Лекция Методы освоения скважин.

Продавка сжатым газом.

Этот способ нашел наиболее широкое распространение при освоении фонтанных, полуфонтанных и частично механизированных скважин. В скважину спускается колонна НКТ, а устье оборудуется фонтанной арматурой. К межтрубному пространству присоединяется нагнетательный от передвижного компрессора. При нагнетании газа жидкость в межтрубном пространстве оттесняется до башмака НКТ или до пускового отверстия в НКТ, сделанного заранее на соответствующей глубине. Газ, находится в НКТ, газирует жидкость в них. В результате давление на забое сильн снижается. Регулирую расход газа, можно изменять плотность газожидкостной смеси в трубах, а следовательyо давление на забое P₃. При  начинается приток, и скважина переходит на фонтанный или газлифтный режим работы. Освоение ведется с непрерывным контролем параметров процесса при герметизированном устье скважины. Поэтому этот способ наиболее безопасен и позволяет быстро получить значительные депрессии на пласт, что особенно важно для эффектной очистки призабойной зоны скважины. Однако, применение компрессорного способа освоения ограничено в скважинах, пробуренных в рыхлых и неустойчивых коллекторах. В некоторых районах возникает необходимость освоения сважин глубиной 4500-5500м, что также ограничивает возможность применения компрессорного метода. Для более полного использования пластовой энергии, выноса жидкости с забоя и промывки скважины, башмак НКТ опускают до верхних перфорационных отверстий. Чтобы оттеснить уровень жидкости башмака НКТ, особенно при больших глубинах, нужны компрессоры, развивающие давление в несколько десятков МПа. Это осложняет освоение. Поэтому в колонне труб на заранее определенной глубине делают пусковое отверстие (пусковой клапан). Опускающийся в межтрубном пространстве уровень жидкости обнажает это отверстие, нагнетательный газ поступает через него в НКТ и газирует столб жидкости выше отверстия. Если давление внутри НКТ на уровне отверстия после газирования обозначить P₁, то забойной давление будет равно:

Где  – глубина забоя до верхних перфорационных отверстий;  – глубина пускового отверстия; - плотность скважинной жидкости;  – средний угол кривизны скважины.

 

Забойное давление до нагнетания газа :

Вычитая из (2) (1) найдем депрессию на пласт:

Где  – плотность газированной жидкости. Чем больше давление развиваемое компрессором, тем на большей глубине L может быть предусмотрено пусковое отверстие, а следовательно больше  при прочих равных условиях. Чем больше газирование жидкости (меньше ), тем больше . Оно зависит от расхода газа. Поэтому для освоения глубоких скважин требуются компрессоры, развивающие высокие давления (УКН-80, КС16/100, ДК-10).

Тартание.

Тартание – то извлечение из скважины жидкости желонкой, спускаемой на тонком (16мм) канате, с помощью лебедки. Желонка изготавливается из трубы 8мм, имеющей в нижней части клапан со штоком, открывающимся при упоре на шток. В верхней части желонки имеется скоба для крепления канат. Диаметр желонки обычно не превышает 0.7 диаметра обсадной колонны. За один спуск желонка выносит 0,06м³ жидкости. Тартание – малопроизводительный, трудоемкий способ с ограниченными возможностями применения, т.к. устьевая задвижка при фонтанных проявлениях не может быть закрыта до извлечения из скважины желонки и каната. Однако возможность извлечения осадка и глинистого раствора с забоя и контроля за положением уровня жидкости в скважине делают этому способу некоторые преимущества.

Поршневание.

При поршневании (свабировании) поршень спускается в НКТ на канате. Поршень представляет собой трубу диаметром 25-37мм с клапаном в нижней части, открывающимся вверх. На наружной поверхности трубы (в стыках) укреплены эластичные резиновые манжеты (3-4штуки), армированной проволочной сеткой. При спуске поршня жидкость перетекает через клапан в пространство над поршнем. При подъеме клапан закрывается, а манжеты, распираемые давлением столба жидкости над ними, прижимаются к стенкам НКТ и уплотняются. За один подъем поршень выносит столб жидкости равный глубине его погружения под уровень жидкости. Глубина погружения ограничена прочностью тартального канат и обычно не превышает 75-150 метров. Поршневание в 10-15 раз производительнее тартания. Устье при поршневании также открыто, что опасно в пожарном отношении при сильном загрязнении окружающей скважину территории нефтью.

