Файл: Островский Я.М. Борьба с пробкообразованием в нефтяных скважинах на месторождениях Туркмении.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 26
Скачиваний: 0
Я.М. ОСТРОВСКИЙ
Б О Р Ь Б А
СЛР0БК00БРА30ВАНИЕМ
ВНЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ТУРКМЕНИИ
ЯМ. О С Т Р О В С К И Й
Б О Р Ь Б А
СПРОБКООБРАЗОВАНИЕМ
ВНЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ
НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ТУРКМЕНИИ
ТУРКМЕНСКОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО А ш X а б а д— 1996
f“ОС. i w' *•1 HАУЧН'ТЕХНИЧЬ.СК А*’
б И Ь Л И О Т Р К А cccr ...»
г*
( J - ~
6П1.6
0— 77
В брошюре изложены причины разруше ния слабосцементироеанных пород приза бойной зоны скважин и образования пес чаных пробок, существующие методы борьбы с пескопроявлением в нефтяных скважинах. Приведены результаты закреп ления песков в призабойной зоне скважин на месторождениях Туркмении.
Брошюра рассчитана на широкий круг
работников нефтяной промышленности.
Под редакцией инженера В. С ма р а г д о в а
Н евозможно представить себе современное хо зяйство страны без нефти. Нефть — это бензин и мазут, дизельное топливо и керосин, смазочные масла и высококачественное сырье для химических производств. Из нефти получают больше тысячи ценных химических
продуктов, в том числе |
синтетический |
каучук, спирты, |
|
эфиры, |
технические жиры |
и т. д. Учитывая себестоимость |
|
добычи |
нефти, которая |
в 3 —4 раза |
ниже себестои |
мости добычи угля, можно сказать, что |
нефть является |
наиболее экономичным, дешевым и эффективным видом топлива и химического сырья. Отсюда видно, чго «чер ному золоту», как называют нефть, принадлежит боль шое будущее.
За годы советской власти нефтяная промышленность нашей страны, развиваясь бурными темпами, выросла в одну из мощных отраслей тяжелой индустрии, осна щенную передовой техникой. Если к моменту национали зации нефтяной промышленности в 1920 году добыча нефти по стране достигала всего 3,8 лин. т, то вскоре после национализации нефтяная промышленность Со-
3
ветекого Союза значительно окрепла и начала бурно развиваться, дав стране в 1928 году 12,1 млн. г, а в 1936 году — 27,3 млн. т нефти.
В годы послевоенных пятилеток добыча нефти начи нает вновь возрастать еще более высокими темпами. В 1950 году страна получила свыше 35 млн. т нефти, в 1956 году — 83,8 млн. т. Особенно высокие темпы разви ты после XX съезда КПСС. Если накануне съезда у нас добывалось нефти немногим более 20 процентов от аме риканского объема добычи, то и 1961 году добыча неф ти в СССР составила примерно половину количества, добытого в США. Ни одна страна в мире не знает тако го относительного и абсолютного прироста добычи неф ти, какой достигнут у нас. Однако перспективы, которые открываются перед советской нефтяной промышлен ностью на новом этапе развития страны, еще более вели чественны и грандиозны. В 1980 году добыча «черного золота» достигнет 690—710 млн. т. За 20 лет из земных недр будет извлечено нефти в пять е лишним раз больше, чем за вею 140-летнюю историю нефтедо бычи в нашей стране.
Такое бурное развитие добычи нефти будет осущест вляться как на базе существующих нефтяных районов, так и за счет создания новых мощных нефтедобываю щих центров, например, н Восточной и Западной Сиби ри, в Прикаспийской низменности. Только в последнее время найдено много крупных нефтяных месторождений как в известных нефтяных районах ----- Азербайджане, Татарии, Туркмении, так и в новых'местах, в частности в Сибири, на полуострове Мангышлак, в Казахстане.
Потребности народного хозяйства страны в нефти и нефтепродуктах, высокие темпы развития добычи нефти требуют от всех нефтяников повышения культуры про изводства, мобилизации внутренних ресурсов, внедрения
4
новой техники и совершенствования технологии процес
сов.
