы защиты скважинного оборудования от механических примесей (Methods of protection of borehole equipment from mechanical impurities) Бежин Д.А., Царьков И.В. Самарский государственный технический университет (Россия, Самара) Аннотация В статье рассматриваются основные причины осложнений в работе скважинного оборудования, применяющегося при разработке запасов Хасырейского месторождения Вала Гамбурцева. Обосновывается актуальность применения комплексного подхода к защите скважинного оборудования от воздействия механических примесей. Описаны основные направления и способы защиты скважинного оборудования от воздействия механических частиц. Приводятся результаты обобщения промыслового опыта применения основных средств защиты скважинного оборудования от воздействия механических примесей. Ключевые слова: абразивный износ, взвешенные частицы, скважинное оборудование, скважина, солеотложения, ингибитор, механические примеси, насос, фильтр. Abstract The article discusses the main causes of complications in the operation of downhole equipment used in the development of reserves of the Khasyreyskoye field of the Gamburtsev Shaft. The relevance of the application of an integrated approach to the protection of downhole equipment from the effects of mechanical impurities is justified. The main directions and methods of protecting downhole equipment from the effects of mechanical particles are described. The results of generalization of the field experience in the use of basic means of protection of borehole equipment from the effects of mechanical impurities are presented. Keywords: abrasive wear, suspended particles, borehole equipment, borehole, salt deposits, inhibitor, mechanical impurities, pump, filter. Хасырейское нефтяное месторождение в промысловом плане приурочено к группе месторождений Вала Гамбурцева и территориально располагается на территории Ненецкого автономного округа, эксплуатация месторождения осуществляется предприятием ООО «РН - Северная нефть» с 2002 года. Добыча скважинной продукции на месторождении осуществляется преимущественно механизированным способом с применением установок электроприводного центробежного насоса (УЭЦН). Большая часть запасов месторождения сосредоточена в залежах овинпармского горизонта (D1dol), представленного чередованием трещиноватых известняков, доломитов, аргиллитов и слабосцементированных песчаников. Разработка залежей рассматриваемого пласта осложнена наличием включений и прослоек слабосцементированных песчаников, подверженных интенсивному разрушению, а также вымыванию [1]. По данным предприятия ООО «РН - Северная нефть» на текущем этапе разработки, порядка 39% фонда добывающих скважин составляют скважины, в той или иной степени осложненные выносом механических частиц в полости промыслового оборудования, в качестве дополнительного фактора, осложняющего эксплуатацию данных скважин, выступает образование солевых и асфальтеносмолопарафиновых отложений. Минералогический гранулометрический и Анализ проб и смывов, полученных при проведении комплексной очистки показал преобладающее наличие в их составе частиц кварца, а также оксидов и сульфидов железа, с размером частиц до 0,3 мм (с массовой концентрацией более 85% отсева), остальная часть отсева представлена частицами солей и глинистых минералов, характеризующихся высокой адгезией с рабочими поверхностями промыслового оборудования. Наличие интенсивного выноса механических нерастворимых частиц с жидкостью из скважины, а также присутствие глинистых минералов, солей, асфальтеносмолопарафиновых компонентов, способствует образованию на рабочих частях и в полостях насосов и иного промыслового оборудования осадков и отложений, характеризующихся высоким абразивным и коррозионным воздействием, что подтверждается результатами внешнего осмотра и дефектовки скважинного оборудования. Так, на долю воздействия механических примесей приходится более 44% случаев выхода скважинного оборудования из строя с последующей реализацией его среднего и капитального ремонта, что определяет высокую актуальность проблемы защиты скважинного оборудования от воздействия данного негативного фактора. Следствием образования скоплений механических твердых частиц, а также различного рода отложений на рабочих частях и в полостях насосов является повышенный износ рабочих органов, приводящих к возникновению их дисбаланса и заклинивания, которые, в свою очередь, могут привести к повышению уровня вибраций и износа подшипниковых опор, снижению производительности насоса, перегреву обмоток электрического привода и иных элементов электрической части насоса, а также иных дефектов, ухудшающих условия работы скважинного оборудования и снижающих его надежность [2, 3]. С целью снижения негативного воздействия механических примесей, солей и асфальтеносмолопарафиновых отложений на скважинное насосное оборудование, в промысловой практике находят применение три группы методов защиты оборудования: механические, технологические, химические и физико-химические методы. Группу механических методов составляют методы, направленные на непосредственное предотвращение попадания механических частиц на рабочие части и в рабочие полости насосного и иного промыслового оборудования, реализация данных методов базируется на использовании различного рода фильтров, устанавливаемых как в скважине (забойные фильтры), так на входе и выходе из насосов, а также центробежных и сетчатых шламоуловителей. К преимуществам данного рода методов можно отнести достаточно высокую эффективность удержания крупных механических частиц и обломков от попадания в полости скважинного оборудования. К недостаткам данных методов можно отнести сокращение