- •Введение
- •Глава 1. Оборудование ствола скважины
- •1.1.Конструкция скважины
- •1.2. Обсадные трубы
- •Размеры резьбовых соединений обсадных труб по гост 632
- •Механические свойства труб и муфт
- •1.3. Обсадные трубы, применяемые в мире
- •1.4 Расчет обсадных колонн
- •1.5. Насосно-компрессорные трубы
- •Механические свойства труб и муфт
- •Насосно-компрессорные трубы по гост 633
- •Размеры и масса безмуфтовых труб нкб1
- •1.6 Насосно-компрессорные трубы, применяемые в мире
- •Механические характеристики материалов для нкт по api Spec 5в, 5вc, 5вx
- •1.7 Расчет насосно-компрессорных труб
- •Глава 2. Оборудование устья скважин
- •2.1 Колонные головки
- •2.2 Фонтанная арматура, ее схемы и назначение
- •2.3 Основные типы и конструкции фонтанной арматуры
- •2.4 Запорные устройства фонтанной арматуры.
- •2.5. Фланцевые соединения фонтанной арматуры.
- •Глава 3. Комплекс специального подземного скважинного оборудования.
- •3.1 Скважинные уплотнители – пакеры.
- •3.2. Якори
- •3.3. Разъединитель колонны
- •3.4. Телескопическое соединение
- •3.5. Канатный инструмент и оборудование для проведения работ
- •3.6. Скважинные клапаны
- •Глава 4. Оборудование для освоения скважины
- •4.1 Методы освоения эксплуатационных и нагнетательных скважин
- •4.2 Оборудование для освоения эксплуатационных и нагнетательных скважин
- •Глава 5. Оборудование для обработки призабойной зоны скважины
- •5.1. Оборудование для поддержания пластового давления и вытеснения продукции скважин водой и газом.
- •5.2 Оборудование для термического воздействия на пласт
- •5.3 Оборудование для химического воздействия на пласт
- •5.4 Оборудование для гидравлического разрыва пласта
- •5.4 Новые виды воздействия на призабойную зону пласта
- •Глава 6.Оборудование для проведения ремонтных работ на скважинах
- •6.1 Грузоподъемное оборудование
- •6.2 Инструмент для выполнения спускоподъёмных операций
- •6.3 Средства механизации для спускоподъёмных операций
- •6.4 Наземное технологическое оборудование
- •6.5 Оборудование для ликвидации аварий и инструмент для ловильных работ
- •Глава 7. Оборудование для сбора, подготовки и транспортировки добываемого газа.
- •7.1. Система сбора и подготовки газа и конденсата
- •7.2. Оборудование для сбора и подготовки газа и конденсата
- •Сепараторы.
- •Теплообменное оборудование.
- •Абсорбционно-десорбционное оборудование.
- •Оборудование, установки и устройства для получения холода
- •7.3. Расчет сосудов для сбора и подготовки газа и конденсата
- •Запасы прочности и допускаемые напряжения.
- •Расчетные формулы для определения толщины стенки сосуда.
- •Определение толщины стенки днищ и крышек сосудов.
- •Проверочный расчет сосудов под давлением.
- •Расчет цилиндрических горизонтальных сосудов.
- •Учет ослабления сосудов вырезами.
- •Условие укрепления шва.
- •Учет ветровых и сейсмических нагрузок на сосуды и аппараты.
- •Особенности расчета и проверки теплообменных аппаратов.
- •7.4. Нефтепромысловые трубы и запорная арматура, применяемая на газовых промыслах
- •Механические характеристики трубных сталей
- •7.5. Насосные и компрессорные станции системы сбора и подготовки продукции добывающих скважин.
- •Типоразмеры модульных многофазных станций
- •Компрессорная установка 5вкг-10/6
- •Компрессорные установки 7вкг-30/7 и 7вкг-50/7
- •Компрессорные установки 7вкг-30/7 и 7вкг-50/7
- •Компрессорная установка 6гв-18/6-7
- •7.6. Оборудование для защиты от коррозии системы сбора и подготовки продукции добывающих скважин.
- •Установки для приготовления и дозировки реагентов
- •Оборудование и приборы для защиты от коррозии.
