Лекционныйкомплекс по ремонту скважин. 3 Лекционный комплекс РЕМОНТ СКВАЖИН. Общий характер работ по подземному ремонту скважин

• Название: Общий характер работ по подземному ремонту скважин
• Анкор: Лекционныйкомплекс по ремонту скважин
• Дата: 17.02.2023
• Размер: 223.5 Kb.
• Имя файла: 3 Лекционный комплекс РЕМОНТ СКВАЖИН.doc
• Тип: Лекция; #941643
• страница: 2 из 4

Тема: Чистка и промывка песчаных пробок

Продуктивные пласты ряда месторождений сложены слабо сцементированными песками. При эксплуатации таких пластов песок вместе с нефтью и газом выносится из пласта в скважину. Если скорость жидкости, движущейся по стволу скважины и в подъемных труба, не обеспечивает выноса на поверхность всего песка, он осаждается на забое, образуя песчаную пробку. Во время остановок скважин, когда прекращается движение потока жидкости, песок, осаждаясь, также образует пробку. В целях предупреждения пробкообразования необходимо:

а) устанавливать и поддерживать допустимую депрессию;

б) обеспечивать непрерывный вынос песка на поверхность путем подбора скорости движения потока жидкости по подъемным трубам;

в) укреплять грунт в призабойной зоне пласта.

Потребность в чистке обнаруживается по падению производительности скважин. Пробки бывают различной мощности и доходят до 200 – 300 м. они чаще всего состоят из сплошного песка, отложенного на забое скважины, забойные пробки. Иногда на некоторой высоте имеется большое скопление песка, причем песчаные массы отделены друг от друга газонефтяной прослойкой.

Песчаные пробки в скважинах ликвидируют следующими методами:

1. 
   Чисткой желонками;
   
2. 
   Промывочной жидкостью;
   
3. 
   Продувкой сжатым воздухом;
   
4. 
   Чисткой беструбным гидробуром;
   
5. 
   Промывку струйным насосом;
   
6. 
   Разбуриванием плотных пробок турбобуром или ротором.
   

Лекция 7

Тема :Чистка пробок желонками

Желонками чистят пробки небольшой мощности в скважинах глубиной до 1500 м.

Простую желонку изготавливают из насосно-компрессорных или обсадных труб. Верхняя открытая часть желонки снабжена дужкой, за которую она подвешивается к канат, а нижняя – тарельчатым или шариковым клапаном. Диаметр желонок от 75 до 150 мм, длина 6 -12 м. при работе в скважинах, выделяющих много газа, применяют медные нижнее кольцо и дужку.

При наличии плотных пробок применяют поршневую желонку (рис. 210) диаметром от 63 до 125 мм, длиной 7 м. для лучшего наполнения желонку несколько раз спускают и поднимают. Очень плотные пробки разрыхляют ударами пики. Чтобы не пробить пикой колонну, рекомендуется иметь на ней направляющие фонари, часто к пике присоединяют ясс, посредством которого ее выбивают, если она застрянет в пробке.

Наибольшей эффект достигается при чистке пробки автоматическими желонками, действие которых основано на разности между давлениями в скважине и внутри желонки и на большой засасывающей силе, возникшей при этом в желонке.

Корпус автоматической желонки состоит из двух частей; верхняя часть может телескопически надвигаться на нижнюю в пределах длины канавки, выточенной по наружной поверхности песчаной камеры. Песчаная камера удерживается от выпадения находящимися в канавке шариками 10. Конусный клапан 1 делит внутренние полости желонки на две камеры: верхнюю воздушную 2 и нижнюю воздушную 3. В нижней части песочной камеры помещается клапан 4, открывающийся внутрь желонки. При погружении желонки в жидкость клапан 4 открывается и песочная камера заполняется жидкостью. Конусным клапаном 1 воздушная камера герметически закрыта от песочной камеры и давления в ней остается равным атмосферному. Давление в песочной камере недостаточно для того, чтобы приподнялся конусный клапан 1, так как он уравновешен давлением воздуха, находящегося в стакане 6 и сжатого жидкостью, заполняющей песочную камеру. Диаметры седла в верхней части клапана сверху и снизу, который прижимается к седлу только под действием пружины 7.

При достижении желонкой песчаной пробки воздушная камера надвигается на нижнюю часть, сжимая пружину 8 до тех пор, пока хвостовик конусного клапана не упрется в ударник 9. Жидкость, находящаяся в песочной камере, под давлением столба жидкости над желонкой устремляется в воздушную камеру, а песочная камера заполняется материалом пробки. Момент открытия конусного клапана сопровождается звуком, похожим на выстрел и хорошо слышным на поверхности земли.

