Фонтанная эксплуатация Скважин Реферат

      Комментарии к записи Фонтанная эксплуатация Скважин Реферат отключены

Фонтанная эксплуатация Скважин Реферат.rar
Закачек 2844
Средняя скорость 8540 Kb/s

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГРОЗНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ

имени академика М.Д. МИЛЛИОНЩИКОВА

по дисциплине ________________________________________________

На тему: _____________________________________________________

1.1.Фонтанирование скважин под действием гидростатического напора. 4

1.2.Артезианское фонтанирование 5

1.3.Фонтанирование за счет энергии газа 7

Список использованной литература: 12

Эксплуатация нефтяных и газовых месторождений представляет собой процесс подъема нефти, газа или газожидкостной смеси на поверхность с помощью эксплуатационных скважин, а также поддержание оптимального режима их работы.

Существует несколько способов эксплуатации скважин: фонтанная, компрессорная и эксплуатация скважин штанговыми глубинными насосами.

Наиболее удобным и выгодным способом эксплуатации скважин является фонтанная эксплуатация. При этом способе эксплуатации подъем газожидкостной смеси от забоя на поверхность происходит под действием природной энергии. При фонтанной эксплуатации подъем газонефтяной

смеси осуществляется по колонне насосно-компрессорных труб, которые спускают в скважину перед освоением. На устье монтируют фонтанную арматуру (соединение различных тройников, крестовин и запорных устройств), предназначенную для подвешивания колонны.

Компрессорную эксплуатацию скважин можно рассматривать как искусственное продолжение процесса фонтанирования. При этом способе к пластовому газу в скважину с поверхности подводится газ или воздух, сжатый на компрессорной станции. Если подводится газ, то способ эксплуатации называется газлифтным, если воздух – эрлифтным. Иногда в качестве рабочего агента применяется газ из газовых пластов высокого давления, который не требуется дополнительно сжимать в компрессорах. В этом случае способ эксплуатации называется бескомпрессорным газлифтом.

Наиболее распространенный способ добычи нефти – с помощью глубинных насосов. Различают штанговые и бесштанговые насосы. Глубинные штанговые насосы изготовляют двух видов: 1) трубные (невставные); 2) вставные.

1.1.Фонтанирование скважин под действием гидростатического напора.

Фонтанирование скважин обычно происходит на вновь открытых месторождениях нефти, когда запас пластовой энергии велик, т. е. давление на забоях скважин достаточно большое, чтобы преодолеть гидростатическое давление столба жидкости в скважине, противодавление на устье и давление, расходуемое на преодоление трения, связанное с движением этой жидкости. Общим обязательным условием для работы любой фонтанирующей скважины будет следующее основное равенство:

(1)

где Рс давление па забое скважины; Рг, Ртр, Ру — гидростатическое давление столба жидкости в скважине, рассчитанное по вертикали, потери давления на трение в НКТ и противодавление на устье, соответственно.

Различают два вида фонтанирования скважин:фонтанирование жидкости, не содержащей пузырьков газа,—артезианское фонтанирование;

фонтанирование жидкости, содержащей пузырьки газа, облегчающего фонтанирование,— наиболее распространенный способ фонтанирования.

Артезианский способ встречается при добыче нефти редко, Он возможен при полном отсутствии растворенного газа в нефти и при забойном давлении, превышающем гидростатическое давление столба негазированной жидкости в скважине. При наличии растворенного газа в жидкости, который не выделяется благодаря давлению на устье, превышающему давление насыщения, и при давлении па забое, превышающем сумму двух давлений: гидростатического столба негазированной жидкости и давления на устье скважины.

Поскольку присутствие пузырьков свободного газа в жидкости уменьшает плотность последней и, следовательно, гидростатическое давление такого столба жидкости, то давление на забое скважины, необходимое для фонтанирования газированной жидкости, существенно меньше, чем при артезианском фонтанировании.

1.2.Артезианское фонтанирование

Теоретическое описание процесса артезианского фонтанирования практически не отличается от расчета движения однородной жидкости по трубе.