- •Список литературы
Глава 5. Оборудование для обработки призабойной зоны скважины
Для увеличения темпа отбора нефти из залежи и повышения нефте – и газоотдачи продуктивные пласты подвергаются различным видам воздействия: поддержание пластового давления за счет закачки воды и газа, внутрипластовое горение, термохимическое и химическое воздействие, волновое, гидроакустическое воздействие, гидравлический разрыв пласта и т.д. Для выполнения указанных видов воздействия применяется большое количество различного оборудования.
5.1. Оборудование для поддержания пластового давления и вытеснения продукции скважин водой и газом.
Наиболее эффективный метод повышения нефтеотдачи пластов при эксплуатации месторождений – поддержание пластового давления за счет закачки в пласт воды и газа. При этом создается напорный режим эксплуатации пласта, который имеет большую конечную нефтеотдачу по сравнению с режимами истощения.
В большинстве случаев (для отечественных месторождений – более 80%) используется система поддержания пластового давления (ПДД) путем закачки воды. При этом наряду с пресными поверхностными источниками воды широко используются сточные пластовые воды.
Закачка газа, хотя и менее эффективна ввиду уменьшения коэффициентов охвата и нефтеотдачи, находит свое применение. Этому способствуют значительная газовая шапка, отсутствие напора контурных вод, наличие в коллекторе большого содержания набухающих глин. Нагнетание в залежь естественного газа компенсирует потери газовой энергии за предшествующий период эксплуатации залежи.
Комплекс оборудования для вытеснения нефти водой состоит в общем случае из участков водозабора, магистрали подвода воды (с трубопроводом большого диаметра и насосными первого, второго и, если требуется, третьего водоподъема), очистными сооружениями подготовки воды к закачке ее в нефтяной пласт, кустовыми насосными станциями высокого давления на территории промысла, разводящими гребенками, от которых вода идет к нагнетательным скважинам. Скважины оснащены устьевой арматурой по типу фонтанной, колонной НКТ и часто – пакером, предохраняющим основную часть обсадной колонны скважины от действия высокого давления закачиваемой воды.
Для поддержания пластового давления с помощью заводнения вода обычно берется из водоемов (рек, озер, морей) или из водоносного пласта.
Из водоемов вода забирается поверхностными центробежными насосами из специально подготовленного участка. При отборе более чистой воды, невдалеке от водоема или реки бурится скважина или роется колодец, из которого вода забирается сифонной системой или поверхностными насосами, или скважинными насосами различных типов.
При сифонном отборе скважины соединяются с вакуум-котлами куда вода поступает самотеком и далее отбирается поверхностными насосами.
При уровнях жидкости ниже (4 м и более от уровня приема поверхностного насоса) применяются погружные насосы типов АТН и ЭЦВ.
Насосы типа АТН имеют приводной двигатель с вертикальной осью, установленный над устьем скважины. Эти насосы применяются для отбора до 400 м3/ч воды с глубины до 40 м. Недостаток – длинный трансмиссионный вал, вращающийся с большой частотой (до 1400 мин-1). В шифре насоса приняты следующие обозначения: АТН – артезианский трубный насос, первая цифра – диаметр скважины в миллиметрах, деленный на 25, следующая – минимальное погружение насоса под динамический уровень в метрах, а последняя – число ступеней насоса.
Насосы типа ЭЦВ по составу и расположению оборудования скважин соответствуют насосам типа ЭЦН. Существенно упрощены погружные двигатели, которые выполнены без узлов гидрозащиты. В системе водозабора обычно применяются насосы для скважин 168-273 мм с мощностью в среднем 32 – 320 кВт.
В шифре насоса приняты следующие обозначения: Э – насос с электроприводом, Ц – центробежный, В – для отбора воды, первая цифра – внутренний диаметр обсадной колонны в миллиметрах, деленный на 25 и округленный, вторая – подача в метрах кубических в час, третья – напор насоса в метрах.
Кроме поверхностных вод для закачки используются и пластовые воды.
На водоочистной установке вода подвергается тем или иным операциям по очистке (коагуляция, фильтрация, обезжелезивание, смягчение, хлорирование, стабилизация). Для получения надлежащих качеств воды в ряде случаев требуется проведение двух-трех операций.
