Аварии с забойными двигателями

За последние годы буровые предприя­тия получили возможность работать мощ­ными секционными турбобурами со шпин­делями, а также забойными винтовыми дви­гателями. Наиболее распространенными стали турбобуры типа ЗТСШ различного ди­аметра, турбобуры серии А с наклонной ли­нией давления, винтовые двигатели типа Д1 и Д2. Однако и с ними происходят следующие аварии: отвинчивание шпинделя в результа­те развинчивания верхнего переводника турбобуров ЗТСШ и серии А; слом корпуса турбо­бура по верхнему переводнику в зоне резьбы и выше нее до 1,2 м у всех типов турбобуров; отвинчивание шпинделя средней секции турбобура ЗТСШ; слом вала шпинделя; срыв резьбы верхнего переводника турбобура; слом вала турбобура; раскрепление шпинде­ля по замковой резьбе.

Бурение другими типами турбобуров также не исключает безаварийную ра­боту.

Обработка призабойной зоны пласта (ОПЗ)

Общие положения

ОПЗ проводят на всех этапах разработки нефтяного месторождения (залежи) для восстановле­ния и повышения фильтрационных характеристик ПЗП с целью увеличения производительности добывающих и приемистости нагнетательных скважин.

Выбор способа ОПЗ осуществляют на ос­нове изучения причин низкой продуктивности сква­жин с учетом физико-химических свойств пород пла­ста-коллектора и насыщающих их флюидов, а также специальных гидродинамических и геофизических ис­следований по оценке фильтрационных характерис­тик ПЗП.

ОПЗ проводят только в технически исправ­ных скважинах при условии герметичности эксплуа­тационной колонны и цементного кольца, подтверж­денной исследованиями.

Технологию и периодичность проведения работ по воздействию на ПЗП обосновывают геоло­гические и технологические службы нефтегазодобывающего предприятия в соответствии с проектом раз­работки месторождения, действующими инструкци­ями (РД) по отдельным видам ОПЗ с учетом технико-экономической оценки их эффективности.

Однократное и многократное воздействие на ПЗП производят в следующих случаях:

· в однородных пластах, не разделенных перемыч­ками, толщиной до 10 м; при коэффициенте охвата отбором (нагнетанием) свыше 0,5 производят одно­кратное воздействие;

· в случаях, когда отбором (нагнетанием) охваче­ны не все пропластки и коэффициент охвата менее 0,5, осуществляют многократное (поинтервальное) воздействие с использованием временно блокирую­щих (изолирующих) материалов или оборудования.

Проведение подготовительных работ для всех видов ОПЗ обязательно и включает в своем составе: обеспечение необходимым оборудованием и инст­рументом, а также подготовку ствола скважины, за­боя и фильтра к обработке.

В скважинах, по которым подземное оборудование не обеспечивает проведения работ по ОПЗ, например, оборудованных глубинным насосом, производят подъем подземного оборудова­ния и спуск колонны НКТ, а также другого необходимого оборудования.

После проведения ОПЗ исследуют скважи­ны методами установившихся и неустановившихся отборов на режимах (при депрессиях), соответствую­щих режимам исследования скважин перед ОПЗ.

Для очистки фильтра скважины и приза­бойной зоны пласта от различных загрязнений в зави­симости от причин и геолого-технических условий про­водят следующие технологические операции:

· кислотные ванны;

· промывку пеной или раствором ПАВ;

· гидроимпульсное воздействие (метод перемен­ных давлений);

· циклическое воздействие путем создания управ­ляемых депрессий на пласт с использованием струй­ных насосов;

· многоцикловую очистку с применением пенных систем;

· воздействие на ПЗП с использованием гидро­импульсного насоса;

· ОПЗ с применением самогенерирующихся пен­ных систем (СГПС);

· воздействие на ПЗП с использованием раство­рителей (бутилбензольная фракция, стабиль- ный ке­росин и др.).