Давление на забое скважины Рс при фонтанировании определяется уравнением (1), в котором гидростатическое давление столба жидкости благодаря постоянству плотности жидкости определяются простым соотношением

(2)

где — средняя плотность жидкости в скважине; Н — расстояние по вертикали между забоем (обычно серединой интервала перфорации) и устьем скважины. Для наклонных скважин

где L — расстояние от забоя до устья вдоль оси наклонной скважины; — средний зенитный угол кривизны скважины.

Для наклонных скважин, имеющих на разных глубинах различный угол кривизны , расстояние Н необходимо определять разделением глубины скважины на интервалы и суммированием проекций этих интервалов на вертикальную ось:

(3)

где — длина i-ro интервала; — угол кривизны -го интервала; п — число интервалов, на которое разбивается, общая глубина скважины.

При движении жидкости по НКТ она охлаждается и ее плотность немного изменяется. Поэтому необходимо в расчетах принимать среднюю плотность

(4)

где Рс, Ру — плотность жидкости при термодинамических условиях забоя и устья скважины, соответственно.

При фонтанировании обводненной нефтью плотность жидкости подсчитывается как средневзвешенная

(5)

где n — доля воды в смеси (обводненность); — плотность нефти и воды в условиях забоя (с) и устья (у) соответственно. Иногда в результате недостаточной скорости восходящего потока жидкости и оседания воды обводненность п вдоль ствола скважины бывает неодинаковой. Например, между забоем и башмаком НКТ в интервале, где жидкость движется по всему сечению обсадной колонны с малой скоростью, обводненность может быть больше. В таких случаях всю расчетную глубину скважины необходимо разбивать на соответствующие интервалы. Заметим, что погрешности в определении гидростатического давления существенно влияют на все результаты расчета, так как оно преобладает в общем балансе давлений и составляет 95—98 % от величины Рс.

Противодавление на устье скважины Ру определяется ее удаленностью от групповой замерной установки, давлением в этой установке или размером штуцера (местного сопротивления), обычно устанавливаемого на выкидной линии фонтанирующей скважины для регулирования ее дебита. При широко распространенных в настоящее время однотрубных, герметизированных системах нефтегазосбора давления на устье Ру бывает большим, достигая иногда нескольких мегапаскалей.

1.3.Фонтанирование за счет энергии газа

Это наиболее распространенный способ фонтанирования нефтяных скважин. Уже было отмечено, что при артезианском фонтанировании в фонтанных трубах движется негазированная жидкость (нефть), поэтому, чтобы преодолеть гидростатическое давление столба такой жидкости, забойное давление должно быть достаточно высоким.

При фонтанировании за счет энергии газа плотность столба ГЖС в фонтанных трубах мала, поэтому гидростатическое давление столба такой смеси будет меньше. Следовательно, и для фонтанирования скважины потребуется меньшее забойное давление. При движении жидкости по НКТ от забоя к устью давление уменьшается, и на некоторой высоте оно становится равным давлению насыщения Рнас, а выше — ниже давления насыщения. В зоне, где Р Рнас), и газ будет выделяться на некоторой высоте в НКТ.

Возможен другой случай, когда фонтанирование происходит при давлении на забое скважины ниже давления насыщения с Рнас)

Рассмотрим два случая фонтанирования. I. Рс Pнас (РИС.1, б).

Свободный газ в этом случае не накапливается в затрубиом пространстве, так как нет условий для его проскальзывания у башмака фонтанных труб. В самих трубах газ начнет выделяться на некоторой высоте от башмака, где давление станет равным давлению насыщения. Поскольку при работе скважины обновление жидкости в затрубном пространстве не происходит, то не возникают и условия для пополнения газа. Из объема нефти, находящейся в затрубном пространстве, частично выделится растворенный газ, после чего вся система придет в равновесие. Уровень жидкости в этом случае будет находиться на некоторой глубине h. Различным положениям уровня будет соответствовать различное давление Рз. В этом случае вследствие неопределенности величины h становится невозможным определение забойного давления Рс по величине Рз.

Оборудование устья и забоя представляет собой совокупность фильтра, хвостовика, муфты, колонного патрубка, фланца и фонтанной или компрессорной арматуры. В настоящее время это оборудование применяется при всех способах эксплуатации залежи.

