5 Техника и технология фонтанной эксплуатации нефтяных скважин (оборудование, режим эксплуатации скважины, исследование скважины, осложнения эксплуатации)

Фонтанирование скважин обычно происходит на вновь открытых месторождениях нефти, когда запас пластовой энергии велик, т. е. давление на забоях скважин достаточно большое, чтобы преодолеть гидростатическое давление столба жидкости в скважине, противодавление на устье и давление, расходуемое на преодоление трения, связанное с движением этой жидкости.

Общим обязательным условием для работы любой фонтанирующей скважины будет следующее основное равенство:

где - давление на забое скважины;

- гидростатическое давление столба жидкости в скважине, рассчитанное по вертикали;

- потери давления на трение в НКТ;

- противодавление на устье.

Различают два вида фонтанирования скважин:

• фонтанирование жидкости, не содержащей пузырьков газа, - артезианское фонтанирование;

• фонтанирование жидкости, содержащей пузырьки газа, облегчающего фонтанирование, - наиболее распространенный способ фонтанирования.

Артезианский способ встречается при добыче нефти редко. Он возможен при полном отсутствии растворенного газа в нефти и при забойном давлении, превышающем гидростатическое давление столба негазированной жидкости в скважине. При наличии растворенного газа в жидкости, который не выделяется благодаря давлению на устье, превышающему давление насыщения, и при давлении на забое, превышающем сумму двух давлений: гидростатического столба негазированной жидкости и давления на устье скважины.

Поскольку присутствие пузырьков свободного газа в жидкости уменьшает плотность последней и, следовательно, гидростатическое давление такого столба жидкости, то давление на забое скважины, необходимое для фонтанирования газированной жидкости, существенно меньше, чем при артезианском фонтанировании.

Оборудование фонтанных скважин

Оборудование фонтанных скважин подразделяют на подземное и наземное. К подземному оборудованию относят насосно-компрессорные трубы, из которых состоит фонтанный подъемник; к наземному - колонную головку, фонтанную арматуру, штуцеры и манифольд.

Колонная головка

Она предназначена для обвязки устья скважины с целью герметизации межтрубных пространств, а также для подвески обсадных колонн и установки фонтанной арматуры. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех- и пятиколонные головки; требования, предъявляемые к конструкциям колонных головок, следующие: надежная герметизация межтрубных пространств; возможность контроля за давлениями во всех межтрубных пространствах; быстрое и надежное закрепление подвески обсадных колонн; возможность крепления к одной колонной головке различных обсадных колонн, т. е. универсальность; быстрый и удобный монтаж; минимально возможная высота.

Фонтанная арматура

Фонтанная арматура предназначена для подвески одной или двух колонн фонтанных труб; для герметизации и контроля пространства между фонтанными трубами и обсадной колонной; для проведения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважины; для направления продукции скважины в выкидную линию на замерную установку; для регулирования режима работы скважины и осуществления глубинных исследований.

Манифольды

Манифольд предназначен для обвязки фонтанной арматуры с трубопроводом, подающим продукцию скважины на замерную установку. Применяются различные схемы таких обвязок в зависимости от местных условий и технологии эксплуатации.

Штуцеры (им регулируют режим эксплуатации скважины)

Они являются элементом фонтанной елки и предназначены для регулирования режима работы фонтанной скважины и ее дебита. Штуцеры устанавливаются на обеих выкидных линиях арматуры и подразделяются на нерегулируемые и регулируемые.

Исследования фонтанных скважин

Для установления технологического режима работы фонтанных скважин проводят периодические их исследования по методу установившихся пробных откачек и методу неустановившихся режимов работы. Изменение режимов работы скважин проводят сменной штуцеров.

На каждом установившемся режиме работы фиксируют дебиты скважин, забойные давления, определяют газовые факторы и отбирают пробы жидкости для определения в ней содержания воды и песка. На основе этих исследований, кроме индикаторных линий и графиков восстановления забойного давления, строят графики зависимости забойного давления и дебита нефти, газового фактора и содержания воды и песка в продукции скважины от диаметра штуцера. Эти графики называют регулировочными кривыми, характеризующими работу фонтанной скважины на каждом режиме.

Осложнения в работе фонтанных скважин и их предупреждение

Условия эксплуатации различных месторождений и отдельных продуктивных пластов в пределах одного месторождения могут сильно отличаться друг от друга. В соответствии с этим осложнения в работе фонтанных скважин также могут быть разнообразны. Однако можно выделить наиболее типичные и частые или наиболее опасные по своим последствиям осложнения, к которым относятся следующие:

• открытое нерегулируемое фонтанирование в результате нарушений герметичности устьевой арматуры;

• образование асфальтосмолистых и парафиновых отложений на внутренних стенках НКТ и в выкидных линиях;

• пульсация при фонтанировании, могущая привести к преждевременной остановке скважины;

• образование песчаных пробок на забое и в самих НКТ при эксплуатации неустойчивых пластов, склонных к пескопроявлению;

• отложения солей на забое скважины и внутри НКТ.