Кислотная обработка

Различают следующие виды кислотных обработок:

1. Кислотные ванны;

2. Простые кислотные обработки;

3. Кислотные обработки под давлением;

4. Обработки нефтекислотной эмульсией;

5. Пенокислотные обработки;

6. Поинтервальные кислотные обработки;

7. Термокислотные обработки.

Кислотные ванны проводят преимущественно в скважинах с открытым забоем для очистки поверхности продуктивного пласта от остатков цементной и глинистой корок, продуктов коррозии, кальцитовых выделений из пластовых вод и др. Время выдержки может достигать 16 – 24 ч.

Простые кислотные обработки осуществляют задавкой раствора HCl в ПЗП. Исходная концентрация раствора ≈ 12 %.

При наличии отложений в НКТ и на забое парафина и смол их удаляют промывкой керосином, пропан-бутановыми фракциями и др. нетоварными продуктами нефтехимии.

Объем кислотного раствора зависит от порядкового номера обработки и толщины продуктивного пласта. После КР закачивают продавочную жидкость в объёме НКТ. В качестве продавочной жидкости для нефтяных скважин используют нефть, а для нагнетательных – воду с ПАВ (ОП-10).

Продолжительность реакции зависит от ряда факторов и изменяется от 1 ч. до 8 и более часов. Чем выше температура, тем короче время реакции.

Кислотная обработка под давлением проводят с целью увеличения глубины проникновения кислоты в пласт и охвата малопроницаемых пропластков. Работы выполняют чаще всего с пакером.

Обработка нефтекислотной эмульсией проводят для увеличения глубины проникновения активной кислоты в пласт.

Пенокислотные обработки проводят в скважинах с аномально низким пластовым давлением.

Поинтервальные кислотные обработки проводят в скважинах с неоднородным строением продуктивных пластов. Используют специальные сдвоенные пакеры.

Термокислотные обработки это обработка нагретым раствором соляной кислоты. Нагрев происходит в результате экзотермической реакции соляной кислоты с магнием или его сплавами, расположенными в специальном наконечнике. Реакция выглядит так:

Mg+2HCl+H₂O=MgCl₂+H₂O+H₂+461,38 кДж.

Для растворения 1 кг магния необходимо 18,61 л 15%-го раствора соляной кислоты.

Для обработки карбонатных коллекторов, состоящих в основном из кальцита, доломита и других солей угольной кислоты, а также терригенных кол­лекторов с повышенным содержанием карбонатов (свыше 10 %) используют соляную кислоту. Допуска­ется применение сульфаминовой и уксусной кислот.

Карбонатные коллекторы, не содержащие в своем составе осадкообразующих включений (суль­фатов, соединений железа и т.п.), обрабатывают 10—16 %-ным водным раствором соляной кислоты. Коллекторы, содержащие осадкообразующие включения, обрабатывают уксусной (10 % масс.) или сульфаминовой (10 % масс.) кислотами.

При обработке карбонатных коллекторов, содержащих соединения железа, при использовании соляной кислоты дополнительно вводят уксусную (3—5 % масс.) или лимонную (2—3 % масс.) кислоты для предупреждения осадкообразования в растворе.

В трещинных и трещинно-поровых коллек­торах для глубокой (по простиранию) обработки ис­пользуют замедленно взаимодействующие с карбона­тами составы на основе соляной кислоты, дисперсные системы типа эмульсий и загущенных растворов:

· для приготовления кислотной пены и нефтекислотной эмульсии используют ПАВ (сульфонол, ОП-10 и др.) и стабилизатор (КМЦ и др.);

· для приготовления загущенной кислоты в ра­створ соляной кислоты (от 12 до 15 % масс.) вводят КМЦ или сульфит-спиртовую барду (0,5—3,0 % масс.).

Обработку карбонатных коллекторов в сква­жинах с температурой от +100 до +170 °С производят с использованием гидрофобной кислотной эмульсии со специальным эмульгатором (диаминдиолеат, первич­ные амины, алкиламиды) от 0,5 до 1 %-ной концент­рации.

Объем кислотного раствора и время выдерживания его в пласте в зависимости от вида воз­действия, рецептуры применяемого состава и геоло­го-технических условий (толщина, пористость, про­ницаемость, забойная температура, давление пласта) выбирают по таблице 3.