Во время подъема желонки верхняя камера приподнимается относительно нижней, конусный клапан садится на седло и обе камеры вновь разобщаются. По мере подъема желонки вверх давление в верхней камере, заполненной частично жидкостью и частично сжатым воздухом, будет уже больше, чем давление в верхней камере, заполненной частично сжатым воздухом, будет уже больше, чем давление в нижней камере. На верху воздушной камеры во избежание слишком большого давления внутри нее установлен клапан 5, отрегулированный сжатием пружины на разницу давления внутри камеры и вне ее на 4*10⁵-5*10⁵ н/м² (4-5 кг/см²). Извлеченную на поверхность желонку устанавливают на специальный башмак, поворачивают заслонку и, ослабив канат, дают возможность воздушной камере опуститься, пока хвостовик клапана не упрется в ударник. Тогда жидкость с песком под давлением воздуха выжимается через боковые отверстия, пока хвостовик клапана не упрется в ударник. Тогда жидкость с песком под давлением воздуха выжимается через боковое отверстие.

Время работы при чистке автоматической желонки меньше в 4 раза чем при чистке обыкновенной и в 3 раза чем поршневой желонкой.

Чистка пробок желонками имеет много недостатков: большая продолжительность чистки, значительный износ каната и возможность протирания канатом колонны и др. чистку пробок желонками рекомендуется производить в следующих случаях:

а) когда плохая герметичность колонны не дает возможности создать циркуляцию промывочной жидкости;

б) если установлено, что скважина после чистки желонкой работает значительно лучше, чем после промывки;

в) когда время, затрачиваемое на чистку желонки, меньше, чем на промывку.

Пользоваться желонками в искривленных скважинах, а также в скважинах, имеющих дефекты в эксплуатационных колоннах, запрещается.

Лекция 8

Тема: Промывка пробок

В качестве промывочной жидкости применяют в основном воду, воду с ПАВ, реже нефть. Наилучшей промывочной жидкостью является нефть, которая в процессе промывки, фильтруясь в пласт, не влияет на величину проницаемости призабойной зоны. При промывке пластов с высоким давлением нефть не может создавать достаточного противодавления. В скважинах с невысоким пластовым давлением промывка нефти может сопровождаться большим поглощением нефти пластом. Поэтому в целях сокращения расходов применение ее приходится ограничивать.

Промывку водой можно производить во всех случаях, если ее применение не ухудшает в дальнейшем эксплуатацию. На промыслах Баку и Грозного в истощенных пластах для ликвидации пробок применяют пены. Для этого в воду для промывки добавляют следующие ПАВ:

1. 
   0,1 – 0,3% сульфонола;
   
2. 
   1,0 – 2,0% сульфонатриевых солей;
   
3. 
   0,05 – 1,0% ОП-7, ОП-10, УФЭ₈;
   
4. 
   0,5 – 1,0% ДС-РАС.
   

При нагнетании в скважину смеси воды с ПАВ и воздуха образуется пена, которой и вымывается пробка. Рекомендуется следующая степень аэрации в зависимости от величины пластового давления.

Пластовое давление, % от гидростатического	Степень аэрации, м3 воздуха/1 м3 воды
60 – 40 40 – 25 25 – 15	15 – 20 20 – 30 30 – 50

В качестве промывочных труб употребляют обычные насосно-компрессорные трубы стандартных размеров.

Промывочные агрегаты. Для промывки пользуются насосами, смонтированными на тракторах и автомашинах. В основном применяется промывочный агрегат, смонтированный на гусеничном тракторе Т-100 (ПА8-100, Азинмаш-32), имеющий трехплунжерный горизонтальный насос одинарного действия. Максимальная производительность насоса 14,2 л/сек, а максимальное давление 160 кГ/см². Агрегат, на котором насос смонтирован на автомашине, имеет шифр Азинмаш – 35.

Лекция № 9

Тема: Способы промывки пробок и область их применения

Применяют прямую, обратную и комбинированную промывку. При прямой промывке промывочную жидкость нагнетают внутрь колонны промывочных труб, а вынос из скважины размытого песка происходит по кольцевому пространству. На спущенные в скважину трубы 2 навинчивается вертлюг 1, к верхней части которого присоединяют шланг 3. Другой конец шланга присоединяют к стояку 4. Нижний конец стояка соединяют с линией жидкости в желобе.