временного периода между работами по техническому обслуживанию скважины, обусловленное необходимостью периодической очистки фильтрующего оборудованию, а также низкой эффективности в отношении мелких частиц, преобладающих, как правило, в составе скважинной жидкости [4]. Технологические методы защиты базируются на регулировании технологических параметров работы скважинного оборудования, реализация таких методов осуществляется посредством применения насосного оборудования, работающего на низких частотах вращения, регулирования производительности насосов, а также использования автоматических систем контроля вибраций, нагрева и напряжения на рабочих и электрических частях оборудования. Также, к данной группе методов относится своевременное проведение технического обслуживания оборудования. К преимуществам данной группы методов можно отнести возможность предотвращения серьезных неисправностей скважинного оборудования, вызванных воздействием механических примесей, особенно, в случае использования автоматических систем мониторинга технического состояния насосов, также, данные методы позволяют в значительной степени увеличить межремонтный период работы оборудования и повысить его надежность. К недостаткам таких методов можно отнести отсутствие влияния на интенсивность выноса механических частиц в рабочие полости насосного и иного промыслового оборудования. Группу химических методов защиты скважинного оборудования составляют методы, базирующиеся на использовании ингибиторных средств защиты, различающихся по целевому объекту ингибирования, месту и периодичности применения, а также химическому составу. Как правило, в промысловой практике применяют средства и вещества, направленные на ингибирование солеотложений, асфальтеносмолопарафиновых отложений, а также коррозию скважинного оборудования. Такие методы, также не способствуют непосредственному снижению интенсивности выноса механических частиц из скважины, однако способствуют снижению образования различного рода пробок, осадков, отложений и коррозии препятствующих нормальной работе скважинного и иного промыслового оборудования. Группу физико-химических методов защиты составляют методы, базирующиеся на предотвращении выноса механических частиц из скважины за счет укрепления слабосцементированных пород, изоляции зоны перфорации, а также формирования проницаемого устойчивого экрана в призабойной зоне скважины (ПЗП). Реализация таких методов осуществляется посредством закачки в ПЗП различного рода полимеров, смол или RCP-проппанта, которые в процессе полимеризации способствуют укреплению слабосцементированных горных пород, а также образуют пористую структуру, обеспечивающую достаточную фильтрацию пластовых флюидов с целью предотвращения значительного негативного влияния на производительность скважины. К недостаткам данных методов защиты можно отнести относительно высокую стоимость их реализации, обусловленную как высокой стоимостью применяющихся реагентов, так и необходимостью остановки работы скважины на достаточно продолжительное время, требующееся для нормальной полимеризации компонентов и набора прочности изоляционного экрана. Защита скважинного оборудования от воздействия механических частиц в рамках разработки основных запасов Хасырейского месторождения, является актуальной задачей. Высокий уровень выноса механических частиц с продукцией скважин, интенсивное образование отложений солей и асфальтеносмолопарафинов, как показывает промысловый опыт, являются преобладающей причиной преждевременного выхода из строя насосного оборудования, что приобретает особенное значение в условиях повсеместного использования механизированного способа эксплуатации запасов месторождения. Нарушение работоспособности скважинного насосного оборудования, в свою очередь, приводит не только к увеличению затрат, связанных с ремонтом и заменой насосного оборудования, но и также к увеличению затрат, обусловленных нерациональным простоем скважин, что, в совокупности приводит к значительному снижению технико-экономических показателей разработки месторождения. В настоящее время, в промысловой практике применяются различные методы защиты скважинного оборудования от воздействия механических частиц, посредством организации фильтрации, ингибирования скважинной жидкости, а также регулирования параметров работы скважинного оборудования и воздействия на физико-механические параметры ПЗП. Ввиду наличия как преимуществ, так и недостатков, среди отдельных методов защиты, в рамках обеспечения надежной и эффективной работы скважинного оборудования, в условиях активного выноса механических частиц из скважин, наиболее рациональным является подход, основанный на реализации комплексной защиты оборудования в процессе эксплуатации, обеспечивающей компенсацию недостатков отдельных видов и методов защиты, за счет преимуществ других. В свою очередь, разработка комплексной защиты должна производиться с учетом её экономической целесообразности, что требует рассмотрения и оценки экономической эффективности применения конкретных средств и способов защиты в составе комплекса. Список используемых источников информации Ященко И.Г., Полищук Ю.М. География высокосмолистых нефтей и особенности их физико-химических свойств // Известия ТПУ. – 2011. – №1. – С. 41-45. Карапетов К.А. Борьба с песком в нефтяных скважинах. – М.: Гостоптехиздат, 1958. – 140 с. Куличенко П.С. Причины и профилактика выноса механических примесей в скважину при добыче нефти // Научный журнал. 2018. №10 (33). – С. 67-69. Куличенко П.С. Методы защиты УЭЦН от влияния механических примесей: комплексный подход к решению проблемы // Достижения науки и образования. 2018. №7 (29). – С. 29-32. |