Для определения различных параметров фильтрации проводится исследование скважин. Сущность этих исследований состоит в том, что несколько раз изменяют дебит скважин и каждый раз, когда режим установится, замеряют забойное давление; в случае же нагнетательных скважин изменяют их расход, дожидаются, пока режим установится, и замеряют расход воды и давление нагнетания. Далее строятся кривые зависимости дебитов от депрессии или забойных давлений, называемых индикаторной диаграммой. Цель проводимых исследований состоит в определении коэффициента проницаемости, пьезопроводности и гидропроводности. А регулировочные кривые строятся для установления оптимального режима работы скважин.

После окончания бурения нефтяных скважин до начала их эксплуатации необходимо провести освоение скважин. Процесс освоения осуществляется, во–первых, для очистки забоя от грязи и обломков породы; и во–вторых, для уменьшения удельного веса жидкости, оставшейся в скважине после бурения. На практике применяются несколько способов освоения. Приемлемость того или иного вида освоения зависит того, каким способом по проекту будет эксплуатироваться данная скважина, а также от ряда других свойств продуктивных толщ и находящихся в них флюидов.

Список использованной литература:

В.М. Муравьев. Спутник нефтяника. -М.: Недра, 1977. – 304 с.

П.Н. Лаврушко. Подземный ремонт скважин. -М.: Недра, 1968. – 412с.

А.И. Жуков, Б.С. Чернов, М.Н. Базлов. Эксплуатация нефтяных месторождений. -М.: Гостоптехиздат, 1961. – 494 с.

Условия, позволяющие осуществлять фонтанную эксплуатацию скважин. Комплекс оборудования для фонтанного способа эксплуатации. Роль фонтанных труб, способы продления фонтанирования малодебитных скважин. Борьба с отложением парафина в подъемных трубах.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

на тему: Фонтанная эксплуатация нефтяных скважин

Фонтанный способ — самый лучший способ эксплуатации, т.к. не требует источников энергии. Оборудование при этом способе простое и надежное.

Фонтанная эксплуатация скважин возможна, когда пластовой энергии хватает для подъема продукции пласта на поверхность земли. В этом случае устье скважины оборудуется специальными устройствами, которые обеспечивают регулирование рабочих показателей (расход, давление) и направление потока пластового флюида в промысловую сеть, а при необходимости — герметизацию скважинного пространства и проведение требуемых технологических операций. Кроме устьевого оборудования современная фонтанирующая скважина имеет достаточно сложное внутрискважинное оборудование.

Комплекс оборудования для фонтанной эксплуатации состоит из наземной части и внутрискважинного оборудования.

скважина фонтанирование труба

РОЛЬ ФОНТАННЫХ ТРУБ

При одном и том же количестве газа не в каждой скважине можно получить фонтанирование.

Смесь нефти и газа, движущаяся в скважине, представляет собой чередование прослоев нефти с прослоями газа: чем больше диаметр подъемных труб, тем больше надо газа для подъема нефти.

В практике известны случаи, когда скважины больших диаметров (150ё300 мм), пробуренные на высокопродуктивные пласты с большим давлением, отличались высокой производительностью, но фонтанирование их в большинстве случаев было весьма непродолжительным. Иногда встречаются скважины, которые при обычных условиях не фонтанируют, хотя давление в пласте высокое.

После спуска в такие скважины лифтовых труб малого диаметра удается достигнуть фонтанирования. Поэтому с целью рационального использования энергии расширяющего газа все скважины, где ожидается фонтанирование, перед освоением оборудуют лифтовыми трубами условным диаметром от 60 до 114 мм, по которым происходит движение жидкости и газа в скважине.

Диаметр подъемных труб подбирают опытным путем в зависимости от ожидаемого дебита, пластового давления, глубины скважины и условий эксплуатации. Трубы опускают до фильтра эксплуатационной колонны.

При фонтанировании скважины через колонну труб малого диаметра газовый фактор уменьшается, в результате чего увеличивается продолжительность фонтанирования. Нередко скважины, которые фонтанировали по трубам диаметром 114, 89, 73 мм переходили на периодические выбросы нефти и останавливались. В этих случаях период фонтанирования скважины удавалось продлить путем замены фонтанных труб меньшего диаметра: 60, 48, 42, 33 мм. Это один из способов продления фонтанирования малодебитных скважин.

