Курсач. Тампонирование скважин проводят в случаях, когда необходимо
 Скачать 1.57 Mb.
|
 Введение Ремонтно - изоляционные работы (РИР) – работы по перекрытию путей проникновения вод в эксплуатационный объект скважины и отключение от нее отдельных пластов и обводненных интервалов. РИР – одно из основных средств реализации мероприятий по увеличению степени извлечения нефти из пласта, охране недр и окружающей среды. Тампонажные материалы и технологические схемы цементных работ выбирают в зависимости от целей РИР, геолого-технических и гидротермальных условий в изолируемой зоне скважины. Тампонирование скважин проводят в случаях, когда необходимо: а) обеспечить изоляцию продуктивных объектов от вод; б) создать цементный стакан на забое скважины или цементный мост в колонне; в) перекрыть цементный фильтр при переводе скважины на вышележащий или нижележащий горизонт; г) создать цементные пояса в призабойной зоне скважины для надежной изоляции от высоконапорных чуждых нижних вод; д) перекрыть дефекты в эксплуатационной колонне; е) изолировать продуктивные горизонты друг от друга и от чуждых вод в интервале спуска эксплуатационной колонны или хвостовика при зарезке и бурении второго ствола; ж) закрепить призабойную зону скважины с целью предотвращения или уменьшения пробкообразования. 1 Раздел нефтегазопромыслового оборудования Назначение, классификация и принцип действия оборудования 1.1.1 Назначение и комплекс оборудования при РИР Насосные установки предназначены для приготовления, закачки и продавливания цементных и других растворов в скважину и за колонну и вымывания их излишков; промывки скважины через спущенную колонну обсадных или НКТ и ее глушения, обработка призабойной зоны, закачки растворов изотопов, проведения гидропескоструйной перфорации и других технологических операций; гидравлической опрессовки оборудования и эксплуатационной колонны. Смесительные агрегаты и машины предназначены для приготовления цементного раствора, используемого при цементировании нефтяных и газовых скважин, бурового раствора их порошковых материалов, утяжеленных растворов из сухих порошкообразных утяжелителей и песчано-жидкостных смесей при гидравлическом разрыве пластов и гидропескоструйной перфорации Цементировочные головки предназначены для обвязки устья скважин. Выпускают их под шифрами ГУЦ и ГЦК. Различаются они конструкцией, размерами и эксплуатационной характеристикой и позволяют применять только одну верхнюю разделительную цементировочную пробку типа ПВЦ. Головки ГУЦ поставляют с кранами высокого давления, а головки ГЦК – без кранов. Разделительные цементировочные пробки предназначены для разобщения тампонажного раствора от бурового и продавочной жидкости при цементировании обсадных колонн, а также для получения сигнала об окончании этого процесса. Цементировочная арматура, устанавливаемая на устье скважины, предназначена для герметичного соединения НКТ с обсадной колонной, продавки в пласт цементного раствора, нагнетания жидкости при прямой и обратной промывках скважин. 1.1.2 Назначение, конструкция и техническая характеристика насосного агрегата ЦА-320 Цементировочный агрегат ЦА-320 предназначен для подачи тампонажного раствора в скважину, а также его нагнетания (продавки) в затрубное пространство за цементируемой обсадной колонной, для измерения объема жидкости, расходуемой на приготовление тампонажного раствора, и подачи жидкости затворения в цементно-смесительную машину при приготовлении тампонажного раствора. Используется для промывки скважин, установки ванн из химических реагентов, а также при проведении капитального ремонта скважин.  