41. Схема работы шсну

Рис. 4.21. Штанговая скважинная насосная установка: 1 — фундамент; 2 - рама; 3 — электродвигатель; 4 - цилиндр; 5 - кривошип; 6 — груз; 7 - шатун; 8 - груз; 9 - стойка; 10 - балансир; 11 - механизм фиксации головки балансира; 12 - головка балансира; 13 - канатная подвеска; 14 - полированная штанга; 15 - оборудование устья скважины; 16 - обсадная колонна; 17 - насосно-компрессорные трубы; 18 - колонна штанг; 19 - глубинный насос; 20 - газовый якорь; 21 - уплотнение полированной штанги; 22 - муфта трубная; 23 - муфта штанговая; 24 - цилиндр глубинного насоса; 25 - плунжер насоса; 26 - нагнетательный клапан; 27 - всасывающий клапан.

ШСНУ включает:

1. Наземное оборудование: станок-качалка (СК), оборудование устья.

2. Подземное оборудование: насосно-компрессорные трубы (НКТ), насос-ные штанги (НШ), штанговый  скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях.

В большинстве ШСНУ (рис. 4.21) в качестве привода применяют балансирные станки-качалки.Балансирный станок-качалка состоит из рамы 2, установленной на массивном фундаменте 1. На раме смонтированы: стойка 9, на которой с помощью шарнира укреплен балансир 10, имеющий на одном конце головку 12 на другом - шарнир, соединяющий его с шатуном 7. Шатун соединен с кривошипом 5, укрепленном на выходном валу редуктора.Входной вал редуктора посредством клиноременной передачи соединен с электродвигателем 3.Головка балансира соединена с колонной штанг с помощью канатной подвески 13.

Устьевое оборудование I предназначено для герметизации полированного штока 14 с помощью сальника 21, направления потока жидкости потребителю, подвешивания насосно-компрессорных труб, замера затрубного давления и проведения исследовательских работ в скважине.

Колонна насосных штанг II соединяет канатную подвеску насоса с плунжером глубинного насоса. Колонна собирается из отдельных штанг 18.Штанги имеют длину по 8...10 м, диаметр 16...25 мм и соединяются друг с другом посредством муфт 23. Первая, верхняя штанга 14 имеет поверхность, обработанную по высокому классу чистоты, и называется полированной, иногда сальниковой штангой.

Колонна насосно-компрессорных труб II служит для подъема пластовой жидкости на поверхность и соединяет устьевую арматуру с цилиндром глубинного насоса.Она составлена из труб 17 длиной по 8...12 м, диаметром 38...100 мм, соединенных трубными муфтами 22.В верхней части колонны установлен устьевой сальник, герметизирующий насосно-компрессорные трубы.Через сальник пропущена полированная штанга.Оборудование устья скважины имеет отвод, по которому откачиваемая жидкостъ направляется в промысловую сеть.

Глубинный штанговый насосIII представляет собой насос одинарного действия. Он состоит из цилиндра 24, прикрепленного к колонне насосно-компрессорных труб, плунжера 25 соединенного с колонной штанг. Нагнетательный клапан 26 установлен на плунжере, а всасывающий 27 - в нижней части цилиндра.

Ниже насоса при необходимости устанавливается газовый IV или песочный якорь.В них газ и песок отделяются от пластовой жидкости. Газ направляется в затрубное пространство между насосно-компрессорной 17 и обсадной 16 колоннами, а песок осаждается в корпусе якоря.

При работе ШСНУ энергия от электродвигателя передается через редуктор к кривошипно-шатунному механизму, преобразующему вращательное движение выходного вала редуктора через балансир в возвратно-поступательное движение колонны штанг.Связанный с колонной плунжер также совершает возвратно-поступательное движение.При ходе плунжера вверх нагнетательный клапан закрыт давлением жидкости, находящейся над плунжером, и столб жидкости в колонне насосно-компрессорных труб движется вверх — происходит откачивание жидкости.В это время впускной (всасывающий) клапан открывается, и жидкость заполняет объем цилиндра насоса под плунжером.

При ходе плунжера вниз всасывающий клапан под действием давления столба откачиваемой жидкости закрывается, нагнетательный клапан открывается и жидкость перетекает в надплунжерное пространство цилиндра.

Откачиваемая жидкость отводится из колонны через боковой отвод устьевого сальника и направляется в промысловую сеть.