ОБОРУДОВАНИЕ ФОНТАННЫХ СКВАЖИН

В пробуренных эксплуатационных скважинах оборудуют как забойную (в зоне продуктивного пласта), так и устьевую часть, выходящую на поверхность. Если продуктивный пласт сложен достаточно прочными породами, то применяют «открытый» забой. В этом случае эксплуатационная обсадная колонна доводится до верхней границы продуктивного пласта, а сам пласт вскрывается на всю мощность. Если породы продуктивного пласта неустойчивые, рыхлые, то забой укрепляют обсадными трубами с креплением (цементированием) затрубного пространства. Приток нефти в скважину обеспечивают пробивкой отверстий (перфорацией) обсадной трубы и цементного кольца в зоне продуктивного пласта (обычно десять отверстий на один метр).

Условия эксплуатации фонтанных скважин требуют герметизации их устья, разобщения межтрубного пространства, направления продукции скважин в пункты сбора нефти и газа, а также при необходимости полного закрытия скважины под давлением. Эти требования выполняются при установке на устье фонтанирующей скважины колонной головки и фонтанной арматуры с манифольдом.

К наземному оборудованию относят фонтанную арматуру и манифольд. Фонтанной арматурой оборудуют фонтанные нефтяные и газовые скважины. Ее устанавливают на колонную головку.

Фонтанная арматура включает трубную обвязку (головку) и фонтанную елку с запорными и регулирующими устройствами.

Трубная обвязка — часть фонтанной арматуры, устанавливаемая на колонную обвязку, предназначена для обвязывания одного или двух скважинных трубопроводов, контроля и управления потоком скважинной среды в затрубном (межтрубном) пространстве.

Конструкция фонтанной арматуры обеспечивает возможность измерения давления на верхнем буфере елки, а также давления и температуры среды на буфере бокового отвода елки и трубной головки. Стандартами предусмотрено изготовление блочных фонтанных арматур, а также укомплектование по необходимости фонтанных арматур автоматическими предохранительными и дистанционно управляемыми устройствами.

Фонтанная елка — часть фонтанной арматуры, устанавливаемая на трубную обвязку, предназначена для контроля и регулирования потока скважинной среды в скважинном трубопроводе и направления его в промысловый трубопровод.

При оборудовании скважины двумя концентрическими колоннами НКТ (двухрядная конструкция подъемника) трубы большего диаметра подвешиваются на резьбовом соединении нижнего тройника (крестовина), который устанавливается на крестовину, герметизирующую затрубное пространство.

Трубы меньшего диаметра подвешиваются на резьбе переводника (стволовой катушки), размещаемом над тройником (крестовиком).

Типовые схемы фонтанных включают либо один, либо два тройника (одно и двухъярусная арматура), либо крестовину.

Монтаж-демонтаж фонтанной арматуры на устье скважины производится автомобильными кранами или другими подъемными механизмами.

При всех способах эксплуатации скважин подъем жидкости и газа на поверхность происходит по специальным трубам НКТ, спускаемым в скважины перед началом эксплуатации (в фонтанирующих скважинах опускаются до фильтра). Согласно ГОСТ 633-80 предусмотрены следующие условные размеры (по внешнему диаметру): 27, 33, 42, 48, 60, 73, 89, 102 и 114 мм с толщиной стенок от 3 до 7 мм. Длина труб 5ч10 м. Трубы бесшовные, из сталей с высокими механическими свойствами, на обоих концах резьба, соединяются между собой муфтами. Отечественные НКТ изготавливают 4 типов. НКТ могут быть изготовлены из алюминиевого сплава марки Д16. Применяют фиберговые трубы, а также безрезьбовые (гибкие) НКТ на барабанах длиной до 6000 м.