Таблица 3

Объем кислоты для ОПЗ в зависимости от проницаемости пласта и количества обработок

	Объем кислоты, м3 (из расчета 15%-ной концентрации) на 1 м вскрытой толщины пласта
Количество	Тип коллектора
Обработок	Поровый		Трещинный
	Малопроницаемый	Высокопроницаемый
Одна	0.4-0.6	0.6-1.0	0.6-0.8
Две и более	0.6-1.6	1.0-1.5	1.0-1.5

Примечание. 1. Продолжительность выдерживания кислотного ра­створа зависит от температуры пласта. При температурах до +30 °С — 2 ч, от +30 до +60 °С — от 1 до 1,5ч.

2. При температурах свыше +60 °С время выдерживания кислотного раствора в пласте не регламенти­ровано и зависит от времени полной нейтрализации (потери активно­сти) кислоты.

Для обработки терригенных коллекторов с карбонатностью менее 10 %, а также в случае загряз­ненной ПЗП используют глинокислотные растворы, приготавливаемые из соляной (от 10 до 12 % масс.) и плавиковой (от 3 до 5 % масс.) кислот. Допустимо ис­пользование взамен плавиковой кислоты кристалли­ческого бифторидфторида аммония. Объем раствора при глинокислотной обработке выбирают из условия предупреждения разрушения пластовых пород. При первичной обработке используют от 0,3 до 0,4 м³ ра­створа на 1 м вскрытой перфорацией толщины пласта.

Для обработки коллекторов, представлен­ных ангидритами, используют соляно-кислотные ра­створы с добавками от 6 до 10 % масс. азотнокислого натрия.

Во всех случаях при проведении кислот­ных обработок в состав раствора вводят ингибитор коррозии.

Термохимические и термокислотные об­работки производят в коллекторах в интервале темпе­ратур от +15 до +40°С.

Для приготовления рабочего раствора в расчетное количество воды вначале вводят ингибитор и стабилизатор, затем техническую HCl. После перемешивания добавляют хлористый барий, а затем – интенсификатор. Работы ведут в резиновых перчатках, очках и специальной одежде.

Особую осторжность необходимо проявлять при работе с HF, пары которой ядовиты.

Термокислотную обработку производят в виде комбинированного воздействия на ПЗП, состо­ящего из термохимической и обычной кислотной об­работок под давлением.

Количество товарной кислоты V_т (в м³), необходимое для получения одного м³ рабочего раствора заданной концентрации, рассчитывается по формуле:

V_т = (ρ_з – 1)/(ρ_т – 1),

где ρ_з – заданная плотность готового раствора, кг/ м³; ρ_т – плотность товарной кислоты (берут по таблице).

Если концентрация рабочего раствора HCl получилась выше или ниже заданной, то добавляют расчетное количество воды или концентрированной кислоты. Количество добавляемой кислоты определяют по формуле:

DV_к=V_р(ρ_з-ρ_ф)/(ρ_т-ρ_з);

Количество добавляемой воды вычисляют по формуле:

DV_в=V_р(ρ_ф-ρ_з)/(ρ_з-1).

Для кислотных обработок используют спе­циальный насосный агрегат типа СИН и др. Кисло­ты транспортируют в гуммированных автоцистернах различных типов.

Схема расстановки техники при кислотной обработке приведена на рис. 6.

При расстановке техники на устье скважины необходимо учитывать направление ветра, между оборудованием должны оставаться свободные проходы шириной не менее одного метра.

Перед началом работ собирают нагнетательные линии о опрессовывают на 1,5-кратное давление от ожидаемого при закачке солянокислотного раствора в пласт. При обнаружении течи в нагнетательном трубопроводе сбрасывают давление и устраняют негерметичность. В процессе закачки кислотного раствора рабочий персонал должен быть удален из зоны прокладки нагнетательных линий на безопасное расстояние.

Рис. 6. Схема расстановки техники при кислотной обработке.