Файл: Основные сведения о разработке нефтяных и газовых залежей.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 130
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ны для нижнего конца труб и убывают по мере приближения к его верхнему, неподвижно закрепленному концу.
Таким образом, несмотря на то, что колонна подъемных труб неподвижно закреплена в зоне устья, ее нижняя часть при каждом двойном ходе плунжера перемещается вверх и вниз на несколько сантиметров. При этом в местах соприкосновения истирается и наружная поверхность колонны подъемных труб, и внутренняя поверхность эксплуатационной колонны.
В скважинном насосе к наиболее изнашивающимся деталям относятся плунжер и цилиндр. Они истираются в результате трения и попадания в зазор между ними песчинок. Иногда в результате попадания песка в зазор может произойти заклинивание и для возобновления работы насос необходимо поднять на поверхность. Для предотвращения попадания песка в насос применяют песочные якори, устанавливаемые перед всасывающим клапаном.
Нагнетательные и всасывающие клапаны в процессе работы насоса изнашиваются в результате соударения шарика с его седлом и промывания пластовой жидкостью. Увеличению их долговечности, так же как и штанг, способствует уменьшение числа двойных ходов штанг путем увеличения длины хода.
Таким образом, правильный выбор параметров работы оборудования, прежде всего длины хода штанг, может увеличить межремонтный период работы установки.
Для приведения в действие бесштанговых скважинных насосов используют электрические или гидравлические двигатели, располагаемые в скважине в непосредственной близости от них. В нашей стране широко используют установки, в которых погруженный в пластовую жидкость электродвигатель приводит в действие многоступенчатый центробежный или винтовой насос.
Установка погружного центробежного электронасоса (УЭЦН) (рис. 1.7) состоит из погружного насосного агрегата, включающего электродвигатель, протектор и многоступенчатый насос, спущенный в скважину на колонне подъемных труб, закрепленных на устье скважины. Электродвигатель соединен кабелем со станцией управления и автотрансформатором, расположенными на поверхности у устья скважины. Часть неиспользованного кабеля наматывают на барабан, установленный у устья скважины.
16
Пластовая жидкость, поступающая из пласта в эксплуатационную колонну, обтекает двигатель, протектор и через боковой вход поступает в насос, из которого по подъемным трубам поднимается на поверхность и через устьевую арматуру отводится в промысловую сеть.
На выходе насоса устанавливают обратный клапан для предотвращения обратного течения жидкости в подъемных трубах при остановке двигателя и спускной клапан для слива жидкости п.ч труб перед подъемом их из скважины.
17
Электродвигатель установки изготавливают, в специальном исполнении, предотвращающем попадание пластовой жидкости в его внутреннюю полость. Для этого ее заполняют маловязким маслом. В электродвигателе предусмотрены устройства для обеспечения фильтрации масла и циркуляции его внутри корпуса.
Протектор для защиты двигателя от воздействия окружающей его пластовой жидкости имеет запас масла для смазки подшипников двигателя и насоса.
Погружной насос состоит из большого числа ступеней — рабочих колес и направляющих аппаратов,— расположенных внутри корпуса. Подобная конструкция обусловлена тем, что одна ступень центробежного насоса создает небольшой напор, а последовательное их соединение позволяет получить необходимое давление.
Нагнетательные скважины (рис. 1.8) служат для закачки в продуктивный пласт жидкости или газа для поддержания пластового давления на необходимом уровне. Наиболее часто закачивают воду. Существует несколько вариантов компоновки внутрискважинного оборудования, определяемых в основном расположением источника закачиваемой воды.
Нагнетаемую в пласт воду, откачивают из специальных неглубоких скважин, пробуриваемых под руслами рек, непосредственно из рек, озер или морей. В этих случаях ее предварительно очищают, после чего специальными многоступенчатыми центробежными насосами по трубопроводам направляют в нагнетательные скважины. В скважины спускают колонну труб, нижний торец которых— башмак располагают чуть выше пласта, куда закачивают воду. Для предохранения эксплуатационной колонны от действия давления закачиваемой жидкости в нижней части колонны устанавливают специальное уплотнение — пакер.