Для обеспечения длительной и бесперебойной работы скважин в фонтанном режиме эксплуатации большое значение имеет регулирование пластовой энергии за счет изменения объема нефти, поступающего из скважины и называемого дебитом скважин. Для ограничения дебита скважин в боковом отводе фонтанной елки устанавливается сменный штуцер-вставка из износостойкого материала с калиброванным отверстием строго определенного диаметра. Диаметр штуцера определяет количество поступающей из скважины нефти в зависимости от принятого режима работы скважины. Обычно диаметр штуцера равен 3 ё 15 мм и больше. Могут применяться быстро-сменяемые и быстрорегулируемые забойные штуцеры, которые устанавливаются в фонтанных трубах на любой глубине и удерживаются пакерами. Спуск и подъем забойных штуцеров осуществляется на стальном канате при помощи лебедки.

Осуществляется снижением давления на пласт путем:

1) последовательной замены глинистого раствора в скважине жидкостью и газожидкостной смесью меньшей плотности (глинистый раствора вода и нефть);

2) использования азота инертного или газа (вытеснением части жидкости из скважины, ее аэрацией);

БОРЬБА С ОТЛОЖЕНИЕМ ПАРАФИНА В ПОДЪЕМНЫХ ТРУБАХ

Одним из факторов, осложняющих процесс эксплуатации скважин, является отложение парафина на стенках подъемных труб, устьевой арматуры и выкидных линий.

Для борьбы с отложениями парафина применяют следующие основные способы:

1. Механический, при котором парафин со стенок труб периодически удаляется специальными скребками и выносится струей на поверхность.

2. Тепловой, при котором скважина промывается теплоносителем (паром, горячей водой или нефтепродуктами).

3. Использование подъемных труб с гладкой внутренней поверхностью (остеклованных или покрытых специальным лаком или эмалями).

4. Химический, при котором парафин удаляется с помощью растворителей.

Неполадки в работе фонтанных скважин — нарушение режимов:

1. Парафино- и гидратообразование в трубах.

2. Образование песчаных пробок на забоях.

3. Разъедание штуцера.

4. Забивание песком, парафином штуцера или выкидной линии.

5. Появление воды в скважине.

Основные преимущества способа:

• предотвращается потеря природной энергии залежей нефти в процессе фонтанной эксплуатации скважин;

• добыча нефти в процессе фонтанирования скважин обеспечивается за счет ранее использованной энергии растворенного газа;

• энергия гидростатического давления пласта расходуется незначительно в связи с чем и предотвращается интенсивное падение пластового давления;

• диаметр глубинного регулятора давления определяется так, чтобы созданная депрессия на пласт не превышала допустимую депрессию;

*диаметр устьевого штуцера выбирается так, чтобы продукция скважины транспортировалась до промыслового сборного пункта.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Поддержание на забое скважин условий, обеспечивающих соблюдение правил охраны недр, безаварийную эксплуатацию скважин. Изменение технологического режима эксплуатации скважин в процессе разработки. Анализ показателей разработки на Мастахском месторождении.

Понятие о нефтяной залежи. Источники пластовой энергии. Приток жидкости к перфорированной скважине. Режимы разработки нефтяных месторождений. Конструкция оборудования забоев скважин. Кислотные обработки терригенных коллекторов. Техника перфорации скважин.

Фонтанный способ добычи нефти. Оборудование при фонтанном способе добычи нефти. Эксплуатация скважин газлифтным методом, применяемое оборудование. Установки погружных насосов с электроприводом. Вспомогательное скважинное оборудование, классификация ВШНУ.

Схема штанговой насосной установки, ее элементы и назначение. Расчет коэффициента подачи штангового скважинного насоса. Факторы, снижающие подачу. Нагрузки, действующие на штанги, и их влияние на ход плунжера. Фонтанная эксплуатация нефтяных скважин.

Характеристика Южно-Ягунского месторождения. Эксплуатация фонтанных и газлифтных скважин. Гидродинамические и промыслово-геофизические методы исследования скважин и пластов. Способы воздействия на призабойную зону. Подземный текущий и капитальный ремонт.

Описание основных способов добычи нефти. Характеристика оборудования для эксплуатации нефтяных скважин фонтанным способом: арматура, запорные и регулирующие устройства, фланцевые соединения. Особенности и принцип действия газлифтной эксплуатации скважин.

Анализ причин обрывности штанговой колонны при эксплуатации скважин, оборудованных штанговыми скважинными насосными установками (ШСНУ). Подбор оборудования для эксплуатации ШСНУ. Разработка мероприятий по увеличению межремонтного периода скважин.