1 - шасси автомобиля КрАЗ - 257Б1А; 2 - искрогаситель; 3 - выхлопная труба; 4 - двигатель ГАЗ 52-А; 5 - водяной насос; 6 - цементировочный насос; 7 - защитный кожух насоса 9Т; 8 - электрооборудование агрегата; 9 - мерный бак; 10 - шарнирные колена; 11 - донные клапаны; 12 - манифольд; 13 - труба L = 2000мм.; 14 - труба L = 4000мм.; 15 - карданный вал; 16 - коробка отбора мощности Рисунок 1 - Основные узлы ЦА-320 Водоподающий блок состоит из, смонтированных на общей раме центробежного насоса и силового агрегата, выполненного на базе двигателя ГАЗ-52А. Топливо поступает к двигателю из бензинового бачка, установленного под настилом установки. Насос высокого давления двухцилиндровый, двустороннего действия. Привод насоса от тягового двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и карданный вал, соединяющий выводной. Для обеспечения работы насоса во всем диапазоне давлений вал коробки отбора мощности с концом вала червяка глобоидной пары приводной части насоса и подачи, он укомплектован сменными втулками и поршнями трех типов. Напорная линия насоса высокого давления оборудована предохранительным клапаном. На воздушном компенсаторе установлен манометр с разделителем. Для соединения напорной линии с устьем скважины предусмотрен разборный вспомогательный трубопровод высокого давления с шарнирными коленами. Напорный коллектор насоса высокого давления оборудован линией, служащей для проверки работы насоса до начала операции и сброса давления в напорной линии после операции. Предусмотрен сброс жидкости в мерный бак. Приемный трубопровод центробежного насоса также соединен мерным баком, а напорный трубопровод шлангом соединен со смесительным устройством смесительной установки. бак разделен перегородкой на два равных отсека; в каж- дом отсеке установлены мерные линейки и донные клапаны. Под донными клапанами расположена приемная камера, к которой присоединены приемные трубы обоих насосов. Приемная линия насоса высокого давления подсоединена к мерному баку; выводы, расположенные по обе стороны установки, позволяют устанавливать цементный бачок с любой стороны; переключение производится поворотными заслонками. Раствор из цементно- то бачка отсасывается шлангом, присоединенным к концу приемного трубопровода. Механизм управления работой насоса высокого давления расположен в кабине автомобиля, а механизм управления работой донных клапанов мерного бака и кранов наливного трубопровода - непосредственно у мерного бака. Таблица 1 – Техническая характеристика агрегата ЦА-320
1.1.3 Назначение, конструкция и техническая характеристика автоцистерны АЦН-11 Нефтепромысловые автоцистерны АЦН – 11 предназначены для транспортирования жидких сред температурой до + 80 ℃ и подачи их к передвижным насосным и смесительным установками при гидравлическом разрыве пласта, цементировании скважин и других промывочно-продавочных работах. Автоцистерны АЦН-11 можно использовать в районах с умеренным климатом. Каждая автоцистерна включает в себя цистерну, насосный блок с системой самовсасывания, манифольд, трансмиссию и другое оборудование, смонтированное на автошасси. Цистерна – сварная, с сечением овальной формы; оборудована волногасителями. В верхней части цистерны расположен люк-лаз с дыхательными клапанами на крышке и площадка с ограждением. Цистерна оснащена указателем уровня поплавкового типа. Подогрев жидкости в автоцистерне АЦН-11 от постороннего источника тепла через трубопровод в цистерне; Привод насосного блока – от тягового двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и редуктор.  1-автоцистерна, 2-установка искрогасительная, 3-установка фары и тахометра, 4-автошасси КрАЗ, 5-огнетушитель ОУ-2, 6-насосный блок, 7-система всасывания, 8-манифольд Рисунок 2 - Автоцистерна АЦН-11 Каждая автоцистерна включает в себя цистерну, насосный блок с системой самовсасывания, манифольд, трансмиссию и другое оборудование, смонтированное на автошасси. Цистерна - сварная, с сечением овальной формы, оборудована волногасителями. В верхней части цистерны расположен люк-лаз с дыхательными клапанами на крышке и площадка с ограждением. Цистерна оснащена указателем уровня поплавкового типа. Подогрев жидкости в автоцистернах АЦН-11-257, АЦН-7,5-5334 и ЦР-7АП от постороннего источника тепла через трубопровод в цистерне; в автоцистерне Цр-7АПС подогревателем ПЖД-44Б через жировые трубы. Привод насосного блока от тягового двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и редуктор. Таблица 2 - Техническая характеристика автоцистерны АЦН – 11