Как ни велики наши успехи в области технического прогресса в нефтяной промышленности, на отдельных
.участках в деле создания, внедрения и использования передовой техники и технологии имеются определенные недостатки. Одним из таких участков, который занимает особое место среди «узких мест» в технологии добычи нефти, является борьба с пробкообразованием. Образо вание песчаных пробок в нефтяных скважинах пред ставляет широко распространенное явление, наносящее большой ущерб нефтяной промышленности. Для место рождений, пласты которых сложены рыхлыми, слабосцементированными песками (месторождения Азербайд жана. Туркмении, Краснодарского края), улучшение режима эксплуатации действующих скважин и ввод в
эксплуатацию скважин, простаивающих из-за пробкиобразования, зависит от эффективного разрешения проб лемы борьбы с песком.
Ведущаяся в этом направлении на протяжении уже многих лет борьба оказалась недостаточно эффективной
вследствие |
имеющихся органических недостатков в |
иримеияемы х |
методах. |
ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ПЕСКОПРОЯВЛЕНИЯ
ВНЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ
Пескоироявленпе нефтяных скважин в значительной мере снижает коэффициент полезного действия подъема нефти на поверхность н коэффициент полезного исполь зования пластовой энергии. Уже давно известно, что наибольшая часть пластовой энергии расходуется на движение нефти в части пласта, прилегающей к стенке
5
скважины, т. е. в призабойной зоне. Если породы забиты мельчайшими взвешенными частицами песка, увеличи вается сопротивление движению нефти и, следовательно, увеличивается расход пластовой энергии, часть которой идет на преодоление дополнительных сопротивлений и часть — на движение этих частиц песка. Кроме того, если нефтяной пласт сложен рыхлыми, слабосцементи рованными песками, часть пластовой энергии идет на отрыв отдельных зерен песка от скелета породы и на движение этих зерен из пласта в скважину. Причем, этот процесс происходит непрерывно во все время эксплуата ции скважин. Песок, попадая в скважин)-, частично оседает в ней, частично выносится на поверхность по токомнефти. Вот это наличие песка в нефти значи тельно увеличивает энергию, необходимую для ее подъе ма от забоя до поверхности.
Следовательно, большая часть пластовой энергии тратится впустую, непроизводительно, на движение по пласту и подъем на поверхность песка. За счет такого непроизводительного расхода энергии общая добыча нефти из пласта может быть снижена.
Очень часто, а на нефтяных месторождениях Турк мении почти повсеместно, нефтяные пласты состоят из серии чередующихся прослоек песка и глины, причем последние являются практически непроницаемыми для нефти. Если песчаные пласты находятся в рыхлом со стоянии, то в призабойной зоне, где скорость движениянефти будет наибольшей, движущаяся нефть будет увлекать за собой частицы песка в скважину. После не которого периода.эксплуатации в призабойной зоне об разуется каверна в виде конической поверхности естест венного откоса песка. Эта коническая полость может за полняться породой из вышележащих глинистых прослоек и прекратить приток нефти к скважине. Образование
б
каверн и обвалы пластов, в свою очередь, приводят к прорыву вод из верхних водоносных пластов и обвод нению скважин. Обвалы пластов часто вызывают смя тие и слом эксплуатационных колонн, ведущие к дли тельным ремонтным работам, пли даже к ликвидации скважин.
Анализ ремонтов, проведенных в скважинах место
рождения Кум-Даг, |
показал, |
что |
призабойные |
зоны |
|
нефтяных |
пластов в |
значительной |
мере разрушены и |
||
во время |
ремонтных |
работ |
способны вмещать |
в себя |
большое количество цемента и цементно-песчаных сме сей. Так, в настоящее время на каждую скважину в среднем приходится 25,3 т цемента, закачиваемого при различных видах ремонтов как для изоляции пласто вых вод, так и для закрепления пластовых песков, а по отдельным скважинам количество цемента, закачивае мого в призабойную зону, значительно превышает ука занную величину и достигает иногда 100 и более тони. Интенсивность разрушения призабойной зоны выше в скважинах, эксплуатирующихся более длительный пе риод, из которых отобрано большое количество жидко сти, а также в скважинах с меньшим интервалом фильт ра. Наиболее подвержены разрушению пласты верхних горизонтов; породы, слагающие нижние горизонты, более сцементированы и менее разрушены.