Использование энергии взрыва для интенсификации скважной добычи геотехнологическим способом. Характеристика газлифтного способа добычи нефти. Принципиальная схема гидродобычи, опыт эксплуатации скважин плунжерным лифтом и установкой с перекрытым выкидом.

Технические средства направленного бурения скважин. Компоновки низа бурильной колонны для направленного бурения. Бурение горизонтальных скважин, их преимущества на поздних стадиях разработки месторождения. Основные критерии выбора профиля скважины.

Анализ классификации оборудования, предназначенного для подъема продукции пласта из скважины, принципы и обоснование его выбора. Колонная и трубная колонка. Неполадки при работе фонтанных скважин и пути их устранения. Типы насосно-компрессорных труб.

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

реферат лысенок 2бм31.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт природных ресурсов

Кафедра транспорта и хранения нефти и газа

«СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН»

Выполнил: студент гр. 2БТ91

1. Фонтанный способ эксплуатации скважин ……………………… …………..4

1.1 Скважинное (подземное) оборудование……………………………………5

1.2 Устьевое (земное) оборудование……………………………………………6

1.3 Особенности эксплуатации фонтанных скважин………………………….10

2. Газлифтный способ эксплуатации скважин…………………………………11

2.1 Принцип действия газлифта…………… …………………………………. 11

2.2 Оборудования газлифтных скважин………………………………………..12

3 Насосный способ эксплуатации скважин………………………… …………. 14

3.1 Эксплуатация скважин штанговыми насосами……………………………. 15

3.1.1 Составные части штангового скважинного насоса……………………. 16

3.2 Эксплуатация скважин погружными электроцентробежными насосами. .19

3.3 Установки погружных винтовых электронасосов………………… . ……20

3.4 Установка погружных диафрагменных электронасосов………………….24

3.5 Установка гидропоршневых насосов………………………………………27

3.6 Струйные насосы……………………………………… …………………….29

4 Эксплуатация газовых месторождений………………………………………30

Список используемых источников…………………………………………….. 36

Существует несколько способов эксплуатации скважин: фонтанная, газлифтная и эксплуатация скважин штанговыми глубинными насосами.

Наиболее удобным и выгодным способом эксплуатации скважин является фонтанная эксплуатация. При этом способе эксплуатации подъем газожидкостной смеси от забоя на поверхность происходит под действием природной энергии. При фонтанной эксплуатации подъем газонефтяной смеси осуществляется по колонне насосно-компрессорных труб, которые спускают в скважину перед освоением. На устье монтируют фонтанную арматуру (соединение различных тройников, крестовин и запорных устройств), предназначенную для подвешивания колонны.

Газлифтную эксплуатацию скважин можно рассматривать как искусственное продолжение процесса фонтанирования. При этом способе к пластовому газу в скважину с поверхности подводится газ или воздух, сжатый на компрессорной станции. Если подводится газ, то способ эксплуатации называется газлифтным, если воздух – эрлифтным. Иногда в качестве рабочего агента применяется газ из газовых пластов высокого давления, который не требуется дополнительно сжимать в компрессорах. В этом случае способ эксплуатации называется бескомпрессорным газлифтом.

Наиболее распространенный способ добычи нефти – с помощью глубинных насосов. Различают штанговые и бесштанговые насосы. Глубинные штанговые насосы изготовляют двух видов: 1) трубные (невставные); 2) вставные.

1. Фонтанный способ эксплуатации скважин

Фонтанный способ эксплуатации скважин применяется, если пластовое давление в залежи велико. В этом случае нефть фонтанирует, поднимаясь на поверхность по насосно-компрессорным трубам за счет пластовой энергии. Фонтанирование скважин может происходить под действием гидростатического напора, а также энергии расширяющегося газа.

Практически фонтанирование только под действием гидростатического напора встречается очень редко. В большинстве случаев вместе с нефтью в пласте находится газ, и он играет главную роль в фонтанировании скважин.

В нефтяных залежах, где давление насыщения нефти газом равно пластовому давлению газ делает двойную работу: выделяясь в пласте он выталкивает нефть, а в трубах поднимает ее на поверхность.