1.1.4 Назначение, конструкция и техническая характеристика агрегата БМ-700 Блок манифольда 1БМ – 700 предназначен для обвязки насосных установок между собой и устьевым оборудованием при нагревании жидкости в скважину в районах с умеренным климатом и с умеренным и холодным климатом. Каждый блок манифольда состоит из напорного и приемно-раздаточного коллекторов, комплекта труб с шарнирными соединениями и подъемной стрелы. Напорный коллектор состоит из трех клапанных коробок с шестью отводами, служащими для присоединения напорных линий насосных установок. С одной стороны к каждой клапанной коробке прикреплен проходной кран с зубчатым сектором, с другой стороны прикреплена центральная труба, заканчивающаяся тройником с предохранительным клапаном и двумя патрубками с пробковыми кранами и накидными гайками для присоединения напорных трубопроводов, которыми оснащена арматура устья скважины. Каждый отвод – с обратным клапаном. Приемно – раздаточный коллектор служит для подачи рабочей жидкости к насосным установкам. Коллектор представляет собой трубу с приваренными к ней десятью ниппелями, к каждому из которых привернут пробковый кран. На коллекторе установлен предохранительный клапан многократного действия.  1 - шасси автомобиля ЗИЛ-131; 2 - прожектор; 3 - поворотная стрела; 4 - вспомогательный трубопровод; 5 - раздающий коллектор; 6 - клапанная коробка; 7 - комплект напорных труб с фитингами Рисунок 3 - Агрегат БМ-700 Применение блока манифольда при цементировании скважин, гидравлическом разрыве пластов и гидропескоструйной перфорации сокращает время монтажа и демонтажа коммуникации обвязки установок между собой и устьевой головкой и значительно упрощает эти операции. Напорный коллектор состоит из трех клапанных коробок с шестью отводами, служащими для присоединения напорных линий насосных установок. С одной стороны к каждой клапанной коробке прикреплен проходной кран с зубчатым сектором, с другой стороны прикреплена центральная труба, заканчивающаяся тройником с предохранительным клапаном и двумя патрубками с пробковыми кранами и накидными гайками для присоединения напорных трубопроводов, которыми оснащена арматура устья скважины. Каждый от вод с обратным клапаном. Приемно-раздаточный коллектор служит для подачи рабочей жидкости к насосным установкам. Коллектор представляет собой трубу с приваренными к ней десятью ниппелями, к каждому из которых привернут пробковый кран. На коллекторе установлен предохранительный клапан многократного действия. Блок манифольда оснащен насосно-компрессорными трубами вспомогательного напорного трубопровода с шарнирными коленами. На платформе автомобиля имеется площадка для перевозки ус- тьевой арматуры, погрузка и разгрузка которой производятся пово- ротной стрелой блока манифольда. Применение блока манифольда при цементировании скважин, гидравлическом разрыве пластов и гидропескоструйной перфорации сокращает время монтажа и демонтажа коммуникации обвязки установок между собой и с устьевой головкой и значительно упрощает эти операции. Таблица 3 - Техническая характеристика БМ-700
