19. Боротьба з ускладненнями при експлуатації нафтових і газових свердловин. Підземний ремонт свердловин

19.1. Боротьба з ускладненнями при експлуатації нафтових і газових свердловин

Боротьба з відкладеннями парафіну.

При вмісті у нафті 2 – 3 % і більше парафіну відбуваються інтенсивні його відкладення у трубах, що закривають їх поперечний перетин. Випадіння з нафти твердої фази відбувається внаслідок зниження температури і переходу частини легких фракцій в парову фазу при русі нафти до гирла свердловини. Це супроводжується погіршенням розчинних властивостей нафти. Відкладення парафіну видаляють механічними, тепловими і фізико-хімічними методами. Для видалення парафіну у свердловинах, що експлуатуються штанговими насосними установками, застосовують безперервне очищення труб скребками різних конструкцій, встановленими на колоні штанг, і нагрівання підйомних труб паром або гарячою нафтою, що закачується в затрубний простір. Температура плавлення парафінів (вуглеводнів складу С₁₇ – С₃₅) від 27 до 71 ⁰С, а церезинів (С₃₆ – С₅₅) – від 65 до 88 ⁰С. Для виробництва пару використовується пересувна установка ППУ-3М з продуктивністю 1 т пару на годину, максимальна температура пару 310 ⁰С. Для депарафінізації свердловин нагрітою нафтою застосовують агрегат 1АДП-4-150, який можна використовувати і для депарафінізації нафтопроводів, мірників, сепараторів. Максимальна температура нагріву нафти при подачі насоса 4 дм³/с становить 150 ⁰С, максимальний тиск 20 МПа.

У свердловинах, обладнаних штанговими насосними установками, частіше застосовують механічний метод видалення парафіну. Відстань між скребками встановлюється в межах довжини ходу плунжера. Для кращого видалення парафіну скребками разом із штангами при кожному ході плунжера повертаються на деякий кут за допомогою штангообертача, що приводиться від верстата -качалки.

У свердловинах, що експлуатуються фонтанним способом, також можна застосовувати теплові і механічні методи видалення парафіну, якщо глибина відкладень і затрубний тиск невеликі.

Найбільш ефективний спосіб боротьби з утворенням відкладень парафіну у фонтанних і газліфтних свердловинах – покриття внутрішніх поверхонь труб спеціальними емалями, лаками і склом. На поверхні цих покриттів парафін відкладається слабо, легко змивається і виноситься. У деяких випадках парафін із труб видаляють за допомогою розчинників.

Обмеження припливу води у свердловини.

Обводнення свердловини при водонапірних режимах покладу – процес природний, що відбувається внаслідок просування водонафтового контакту у внутрішні області пласта. Однак внаслідок неоднорідності пласта часто спостерігаються прориви вод вже в початкові періоди розробки покладу. Швидко можуть обводнюватись також свердловини, що експлуатують водоплаваючі частини покладу через підняття «конусів» води. У цих випадках для запобігання відтискування газу й нафти від вибою свердловин водою успішно застосовуються спеціальні методи закриття шляхів надходження води у свердловини. Іноді причиною обводнення продукції служить проникнення води з верхніх водоносних пластів внаслідок неякісного цементування або порушення цементного кільця у процесі експлуатації. Застосовується безліч селективних і неселективних методів ізоляції обводнених пластів.

До селективним методів ізоляції вод належать ті, які забезпечують вибіркове зменшення проникності лише для води, що проникає по обводненій частини пласта. Ці методи засновані на використанні селективних властивостей тампонажних матеріалів та спеціальних реагентів, що вводяться в пласт, і характеру насичення порід нафтою, водою і газом. В одній із груп методів використовують властивість пересичених розчинів виділяти тверду фазу при охолодженні. Із введених у пласт спеціальних розчинів в порах випадають парафін, віск, нафталін та інші не розчинні у воді і розчинні в нафті речовини, які сприяють закупорюванню пор водонасиченої частини розрізу і видаляються у процесі експлуатації з нафтонасиченої частини внаслідок розчинення їх у нафті.