Для некоторых режимов характерно содержание в нефти газа, находящегося в растворенном состоянии и не выделяющегося из нефти в пределах пласта. В этом случае по мере подъема жидкости в скважине давление снижается и на некотором расстоянии от забоя достигает величины, равной давлению насыщения, и из жидкости начинает выделяться газ, который способствует дальнейшему подъему жидкости на поверхность.

Оборудование любой скважины, в том числе фонтанной, должно обеспечивать отбор продукции в заданном режиме и возможность проведения необходимых технологических операций с учетом охраны недр, окружающей среды и предотвращения аварийных ситуаций. Оно подразделяется на скважинное (подземное) и устьевое (земное). [3]

1.1 Скважинное (подземное) оборудование

При одном и том же количестве газа не в каждой скважине можно получить фонтанирование. Если количество газа достаточно для фонтанирования в 150 миллиметровой скважине, то его может не хватить для 200 миллиметровой скважины.

Смесь нефти и газа, движущаяся в скважине, представляет собой чередование прослоев нефти с прослоями газа: чем больше диаметр подъемных труб, тем больше надо газа для подъема нефти.

В практике известны случаи, когда скважины больших диаметров (150 ¸ 300 мм), пробуренные на высокопродуктивные пласты с большим давлением, отличались высокой производительностью, но фонтанирование их в большинстве случаев было весьма непродолжительным. Иногда встречаются скважины, которые при обычных условиях не фонтанируют, хотя давление в пласте высокое. [2]

После спуска в такие скважины лифтовых труб малого диаметра удается достигнуть фонтанирования. Поэтому с целью рационального использования энергии расширяющего газа все скважины, где ожидается фонтанирование, перед освоением оборудуют насосно- компрессорными трубами (НКТ) с условными размерами (по внешнему диаметру): 27, 33, 42, 48, 60, 73, 89, 102 и 114 мм с толщиной стенок от 3 до 7 мм. Длина труб 5 ÷ 10 м.

Диаметр подъемных труб подбирают опытным путем в зависимости от ожидаемого дебита, пластового давления, глубины скважины и условий эксплуатации. Трубы опускают до фильтра эксплуатационной колонны.

1.2 Устьевое (земное) оборудование

Условия эксплуатации фонтанных скважин требуют герметизации их устья, разобщения межтрубного пространства, направления продукции скважин в пункты сбора нефти и газа, а также при необходимости полного закрытия скважины под давлением. Эти требования выполняются при установке на устье фонтанирующей скважины колонной головки и фонтанной арматуры с манифольдом.

Колонная головка предназначена для соединения верхних концов обсадных колонн (кондуктора, технических и обсадных труб), герметизации межтрубных пространств и служит опорой для фонтанной арматуры.

Фонтанная арматура состоит в свою очередь из трубной головки и фонтанной елки.

Трубная головка служит для обвязки одного или двух рядов фонтанных труб, герметизации межтрубного пространства между эксплуатационной колонной и фонтанными трубами, а также для проведения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважины. Обычно трубная головка представляет собой крестовину с двумя боковыми отводами и трубной подвеской. Боковые отводы позволяют закачивать в межтрубное пространство воду и глинистый раствор при глушении скважины, ингибиторы гидратообразования и коррозии, измерять затрубное давление (манометром), а также отбирать газ из него. Трубная головка монтируется непосредственно на колонной головке.

Фонтанная елка предназначена для управления потоком продукции скважины и регулирования его параметров, а также для установки манометров, термометров и приспособлений, служащих для спуска и подъема глубинных приборов. Елка состоит из вертикального ствола и боковых отводов-выкидов (струн). На каждом отводе устанавливают по две задвижки: рабочую и резервную (ближайшую к стволу). На стволе установлены коренная (главная, центральная) и буферная задвижки. На отводах имеются «карманы» для термометров и штуцеры для манометров, а также для регулирования расхода. Ствол заканчивается буфером с манометром. [3]

Фонтанные елки по конструкции делятся на крестовые и тройниковые. В состав ствола крестовой елки входит крестовина, к которой и крепятся отводы-выкиды (Рисунок 1.1) Каждый из них может быть рабочим. Тогда второй является резервным. В конструкцию ствола тройниковой елки входят тройники, к которым присоединяются выкидные линии — верхняя, которая является рабочей и нижняя, являющаяся резервной (Рисунок 4.2). Такое распределение «ролей» связано с тем, что тройниковая арматура, как правило, применяется в скважинах, в продукции которых содержится песок или ил.