1.2 Конструкция основных узлов и деталей оборудования 1.2.1 Конструкция колонны НКТ При всех способах эксплуатации скважин подъем жидкости и газа на поверхность происходит по насосно-компрессорным трубам (НКТ). Из НКТ составляют колонны, которые спускают в скважину перед началом ее эксплуатации. Колонны НКТ служат для следующих целей: - подъема на поверхность отбираемой из пласта жидкости, смеси жидкости и газа или одного газа; - подачи в скважину жидкости или газа (осуществления технологических процессов, интенсификации добычи или подземного ремонта); - подвески в скважине оборудования; - проведения в скважине ремонтных, в том числе бурильных работ. Насосно-компрессорные трубы в нашей стране изготавливаются согласно ГОСТ 633, предусматривающему изготовление гладких труб и муфт к ним, труб с высаженными наружу концами (В) и муфт к ним, гладких высокогерметичных труб (НКМ) и муфт к ним, а также безмуфтовых труб (НКБ) с высаженными наружу концами. Гладкие трубы проще в изготовлении, но их концы ослаблены нарезанной на них резьбой. Трубы с высаженными наружу концами имеют одинаковую прочность по основному телу и у резьбы. Эти трубы называются равнопрочными. Трубы изготавливаются из сталей следующих групп прочности: Д, К, Е, Л, М, Р. Кроме того, НКТ могут изготавливаться из алюминиевого сплава марки Д16Т. Трубы, изготовленные из алюминиевого сплава, имеют значительно меньшую массу, чем стальные, а прочность их снижается меньше. Таким образом, колонны труб из алюминиевого сплава можно спускать глубже, или они будут иметь больший запас прочности при глубине спуска, одинаковой с глубиной спуска стальных труб. Трубы из сплава Д16Т обладают и большей коррозионной стойкостью в сероводородсодержащих средах. В последние годы получили применение так называемые непрерывные наматываемые (безмуфтовые или гибкие) трубы длиной до 2500 м, а в некоторых случаях - до 5500 м. Эти трубы выпускаются с прокатного стана полной строительной длины (или отдельными бухтами длиной от 300 до 650 м, которые соединяются между собой с помощью стыковой сварки) без промежуточных резьбовых соединений. Через такую колонну труб можно подавать жидкость в скважину для промывки песчаных пробок, спускать оборудование для ремонтных и эксплуатационных работ. Естественно, что при таких непрерывных гибких трубах резко сокращается время спуска и подъема колонн, ликвидируются трудоемкие работы по свинчиванию и развинчиванию резьбовых соединений. К недостаткам относится громоздкость оборудования для спуска и подъема труб, так как радиус изгиба труб на барабане желательно иметь больший для меньшей остаточной деформации труб. Достаточно широко на нефтяных промыслах применялись НКТ, внутренняя поверхность которых покрыта стеклом, эпоксидными смолами. Менее распространены эмалированные трубы. Такие покрытия применяются для защиты от отложения парафина на трубах и защиты от коррозии внутренней поверхности труб. Кроме того, они снижают на 20-30% гидравлические со противления потоку. Покрытие стеклом обладает высокой теплостойкостью и достаточно прочно при небольших деформациях труб. На поверхности стекла не откладывается парафин. Однако покрытие стеклом имеет ряд недостатков. Один из них образование микротрещин в стекле при покрытии им трубы. В результате обра- зуются очаги коррозии металла и местного отложения парафина у трещин. В настоящее время отрабатывается технология покрытия, уменьшающая трещинообразование. Второй недостаток разрушение стекла при деформации труб. Это сказывается при больших глубинах подвески труб и их транспортировке, когда трубы не предохранены от изгиба. Покрытие труб эпоксидными смолами также хорошо защищает их от отложений парафина. Эпоксидные смолы эластичнее стекла, и при деформации труб смола не растрескивается. Но она имеет свои недостатки. Температура, при которой можно применять смолы, обычно невысокая не более 60-80 °C. В последние годы расширяется применение эмалированных труб. Они обладают наиболее прочным покрытием (значительно прочнее стекла), высокой температуростойкостью, морозоустойчивостью и гладкой поверхностью, на которой парафина. Покрытие труб