Если геологическое строение таково, что на территории промысла имеются мощные водоносные горизонты, то воду берут из
расположенных поблизости скважин, а иногда и из выше- или нижележащих водоносных пластов той же нагнетательной скважины.
В таком случае для закачивания жидкости в пласт в скважину спускают центробежный электронасос, устанавливают пакеры и другое необходимое оборудование.
§ 4. ПОДЗЕМНЫЙ РЕМОНТ СКВАЖИН
Каждый из перечисленных выше способов эксплуатации не обеспечивает непрерывного функционирования скважины в течение всего периода его применения. Это обусловлено следующими причинами. Во-первых, внутрискважинное оборудование, предназначенное для подъема продукции пласта, закачки в него жидкости или газа нуждается в периодическом ремонте. Для его выполнения необходимо прекратить эксплуатацию скважины, поднять на поверхность оборудование и спустить в скважину новое или отре-
18
монтированное. Во-вторых, в процессе вытеснения пластовой жидкости или газа из пласта изменяются его свойства; размеры пор и трещин, по которым течет пластовая жидкость, уменьшаются из-за отложения на стенках различных веществ, выделяющихся из нефти, или даже совсем закупориваются. Для дальнейшей эксплуатации скважины в таких случаях необходимо воздействовать на часть пласта, прилегающую к забою скважины, для его очистки от отложений и улучшения притока пластовой жидкости, увеличения размера пор и трещин. В третьих, технология разработки месторождения может потребовать прекращения эксплуатации какого-либо пласта или группы пластов, ввести в эксплуатацию новые и т. п. Для этого бывает необходимо изолировать отдельные пласты, обеспечить приток из неэксплуатировавшихся ранее пластов или же углубить скважину, забурить второй ствол.
Работы, связанные с выполнением операций по воздействию на оборудование, находящееся в скважине, скважину или прилежащие к ней участки пластов, называются подземным ремонтом скважин. Его принято подразделять на текущий и капитальный.
В зависимости от причин, предопределяющих проведение текущего ремонта, его подразделяют на:
предупредительный (или профилактический)—ремонт, который проводится в соответствии с заранее составленным графиком. Его основная цель -— поддержание режима эксплуатации скважины на заданном уровне — прежде всего это обеспечение требуемого дебита;
вынужденный (или восстановительный)—ремонт, вызванный непредвиденными изменениями режима или вообще прекращением эксплуатации скважины;
технологические работы выполняют при введении в эксплуатацию новых скважин после бурения или капитального ремонта, необходимости изменения режима их работы и т. п.
Текущий подземный ремонт — комплекс работ по исправлению или изменению режима работы внутрискважинного и устьевого оборудования, поддержания скважины в работоспособном состоянии. К нему, в частности, относятся работы по устранению нарушений или замене оборудования, расположенного в скважине.
Капитальный ремонт скважины — комплекс работ по восстановлению ее работоспособного состояния. К нему относятся ремонт обсадной колонны и воздействия на призабойную зону и прилегающие к скважине участки пластов.
Характер операций, выполняемых при подземном ремонте, зависит от способа эксплуатации, поскольку он определяет применяемое внутрискважинное оборудование. Последовательность способов эксплуатации, как правило, следующая: фонтанная эксплуатация, перевод на какой-либо механизированный способ добычи —газлифт, ШСН, ЭЦН.
Рассмотрим основные причины, вызывающие текущий подземный ремонт, при различных способах эксплуатации скважин.
19
Фонтанная эксплуатация
После окончания бурения скважину оборудуют фонтанной арматурой для удержания колонны подъемных труб и соединения ее внутренней полости и кольцевого пространства с выкидными линиями. На колонне подъемных труб при необходимости устанавливают пакер, якорь и клапан-отсекатель.
Пуск в эксплуатацию проводят заменой глинистого раствора или воды, заполняющих скважину, на более легкую жидкость — воду или нефть. Удельный вес жидкости уменьшают также ее аэрацией — продувкой скважины сжатым воздухом — или заменой ее на газожидкостную смесь.