Перед промывкой к мертвому концу талевого каната присоединяют гидравлический индикатор веса для измерения усилий на крюке и нагрузке на вышку при спуско – подъемных работах. Для лучшего рыхления пробки на конец промывочных труб навинчивают различные насадки, чаще всего трубу с косо срезанным концом. К преимуществам прямой промывки относятся: 1) отсутствие специального оборудования; 2) лучшее размывание пробки; 3) возможность применения на конце промывочных труб мундштуков для увеличения размывающего действия струи, возможность прихвата насосных труб песком и износ муфтовых соединений труб.

При обратной промывки жидкость нагнетают в кольцевое пространство, вынос размытого песка происходит по промывочным трубам. Промывочный агрегат забирает промывочную жидкость из приемного чана и по промывочной линии подает ее в межтрубное пространство. Восходящая струя жидкости из скважины поднимается по трубам, и попадает в канализацию или в приемный чан. Устье скважины герметизируется резиновым сальником. Во время промывки давлением жидкости резиновое уплотнение прижимается к промывочным трубам, благодаря чему герметизируется межтрубное пространство. Для пропуска муфт труб необходимо поворотом крышки несколько ослабить прижатие резинового уплотнения. Трубы спускают одновременно с прокачкой жидкости. Прокачку приостанавливают только при наращении промывочных труб для возможности завинтить трубы на 3 – 4 нитки. По окончании промывки сальник снимают, трубы поднимают до нужной высоты, устанавливают арматуру и скважину пускают в эксплуатацию.

Обратная промывка по сравнению с прямой имеет следующие преимущества:

1) большая скорость восходящего потока;

2)вынос более крупных фракций песка;

3)диаметр скважины не влияет на скорость выноса песчинок;

4) нахождение выносимой породы в промывочных трубах, а чи стой жидкости в кольцевом пространстве устраняет возможность прихвата труб;

5) достаточная скорость выноса раз­мытого песка достигается при сравни­тельно малых расходах жидкости, следо­вательно, и при меньших давлениях на насосе.

К недостаткам, обратной промывки относятся:

1) необходимость применения специ­ального оборудования для герметизации устья;

2) меньшая интенсивность размыва пробки;

3) невозможность применения мунд­штуков.

В случае особо плотных пробок, когда необходимо сильное размывающее действие струи, рекомендуется приме­нять комбинированную про­мывку. Этот способ заключается в перио­дическом изменении направления движе­ния промывочной жидкости. Для размыва пробки жидкость нагнетают в промы­вочные трубы. После размыва порции песка для выноса его на поверхность жидкость переключают в межтрубное про­странство (обратная промывка).

Для комбинированной промывки при­меняют оборудование состо­ящее из патрубка длиной около 1 м и диаметром, рав­ным диаметру промывочных труб. На одном конце патрубок имеет стандартную резьбу и планшайбу, а на другом - удлинен­ную, на которую навинчивается планшайба и тройник, боковое отверстие которого закрыто пробкой на резьбе. Тройник присое­диняют к вертлюгу. Над устьем скважины устанавливают тройник, к боковому отводу которого присоединяют обвязку, состоящую изтройников, патрубков и задвижек. Ниже планшайбы монтируется колонна промывочных труб с верхней муфтой.

После некоторых подготовительных работ приступают к промывке насосом промывочную жидкость через открытые задвижки, при закрытой задвижке. При этом жидкость будет поступать из насоса через трубу, задвижку и стояк в шланг, а дальше в промывочные трубы. Восходящая струя выхо­дит наружу через задвижки. Это - обычная прямая промывка.

Постепенным допуском труб размывают пробку на длину двух - трубки. Не прекращая промывки, устанавливают планшайбу на фланце тройника, при этом жидкость полностью выходит через задвижки и тройник. Затем отвинчивают пробку, одновременно открывая задвижку и закрывая за­движки. Так начинается обрат­ная промывка. Во избежание выброса или фонтанирования при промывке нужно иметь под вертлюгом предохранительную задвижку.

Кроме перечисленных способов суще­ствует еще способ непрерывной промывки, при котором движение жидко­сти не прекращается при наращивании колонны труб. Однако при этом способе необходимо применять специальные муф­ты-клапаны, нужен промывочный стояк с двумя шлангами, а после окончания промывки надо обязательно извлекать все промывочные трубы - все это осложняет промывку и является недостатком этого способа.