42.  В зависимости  от  расположения  нагнетательных  скважин  по отношению к залежи нефти  различают:  законтурное, приконтурное  и  внутриконтурное   за-воднение. На многих месторождениях применяют сочетание  этих разновид-ностей.  

 

        ЗАКОНТУРНОЕ  ЗАВОДНЕНИЕ

При законтурном заводнении нагнетательные скважины располагаются за пределами внешнего контура нефтеносности (рис. 3.1).

Скважины располагаются в законтурной части продуктивного пласта как можно ближе к внешнему контуру нефтеносности. Метод эффективен при:

-         небольшой (4-5 км) протяженности пласта,

-         малой относительной вязкости (до 5) пластовой нефти,

-         высокой проницаемости коллектора (0,4-0,5 мкм² и более),

-         сравнительно однородном строении продуктивного пласта и

-         хорошей гидродинамической связи продуктивной и законтурной частями пласта.

Нефтеизвлечение в благоприятных ситуациях может достигать 60-65%. При законтурномзаводнении на одну нагнетательную обычно приходится четыре-пять добывающих скважин. Метод применим как в пластовых, так и в массивных резервуарах.

 Приконтурноезаводнение применяется для пластов с сильно пониженной проницаемостью в законтурной части. При нем нагнетательные скважины бурятся в водонефтяной зоне пласта между внутренним и внешним контурами нефтеносности  ( рис. 2 ).

 

  Рис. 2.   Схема размещения скважин при приконтурномзаводнении 

 Внутриконтурное заводнение характеризуется нагнетанием воды в скважины, расположенные в пределах залежи, внутри контура нефтеносности. В зависимости от взаимного размещения нагнетательных и добывающих скважин, выделяют различные виды и подвиды внутриконтурного заводнения.

Блоковое заводнение, обеспечивается разрезанием залежи рядами нагнетательных скважин (рис. 3.3). В рассматриваемом способе воду закачивают в пласт через скважины, расположенные рядами (линиями) разрезания. Скважины разрезающих рядов после бурения сначала эксплуатируются при возможно более высоких дебитах. В результате прискважинные зоны пласта очищаются, и пластовые давления в ряду уменьшаются. Затем скважины в ряду осваивают через одну под нагнетание, в то время как в промежуточных скважинах ряда продолжается интенсивная добыча. При этом нагнетаемая в пласт вода перемещается вдоль разрезающего пласта. После обводнения промежуточных нагнетающих скважин они также переводятся под закачку воды.

Площадное, при котором в условиях общей равномерной сетки скважин нагнетательные и добывающие скважины чередуются по строгой сетке (пятиточечная, семиточечная, девятиточечная, ячеистая прямые, или обращенные). Применяются различные варианты формы сеток и взаимного размещения нагнетательных и добывающих скважин. Они характеризуются различной активностью (соотношением добывающих и нагнетательных скважин). Системы площадным заводнением обладают большей активностью, чем охарактеризованные ранее. Но имеют также и ряд недостатков. Они практически не позволяют регулировать скорость продвижения воды к разным добывающим скважинам за счет перераспределения воды. Поэтому возрастает угроза преждевременного обводнения скважин. Коэффициент извлечения нефти тех месторождений, на которых применяется площадноезаводнение, обычно не превышает 0,4 - 0,45.

-       Избирательное (разновидность внутриконтурного) заводнение (рис. 3.4) предусматривает выбор местоположения нагнетательных скважин после разбуривания эксплуатационного объекта по равномерной сетке. После разбуривания объекта и некоторого периода эксплуатации всех скважин на нефть для освоения под закачку воды выбирают те, которые обеспечат эффективное строение на весь объем залежи. Избирательноезаводнение применяют при резкой неоднородности пластов, нарушении объекта разрывами.

 Очаговое, в котором очаги заводнения создаются на отдельных участках после освоения запроектированного вида заводнения.

-         Головное - при котором вода нагнетается в наиболее повышенные  зоны залежей тектонически, или литологически экранированных в сводовых частях.

-         Барьерное - применяется при разработке нефтегазовых и нефтегазоконденсатных залежей пластового типа для изоляции газовой (газоконденсатной части залежи) от кольцевой. При этом кольцевой ряд нагнетательных скважин располагают в пределах газонефтяной зоны вблизи внутреннего контура газоносности. В результате в пласте образуется водяной барьер, отделяющий газовую часть залежи от нефтяной. Применение барьерного заводнения позволяет разрабатывать одновременно и нефтяную и газовую части месторождения