Рисунок 1.1 — Фонтанная крестовая арматура (4АФК-50-700) высокого давления (70 МПа) для однорядного подъемника: 1 — вентиль, 2 — задвижка, 3 — крестовина, 4 — катушка для подвески НКТ, 5 — штуцер, 6 — крестовины ёлки, 7 — буфер, 8 — патрубок для подвески НКТ, 9 — катушка

Рисунок 1.2 — Фонтанная тройниковая арматура кранового типа для подвески двух рядов НКТ (2АФТ-60×40хКрЛ-125): 1 — тройник; 2 — патрубок для подвески второго ряда НКТ; 3 — патрубок для подвески первого ряда НКТ

Для обеспечения длительной и бесперебойной работы скважин в фонтанном режиме эксплуатации большое значение имеет регулирование пластовой энергии за счет изменения объема нефти, поступающего из скважины и называемого дебитом скважин. Для ограничения дебита скважин в боковом отводе фонтанной елки устанавливается сменный штуцер-вставка из износостойкого материала с калиброванным отверстием строго определенного диаметра (Рисунок 4.3). Диаметр штуцера определяет количество поступающей из скважины нефти в зависимости от принятого режима работы скважины. Обычно диаметр штуцера равен 3 ¸ 15 мм и больше.

Рисунок 1.3 — Штуцер быстросменный для фонтанной арматуры высокого давления (ЩБА-50-700)

1 — корпус, 2 — тарельчатая пружина, 3 — боковое седло, 4 — обойма, 5 — крышка, 6 — нажимная гайка, 7 — прокладка, 8 — гайка боковая, 9 — штуцерная металлокерамическая втулка

Могут применяться быстро сменяемые и быстро регулируемые забойные штуцеры, которые устанавливаются в фонтанных трубах на любой глубине и удерживаются пакерами. Спуск и подъем забойных штуцеров осуществляется на стальном канате при помощи лебедки.

Манифольд — система труб и отводов с задвижками или кранами — служит для соединения фонтанной арматуры с трубопроводом, по которому продукция скважины поступает на групповую замерную установку (ГЗУ). Он предусматривает наличие двух практически идентичных обвязок (рабочая и резервная), в каждой из которых есть регулируемый штуцер, вентили для отбора проб жидкости и газа, запорное устройство для сброса продукции на факел или в земляной амбар и предохранительный клапан. [4]

1.3 Особенности эксплуатации фонтанных скважин

Освоение и пуск в работу фонтанной скважины осуществляется снижением давления на пласт путем:

    • последовательной замены глинистого раствора в скважине жидкостью и газожидкостной смесью меньшей плотности
    • использования азота инертного или газа (вытеснением части жидкости из скважины, ее аэрацией);
    • свабирования.

Одним из факторов, осложняющих процесс эксплуатации скважин, является отложение парафина на стенках подъемных труб, устьевой арматуры и выкидных линий.

Для борьбы с отложениями парафина применяют следующие основные способы:

1. Механический, при котором парафин со стенок труб периодически удаляется специальными скребками и выносится струей на поверхность.

2. Тепловой, при котором скважина промывается теплоносителем (паром, горячей водой или нефтепродуктами).

3. Использование подъемных труб с гладкой внутренней поверхностью (остеклованных или покрытых специальным лаком или эмалями).

4. Химический, при котором парафин удаляется с помощью растворителей.

Неполадки в работе фонтанных скважин — нарушение режимов:

    • Парафино- и гидратообразование в трубах.
    • Образование песчаных пробок на забоях.
    • Разъедание штуцера.
    • Забивание песком, парафином штуцера или выкидной линии.
    • Появление воды в скважине.

Фонтанный способ эксплуатации нефтяных скважин применяется на начальном этапе разработки месторождений.


Статьи по теме