Задание

1) Описать область применения метода освоения скважины компрессорным способом

2) Дать схему расположения оборудования при освоении скважины компрессорным способом.

3) Указать какие какое оборудование и материалы необходимы для проведения процесса.

4) Описать технологию проведения процесса- освоения скважины компрессорным способом- освоения скважины компрессорным способом.

5) Описать область применения метода освоения скважины с помощью пен

6) Дать схему расположения оборудования при освоении скважины с помощью пен.

7) Указать какие какое оборудование и материалы необходимы для проведения процесса - освоения скважины с помощью пен

8) Описать технологию проведения процесса освоения скважины с помощью пен

 

 

 

Лекция Методы освоения скважин.

Движение жидкости или газа из пласта в скважину возникает лишь при условии, если      

Где  – дополнительное давление для преодоления сопротивлений, которые возникают в результате загрязнений призабойной зоны. Значение  зависит от пластового давления, физической характеристики породы продуктивного пласта, продолжительности вскрытия и качества буровых растворов, с которыми осуществлялось вскрытие, спуск, цементирование и перфорация эксплуатационной колонны. При сильном загрязнениипризабойной зоны скважины величину  можно уменьшить различными методами воздействия на пласт (гидроразрыв пласта, кислотная обработка, закачка в пласт ПАВ и прочее). Если в скважине находится столб жидкости с плотностью  и высотой , то неравенство можно записать в виде:

Т.к. в процессе освоения скважины, то для удовлетворения неравенства могут быть изменены ,  и . Отсюда методы освоения скважины основываются на изменении плотности жидкости, заполняющей скважину, снижении уровня жидкости, применении методов воздействия на пласт. В скважинах с высоким давлением снижение забойного давления и очистка забоя и призабойной зоны в большинстве случаев выполняются одновременно: забой и призабойная зона самоочищаются от грязи при движении жидкости из пласта в скважину. При освоении скважин, вскрывших неустойчивые породы, перепад давления между пластом и скважиной должен быть небольшим. В этом случае пуск скважины необходимо осуществлять плавно, чтобы не вызывать выноса частиц породы из пласта. Чрезмерные депрессии при освоении скважин, вскрывших неустойчивые пласты, могут привести к разрушению цементного кольца в интервале перфорации. Наиболее распространенные методы освоения скважин следующие:

1) Промывка скважин – замена жидкости, заполняющей ствол скважины после бурения, более легкой (глинистого раствора – водой, воды – нефтью)

2) Продавка сжатым газом – вытеснение жидкости из колонны подъемных труб сжатым газом нагнетаемым в затрубное пространство скважины.

3) Аэрация – насыщение жидкости газом или воздухом, т.е. замена жидкости в стволе скважине на газожидкостную смесь с малой плотностью

4) Поршневание (свабирование) – снижение уровня жидкости в скважине

Возбуждение фонтана при промывке скважины возможно в тех скважинах, где пластовое давление превышает давление создаваемое столбом дегазированной нефти,; в противном случае промывка дает положительный результат только в сочетании с другими методами (использование сжатого газа и другие). Перед освоением фонтанной скважины промывкой на устье собирают арматуру и спускают (обычно до фильтра) фонтанные трубы, которые остаются в скважине при ее эксплуатации. Воду нагнетают насосом в межтрубное пространство, а глинистый раствор вытесняется на поверхность по фонтанным трубам. Если после промывки водой пласт не проявляет себя, воду в скважине заменяют нефтью. Этот способ вызовы притока дает возможность плавно понижать давление на забой скважины и постепенно разрабатывать поровое пространство пласта в призабойной зоне, что весьма важно при вскрытии рыхлых пластов.

Где - плотность нефти. Для закачки нефти в скважину применяют передвижные насосные агрегаты, смонтированные на тракторе или автомобиле. Насосные агрегат устанавливают с наветренной стороны, на расстоянии 20-25 метров от устья. Нагнетательная линия, соединяющая устье скважины с выкидом насоса, собирается из 60мм НКТ на быстросвинчивающихся соединениях и прокладывается так, чтобы толчки и вибрации, возникающие при работе агрегата, не передавались на устьевую арматуру скважины. Давление во время промывки контролируется двумя манометрами, один на выкиде насоса и предназначен для контроля работы насоса, а другой подключается к затрубному пространству, где он работает в более спокойных условиях с меньшей вибрацией стрелки, что позволяет хорошо проследить за изменением давления в скважине.