Інша група методів заснована на нагнітанні у пласт нерозчинних у воді синтетичних смол в суміші із затверджувачем, які закривають доступ води і видаляються з нафтової частини пласта з потоком нафти.

До неселективних методів ізоляції вод відносяться методи, засновані на одночасному закачуванні в обводнену ділянку пласта декількох реагентів, здатних при взаємодії між собою утворювати осад не розчинний ні в нафті, ні в воді. Недоліком неселективних методів ізоляції вод є те, що необхідно точно знати розташування водопроявної ділянки. При цьому розчин слід нагнітати в строго обраний інтервал обмеженої потужності. Тому застосовуються переважно селективні методи ізоляції вод.

Боротьба з відкладеннями солей у свердловинах.

Відкладення солей в значних кількостях на стінках наземного і підземного обладнання спостерігається в більшості випадків у процесі розробки нафтових родовищ при внутріконтурному заводненні з використанням прісних вод. Основним компонентом випадаючих солей як правило є гіпс. Іноді відкладення його настільки великі, що ускладнюють процес експлуатації свердловин і викликають необхідність проведення складних дорогих ремонтів з їх видалення. Причини відкладення солей у свердловинах: зміна термодинамічних умов при надходженні розчинів із пластів у свердловини і хімічна несумісність вод, що надходять з різних горизонтів. Причини гіпсутворення: структура і склад відкладень на різних родовищах неоднакові і відповідно методи боротьби з цим явищем різноманітні. На промислах в основному використовують методи видалення вже випавшого осаду. Для цього застосовують хімічні і механічні методи.

Хімічні методи засновані на перетворенні осадів за допомогою різних реагентів з подальшим видаленням продуктів реакції соляною кислотою і водою або ж на обробці свердловин комплексоутворюючими реагентами. Хороший ефект отриманий при обробці пухких проникних осадів 10 – 15 %-ми розчинами карбонату і бікарбонату натрію і калію. При цьому сульфатні іони замінюються на карбонатні і випавші осади карбонатів розчиняються соляною кислотою. Щільні осади солі видаляють розчинами гідроокисів (наприклад, каустичної соди). Утворювані при цьому гідроокиси кальцію представляють пухку масу, що руйнується під дією соляної кислоти.

Для запобігання випадінню солей у пласті і в свердловинах, води, що нагнітаються, перевіряють на хімічну сумісність з пластовими водами або ж їх обробляють перед закачуванням у пласт інгібіторами, що запобігають випадінню осадів.

Методи боротьби з виносом піску у свердловини.

Руйнування колектора і винесення піску значно ускладнюють процес експлуатації свердловин – в них утворюються піщані пробки, швидко зношується обладнання, виникає небезпека обвалів, що супроводжуються зминанням колон і повним виходом свердловини з ладу. Одним із методів боротьби з піскопроявленнями є установка на вибої фільтрів різних конструкцій – щілинних, гравійних, металокерамічних. Але фільтри не завжди надійний засіб боротьби з виносом піску, вони з часом засмічуються, пропускають частину дрібних фракцій. Тому застосовують хімічні методи обробки пухких пісків з метою їх закріплення, для чого використовують органічні смоли і полімери. При цьому у привибійну зону вводиться рідкий реагент (смола із затверджувачем), який після полімеризації смоли закріплює зерна піску, не змінюючи істотно його фільтраційних властивостей. Для цього підбирають такі суміші, з яких після полімеризації отримують достатню кількість смоли для закріплення пісків, але які не закривають істотно пористий простір колектора. Крім того, після введення у пласт смоли і активатора слідом за ними прокачують інертну рідину, яка відтісняє частину реагенту у глибину пласта і розбавляє його до необхідної насиченості. Для закріплення пісків застосовують фенолформальдегідні та інші смоли.

У свердловинах з сильно зруйнованим колектором в привибійну зону одночасно вводиться суміш піску і цементуючої речовини, які реставрують утворені каверни і закріплюють пісок.