С очистных сооружений вода подается на территорию промысла к кустовым насосным станциям. Кустовые насосные станции поднимают давление воды до давления нагнетания в пласт и направляют ее к водораспределительным гребенкам и далее к нагнетательным скважинам. В качестве насосных станций применяют блочные кустовые насосные станции (БКНС) на базе центробежных насосных агрегатов типа ЦНС (ЦНС-30, ЦНС-60, ЦНС-120, ЦНС-180 и ЦНС-500) технические характеристики которых представлены в
Таблице 5.1. [6].
Наименование |
ЦНС-180-1900 |
ЦНС-500-1900 |
Подача м3/ч |
180 |
500 |
Напор, м |
1900 |
1900 |
Мощность привода, кВт |
1600 |
4000 |
Масса насоса, кг. |
4960 |
6300 |
Масса электродвигателя, кг. |
13670 |
21000 |
Блочные кустовые насосные станции подразделяются на два основных варианта: с замкнутым циклом вентиляции электродвигателя (ЗЦВ), при котором электродвигатели основных насосов охлаждаются водой и с разомкнутым циклом вентиляции электродвигателя (РЦВ), при котором двигатель охлаждается воздухом, засасываемым через жалюзи.
Для закачки морских или нефтепромысловых очищенных сточных вод предназначены БКНС с замкнутым циклом вентиляции, а для вод поверхностных, подземных источников, не содержащих агрессивных примесей, - БКНС с разомкнутым циклом вентиляции.
Варианты станций отличаются числом насосных блоков, блоков напорных гребенок и подразделяются на станции с принудительной смазкой насосных агрегатов и станции с насосными агрегатами на консистентной смазке подшипников и агрегатов.
Для закачки поверхностных и пластовых вод в нагнетательные скважины применяют установки погружных центробежных электронасосов типа УЭЦП и УЭЦПК.
В шифре установки при заказе приняты следующие обозначения: У – установка; Э – с приводом от погружного электродвигателя; Ц – центробежный насос; П – для поддержания пластового давления; К – коррозионостойкое исполнение; первое число-группа насоса (диаметр обсадной колонны в мм, уменьшенный в 25 раз и округленный); второе число-подача м3/сут; третье число – напор метрах; ХЛ – климатическое исполнение для районов с холодным климатом; цифра – категория размещения электронасоса при эксплуатации по ГОСТ 15150-69. Установка центробежного насоса для поддержания пластового давления аналогична по конструкции установкам погружных центробежных насосов для добычи нефти. Отличие в отсутствии протектора (гидрозащиты) погружного электродвигателя (таблица 5.2. [2]).
Таблица 5.2.
Для оборудования устья нагнетательных скважин применяется арматура типов
АНК1-65х210 и АНК1-65х350. В качестве запорного устройства в арматуре используется прямоточная задвижка ЗМС1. На боковом отводе установлен обратный клапан, исключающий обратный переток жидкости из скважины при временном прекращении нагнетания или повреждения водовода.
Скважинное оборудование системы ППД включает в себя колонну НКТ и пакер. Для облегчения демонтажа пакерного устройства при проведении подземного ремонта рекомендуется применять пакеры рукавные, которые автоматически уменьшают свой диаметр при снижении давления во внутреннем канале колонны НКТ.
Оборудование для закачки газа в пласт практически то же, что комплекс оборудования для компрессорного газлифта. Единственным отличием является упрощение скважинного оборудования. Вместо сложного оборудования типа Л, ЛП, ЛН применяется упрощенная схема с однорядным лифтом из НКТ в сочетании с пакером, воспринимающим перепад давления «снизу вверх». В связи с запретом использования воздуха производится закачка азота с помощью мобильных или транспортабельных компрессоров. Азот получают из атмосферного воздуха на кислородных станциях или поставляют в газовых баллонах. Прогрессивным способом получения азота являются мембранные технологии, при которых через многослойные мембраны происходит избирательный перенос определенных веществ, например – азота. Полученный азот поступает непосредственно на прием компрессора, используемого для ППД.