При фонтанной эксплуатации пластовая жидкость, как правило, поднимается не по всему сечению эксплуатационной колонны, а по колонне подъемных труб. Применение специальной колонны,
обусловлено:
Таким образом, несмотря на то, что колонна подъемных труб неподвижно закреплена в зоне устья, ее нижняя часть при каждом двойном ходе плунжера перемещается вверх и вниз на несколько сантиметров. При этом в местах соприкосновения истирается и наружная поверхность колонны подъемных труб, и внутренняя поверхность эксплуатационной колонны.
В скважинном насосе к наиболее изнашивающимся деталям относятся плунжер и цилиндр. Они истираются в результате трения и попадания в зазор между ними песчинок. Иногда в результате попадания песка в зазор может произойти заклинивание и для возобновления работы насос необходимо поднять на поверхность. Для предотвращения попадания песка в насос применяют песочные якори, устанавливаемые перед всасывающим клапаном.
Нагнетательные и всасывающие клапаны в процессе работы насоса изнашиваются в результате соударения шарика с его седлом и промывания пластовой жидкостью. Увеличению их долговечности, так же как и штанг, способствует уменьшение числа двойных ходов штанг путем увеличения длины хода.
Таким образом, правильный выбор параметров работы оборудования, прежде всего длины хода штанг, может увеличить межремонтный период работы установки.
Для приведения в действие бесштанговых скважинных насосов используют электрические или гидравлические двигатели, располагаемые в скважине в непосредственной близости от них. В нашей стране широко используют установки, в которых погруженный в пластовую жидкость электродвигатель приводит в действие многоступенчатый центробежный или винтовой насос.
Установка погружного центробежного электронасоса (УЭЦН) (рис. 1.7) состоит из погружного насосного агрегата, включающего электродвигатель, протектор и многоступенчатый насос, спущенный в скважину на колонне подъемных труб, закрепленных на устье скважины. Электродвигатель соединен кабелем со станцией управления и автотрансформатором, расположенными на поверхности у устья скважины. Часть неиспользованного кабеля наматывают на барабан, установленный у устья скважины.
16
Пластовая жидкость, поступающая из пласта в эксплуатационную колонну, обтекает двигатель, протектор и через боковой вход поступает в насос, из которого по подъемным трубам поднимается на поверхность и через устьевую арматуру отводится в промысловую сеть.
На выходе насоса устанавливают обратный клапан для предотвращения обратного течения жидкости в подъемных трубах при остановке двигателя и спускной клапан для слива жидкости п.ч труб перед подъемом их из скважины.
17
Электродвигатель установки изготавливают, в специальном исполнении, предотвращающем попадание пластовой жидкости в его внутреннюю полость. Для этого ее заполняют маловязким маслом. В электродвигателе предусмотрены устройства для обеспечения фильтрации масла и циркуляции его внутри корпуса.
Протектор для защиты двигателя от воздействия окружающей его пластовой жидкости имеет запас масла для смазки подшипников двигателя и насоса.
Погружной насос состоит из большого числа ступеней — рабочих колес и направляющих аппаратов,— расположенных внутри корпуса. Подобная конструкция обусловлена тем, что одна ступень центробежного насоса создает небольшой напор, а последовательное их соединение позволяет получить необходимое давление.
Нагнетательные скважины (рис. 1.8) служат для закачки в продуктивный пласт жидкости или газа для поддержания пластового давления на необходимом уровне. Наиболее часто закачивают воду. Существует несколько вариантов компоновки внутрискважинного оборудования, определяемых в основном расположением источника закачиваемой воды.
Нагнетаемую в пласт воду, откачивают из специальных неглубоких скважин, пробуриваемых под руслами рек, непосредственно из рек, озер или морей. В этих случаях ее предварительно очищают, после чего специальными многоступенчатыми центробежными насосами по трубопроводам направляют в нагнетательные скважины. В скважины спускают колонну труб, нижний торец которых— башмак располагают чуть выше пласта, куда закачивают воду. Для предохранения эксплуатационной колонны от действия давления закачиваемой жидкости в нижней части колонны устанавливают специальное уплотнение — пакер.
Если геологическое строение таково, что на территории промысла имеются мощные водоносные горизонты, то воду берут из
расположенных поблизости скважин, а иногда и из выше- или нижележащих водоносных пластов той же нагнетательной скважины.
В таком случае для закачивания жидкости в пласт в скважину спускают центробежный электронасос, устанавливают пакеры и другое необходимое оборудование.