Разрушение призабойных зон, изменение их структу ры приводит к слому и смятию эксплуатационных ко лонн. Так, из 6 скважин горизонта «А» месторождения Западный Кум-Даг нарушение колонн отмечено в двух скважинах, по горизонту «Б» — в трех скважинах, по горизонту «В» — в двух скважинах и по горизонту «А», Восточного Кум-Дага, — в одной скважине. Имеют мес то сломы колонн и в скважинах некоторых горизонтов месторождения Небит-Дат.
7
Песок, выходящий в большом количестве из фонтан ных и компрессорных скважин, быстро разъедает арма туру, трубопроводы, засоряет трапы, резервуары, что влечет за собой увеличенные расходы по ремонту и со держанию этих сооружений.
В глубпннопасосных скважинах песок, извлекаемый с нефтью, является причиной быстрого износа плунже ров и клапанов глубинных насосов, обрывов насосных штанг и других неполадок, вызывающих простои сква жин и уменьшение добычи нефти.
Вынос из пласта большого количества песка и обра зование песчаных пробок имеет такую же давность, как к сама нефтяная промышленность. С первых же дней промышленной добычи нефти в Азербайджане песок, выходящий из пласта вместе с нефтью, являлся посто янным и вредным ее спутником. И в настоящее время он является постоянным и вредным спутником нефти на ряде промыслов Советского Союза.
Простои скважин, вызываемые образованием в них песчаных пробок и последующей их чисткой или промыв кой, занимают значительное место в сумме простоев скважин, находящихся в эксплуатации. Так, например, в 1944--47 гг. на очистку песчаных пробок в скважинах нефтяных месторождений Азербайджана было затрачено от 24-х до 30% общего времени производительных ре.' ментов! В эти же годы на очистку пробок в каждой скважине было затрачено в среднем 50—80 часов.
На месторождении Кум-Даг пробкообразующими являются все скважины горизонта «А», 55% скважин горизонта «Б», 48% скважин горизонта «В», 27% сква жин горизонта «А»], 70% скважин горизонта 1°. На мес торождении большинство скважин горизонтов апшеронского и акчагыльского ярусов. Немало пробкообразую-
щнх скважин п по глубоким горизонтам Кум-Дага н Небит-Дага.
По нефтепромысловому Управлению «Небитдагнефть»
работы по очистке и промывке песчаных пробок |
в неф |
|
тяных скважинах составляют от 10 |
до 15% |
общего |
количества ремонтов, производимых |
бригадами под |
земного ремонта скважин. Если же учесть и такие рабо ты, как расхаживание заклиненного плунжера, подъем заклиненного насоса и др„ то ремонты, связанные <• поступлением песка в скважины, составляют 15 — 25%.
Приведенные цифры потерь и для Азербайджана и для Туркмении являются минимальными, так как время простоя скважин, из-за возникающих пробок, значитель но превышает время, затраченное на промывку таковых. Кроме того, на промыслах и в настоящее время вынуж денно ограничивают отборы жидкости из скважин, что
бы, тем самым, свести до |
минимума |
поступление песка |
в скважины. |
показывает |
степень важности |
Все сказанное выше |
решения проблемы борьбы с пробкообразованием в неф тяных скважинах. Отсюда следует, что даже частичное решение поставленной задачи даст весьма значитель ный эффект и огромную экономию средств в нефтяной промышленности.
ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПЕСЧАНЫХ ПРОБОК
Образование песчаных пробок в нефтяных скважинах является результатом целого ряда причин, начиная с физической характеристики пород нефтеносных пластов и кончая методами освоения и эксплуатации скважин. Если породы, из которых сложены нефтеносные пласты, плотные, хорошо сцементированные (песчаник, извест-
9