В скважинах с низким пластовым давлением промывка часто не дает поло­жительных результатов. В таких сква­жинах рекомендуется чистить пробку сжатым воздухом. Устье сква­жины оборудуется так же, как при обратной промывке. Трубы спускают на 200 – 250 м под уровень жидкости и в кольцевое пространство нагнетают сжатый воздух. После первого выброса трубы наращивают и, не прекращая нагнетания воздуха, постепенно спускают их. После вскрытия фильтра скважина как бы начинает работать одно­рядным компрессорным подъёмником.

Для разбуривания песчаных пробок применяют также беструбный гидробур, который спускают в скважину на стальном канате. Им можно разбуривать песчаные пробки в скважинах диаметром не менее 125 мм и на глубинах до 2000 м.

Гидробур состоит из основных узлов: долота ударного типа, служащего для разрушения пробки; желонки, в которой собирается песок, плунжерного насоса, создающего циркуляцию жидкости в призабойной зоне, и гидроциклона.

Принцип действия гидробура следующий. После падения инстру­мента на забой плунжер насоса под действием собственного веса и инерции при ударе двигается вниз, вытесняя жидкость из корпуса через отверстия бокового плоского клапана. При подъеме инст­румента над забоем вначале выдвигается плунжер, происходит всасывание жидкости из корпуса желонки через шари­ковый клапан. Одновременно с этим в желонку через центральную трубку всасывается жидкость с забоя из-под долота. Жидкость, поднимаясь с забоя, увлекает с собой частицы песка, которые после выхода из центральной трубки вследствие резкого падения ско­рости потока гидроциклона оседают на дне желонки. После нескольких ударов по забою желонка заполняется песком.

При разгрузке гидробура долото сни­мается и через образовавшееся отверстие песок выходит из желонки. После окончания разбуривания для удаления из скважины взмученной жидкости к гидро­буру вместо долота присоединяют обрат­ный клапан, и инструмент работает как обычная пневматическая желонка.

После промывки водой скважины, имеющие низкое пластовое давление, очень трудно ввести в нормальную экс­плуатацию. Кроме того, при промывке вымывается песок в интервале верхних отверстий фильтра, а нижняя часть остается забитой песком. Для снижения давления на забой при очистке пробки промывкой в Баку был применен скон­струированный ОБК струйный насос. В комплект струйного насоса входят струйный аппарат, специальные концентрично расположенные трубы диа­метром 75 и 50 мм или 63 и 38 мм и насос.

Струйный аппарат пред­ставляет собой инжектор, состоящий из диффузора, сопла и размывочного приспособления. При упоре размывочного приспособления в песчаную пробку меха­нический клапан открывается и жидкость начинает подаваться насосом через кольцевое пространство к размывочному приспособле­нию. Вода и размытый песок транспортируются по внутренней трубе на дневную поверхность. Если пробка промыта, механический клапан закрывается и вода в пласт не поступает. В сдвоенных трубах внутренняя труба подвешивается на внешней на точечных опорах без резьбовых соединений. Герметизация внутренней колонны труб осуществляется при помощи О-образных резиновых уплотнений, помещённых в муфтах труб внутренней

Колонны. При спуске внешней колонны одновременно происходит наращивание внутренней колонны. Производительность струйного насоса обычно равна или
несколько превышает количество жидкости, поступающей на размыв
пробки, поэтому статический уровень в скважине не меняется.

Промывка струйным насосом ускоряет процесс в среднем в 2 – 2,5 раза по сравнению с чисткой желонки.

Наряду с описанными способами борьбы с песком на Бакинских промыслах применяются другие методы, связанные с искусственным уменьшением концентрации песка в потоке извлекаемой жидкости за счет подлива в пескообразующие скважины жидкости (нефти или воды). В зависимости от особенностей и применяющегося оборудования различают следующие способы подлива жидкости в пескообразующие скважины: а) индивидуальный; б) спаренный; в) централизованный.

Основные условия для эффективного применения всех разновидностей подлива жидкости следующие: а) спуск приема глубинного насоса или хвостовика его до нижних отверстий фильтра или до зумпфа; б) выбор теоретической подачи глубиннонасосной установки,
обеспечивающей общий отбор жидкости из скважины, установленный по технологическому режиму, и жидкости, подливаемой по расчёту; в) создание условий для легкого и точного учета и регулирования количества отбираемой и подливаемой жидкостей; г) очистка подливаемой жидкости от механических примесей; д) обеспечение возможности автоматизации и дистанционного контроля способа подлива.

Лекция № 10