эмалями, стеклом и эпоксидной смолой рассматривается как эффективное средство борьбы с отложением парафина. Конкретный вид покрытия необходимо выбирать в зависимости от условий эксплуатации. Общий недостаток покрытий в том, что внутренняя поверхность муфтового соединения труб остается незащищенной. В этом месте можно устанавливать эластичные проставки, перекрывающие незащищенное место, или протекторные кольца, потенциал материала которых таков, что кольца координируют сами, защищая от коррозии близко расположенные участки трубы. Однако применение таких мер создает дополнительные трудности. При эксплуатации скважин в основном применяют трубы условным диаметром (округленным наружным) 60, 73 и 89 мм. Предельная глубина спуска НКТ в фонтанную скважину в зависимости от диаметра и группы прочности составляет 1780-4250 м, а допускаемый минимальный зазор между внутренней стенкой обсадной колонны и наружной стенкой муфты НКТ - 12-15 мм. Это значит, что максимальный диаметр НКТ не должен превышать при 146-мм эксплуатационной колонне 73 мм, при 168-мм- 89 мм и при 194-мм - 114 мм. 1.2.2 Конструкция пакера типа 2ПОМ, 4ПОМ Рабочее давление 70 МПа. Представляют собой механические, извлекаемые, безопорные пакеры осевого действия. Посадка производится путём простейших осевых манипуляций инструмента, без вращения и подачи давления. Механизм переключения основан на конструкции фигурного паза, выполненного на стволе. Обеспечивают многократную пакеровку, лёгкую и безотказную в глубоких, наклонных скважинах и в скважинах с большой кривизной. Область применения: - освоение и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин; - кислотная обработка; - испытание пластов; -ттампонажные работы; - поиск негерметичности обсадной колонны; - работа со струйными насосами; - проведение других ремонтно-профилактических работ и технологическихопераций. Пакеры типа 2ПОМ-ЯГ, 4ПОМ-ЯГ (осевые, со встроенным гидроякорем). Рабочее давление 100 МПа Представляют собой модификации пакеров типа 2ПОМ и 4ПОМ, отличающиеся тем, что дополнительно оснащены встроенным гидроякорем, изолированным от потока перекачиваемой среды, а также имеют пакерующее устройство повышенной надёжности. Посадка производится путём простейших осевых манипуляций инструмента, без вращения и подачи давления. Механизм переключения основан на конструкции фигурного паза, выполненного на стволе. Обеспечивают многократную пакеровку, лёгкую и безотказную в глубоких, наклонных и искривлённых скважинах и позволяют безотказно проводить по несколько операций ГРП за одну СПО. Область применения: - проведение операций по гидроразрыву пласта; - ремонтно-изоляционные работы; - могут применяться при эксплуатации и капитальном ремонте скважин взамен пакеров типа 2ПОМ и 4ПОМ. Пакеры типа 2ПОМ-ЯГК, 4ПОМ-ЯГК (осевые, со встроенным гидроякорем перепускным клапаном) Рабочее давление 100 МПа Представляют собой модификации пакеров типа 2ПОМ и 4ПОМ, отличающиеся тем, что помимо встроенного гидроякоря и пакерующего устройства повышенной надёжности дополнительно оснащены перепускным клапаном, обеспечивающим сообщение двух зон над и под пакером перед распакеровкой, что позволяет выровнять давления, произвести обратную промывку в случае прихвата, а также заглушить скважину. Обеспечивают многократную пакеровку, лёгкую и безотказную в глубоких, наклонных скважинах и в скважинах с большой кривизной и позволяют безотказно проводить по несколько операций ГРП за одну СПО. Область применения: - проведение операций по гидроразрыву пласта; - ремонтно-изоляционные работы; - могут применяться при эксплуатации и капитальном ремонте скважин взамен пакеров типа 2ПОМ и 4ПОМ. Пакеры успешно эксплуатируются в двухпакерных компоновках для проведения различных технологических операций и эксплуатации скважин. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||