§ 4. ПОДЗЕМНЫЙ РЕМОНТ СКВАЖИН
Каждый из перечисленных выше способов эксплуатации не обеспечивает непрерывного функционирования скважины в течение всего периода его применения. Это обусловлено следующими причинами. Во-первых, внутрискважинное оборудование, предназначенное для подъема продукции пласта, закачки в него жидкости или газа нуждается в периодическом ремонте. Для его выполнения необходимо прекратить эксплуатацию скважины, поднять на поверхность оборудование и спустить в скважину новое или отре-
18
монтированное. Во-вторых, в процессе вытеснения пластовой жидкости или газа из пласта изменяются его свойства; размеры пор и трещин, по которым течет пластовая жидкость, уменьшаются из-за отложения на стенках различных веществ, выделяющихся из нефти, или даже совсем закупориваются. Для дальнейшей эксплуатации скважины в таких случаях необходимо воздействовать на часть пласта, прилегающую к забою скважины, для его очистки от отложений и улучшения притока пластовой жидкости, увеличения размера пор и трещин. В третьих, технология разработки месторождения может потребовать прекращения эксплуатации какого-либо пласта или группы пластов, ввести в эксплуатацию новые и т. п. Для этого бывает необходимо изолировать отдельные пласты, обеспечить приток из неэксплуатировавшихся ранее пластов или же углубить скважину, забурить второй ствол.
Работы, связанные с выполнением операций по воздействию на оборудование, находящееся в скважине, скважину или прилежащие к ней участки пластов, называются подземным ремонтом скважин. Его принято подразделять на текущий и капитальный.
В зависимости от причин, предопределяющих проведение текущего ремонта, его подразделяют на:
предупредительный (или профилактический)—ремонт, который проводится в соответствии с заранее составленным графиком. Его основная цель -— поддержание режима эксплуатации скважины на заданном уровне — прежде всего это обеспечение требуемого дебита;
вынужденный (или восстановительный)—ремонт, вызванный непредвиденными изменениями режима или вообще прекращением эксплуатации скважины;
технологические работы выполняют при введении в эксплуатацию новых скважин после бурения или капитального ремонта, необходимости изменения режима их работы и т. п.
Текущий подземный ремонт — комплекс работ по исправлению или изменению режима работы внутрискважинного и устьевого оборудования, поддержания скважины в работоспособном состоянии. К нему, в частности, относятся работы по устранению нарушений или замене оборудования, расположенного в скважине.
Капитальный ремонт скважины — комплекс работ по восстановлению ее работоспособного состояния. К нему относятся ремонт обсадной колонны и воздействия на призабойную зону и прилегающие к скважине участки пластов.
Характер операций, выполняемых при подземном ремонте, зависит от способа эксплуатации, поскольку он определяет применяемое внутрискважинное оборудование. Последовательность способов эксплуатации, как правило, следующая: фонтанная эксплуатация, перевод на какой-либо механизированный способ добычи —газлифт, ШСН, ЭЦН.
Рассмотрим основные причины, вызывающие текущий подземный ремонт, при различных способах эксплуатации скважин.
19
Фонтанная эксплуатация
После окончания бурения скважину оборудуют фонтанной арматурой для удержания колонны подъемных труб и соединения ее внутренней полости и кольцевого пространства с выкидными линиями. На колонне подъемных труб при необходимости устанавливают пакер, якорь и клапан-отсекатель.
Пуск в эксплуатацию проводят заменой глинистого раствора или воды, заполняющих скважину, на более легкую жидкость — воду или нефть. Удельный вес жидкости уменьшают также ее аэрацией — продувкой скважины сжатым воздухом — или заменой ее на газожидкостную смесь.
При фонтанной эксплуатации пластовая жидкость, как правило, поднимается не по всему сечению эксплуатационной колонны, а по колонне подъемных труб. Применение специальной колонны,
обусловлено:
-
облегчением работ по освоению скважины; -
более эффективным использованием энергии газа, растворенного в пластовой жидкости и выделяющегося в виде пузырьков
яри ее подъеме по колонне; -
стремлением увеличить скорость движения продукции скважины по подъемным трубам и обеспечить вынос песка, поступающего из пласта на поверхность;