Продавка сжатым газом.

Этот способ нашел наиболее широкое распространение при освоении фонтанных, полуфонтанных и частично механизированных скважин. В скважину спускается колонна НКТ, а устье оборудуется фонтанной арматурой. К межтрубному пространству присоединяется нагнетательный от передвижного компрессора. При нагнетании газа жидкость в межтрубном пространстве оттесняется до башмака НКТ или до пускового отверстия в НКТ, сделанного заранее на соответствующей глубине. Газ, находится в НКТ, газирует жидкость в них. В результате давление на забое сильн снижается. Регулирую расход газа, можно изменять плотность газожидкостной смеси в трубах, а следовательyо давление на забое P₃. При  начинается приток, и скважина переходит на фонтанный или газлифтный режим работы. Освоение ведется с непрерывным контролем параметров процесса при герметизированном устье скважины. Поэтому этот способ наиболее безопасен и позволяет быстро получить значительные депрессии на пласт, что особенно важно для эффектной очистки призабойной зоны скважины. Однако, применение компрессорного способа освоения ограничено в скважинах, пробуренных в рыхлых и неустойчивых коллекторах. В некоторых районах возникает необходимость освоения сважин глубиной 4500-5500м, что также ограничивает возможность применения компрессорного метода. Для более полного использования пластовой энергии, выноса жидкости с забоя и промывки скважины, башмак НКТ опускают до верхних перфорационных отверстий. Чтобы оттеснить уровень жидкости башмака НКТ, особенно при больших глубинах, нужны компрессоры, развивающие давление в несколько десятков МПа. Это осложняет освоение. Поэтому в колонне труб на заранее определенной глубине делают пусковое отверстие (пусковой клапан). Опускающийся в межтрубном пространстве уровень жидкости обнажает это отверстие, нагнетательный газ поступает через него в НКТ и газирует столб жидкости выше отверстия. Если давление внутри НКТ на уровне отверстия после газирования обозначить P₁, то забойной давление будет равно:

Где  – глубина забоя до верхних перфорационных отверстий;  – глубина пускового отверстия; - плотность скважинной жидкости;  – средний угол кривизны скважины.

 

Забойное давление до нагнетания газа :

Вычитая из (2) (1) найдем депрессию на пласт:

Где  – плотность газированной жидкости. Чем больше давление развиваемое компрессором, тем на большей глубине L может быть предусмотрено пусковое отверстие, а следовательно больше  при прочих равных условиях. Чем больше газирование жидкости (меньше ), тем больше . Оно зависит от расхода газа. Поэтому для освоения глубоких скважин требуются компрессоры, развивающие высокие давления (УКН-80, КС16/100, ДК-10).

Тартание.

Тартание – то извлечение из скважины жидкости желонкой, спускаемой на тонком (16мм) канате, с помощью лебедки. Желонка изготавливается из трубы 8мм, имеющей в нижней части клапан со штоком, открывающимся при упоре на шток. В верхней части желонки имеется скоба для крепления канат. Диаметр желонки обычно не превышает 0.7 диаметра обсадной колонны. За один спуск желонка выносит 0,06м³ жидкости. Тартание – малопроизводительный, трудоемкий способ с ограниченными возможностями применения, т.к. устьевая задвижка при фонтанных проявлениях не может быть закрыта до извлечения из скважины желонки и каната. Однако возможность извлечения осадка и глинистого раствора с забоя и контроля за положением уровня жидкости в скважине делают этому способу некоторые преимущества.

Поршневание.

При поршневании (свабировании) поршень спускается в НКТ на канате. Поршень представляет собой трубу диаметром 25-37мм с клапаном в нижней части, открывающимся вверх. На наружной поверхности трубы (в стыках) укреплены эластичные резиновые манжеты (3-4штуки), армированной проволочной сеткой. При спуске поршня жидкость перетекает через клапан в пространство над поршнем. При подъеме клапан закрывается, а манжеты, распираемые давлением столба жидкости над ними, прижимаются к стенкам НКТ и уплотняются. За один подъем поршень выносит столб жидкости равный глубине его погружения под уровень жидкости. Глубина погружения ограничена прочностью тартального канат и обычно не превышает 75-150 метров. Поршневание в 10-15 раз производительнее тартания. Устье при поршневании также открыто, что опасно в пожарном отношении при сильном загрязнении окружающей скважину территории нефтью.