книги / Повышение скоростей бурения и дебитов скважин разработкой и совершенствованием составов буровых растворов, технологий и технических средств первичного и вторичного вскрытия продукт

Прокачать последовательным включением все насосы АН-700 (СИН-31) на 1-й (2-й) скорости, без подпора на их приеме, со сбросом жидкости в УСП.

Проверить прокачиваемость нагнетательных труб, оценить производительность, работоспособность насосов, обнаруженные неисправности устранить. Закрытькранс1БМ-700 налиниювысокогодавления.

Убедиться в том, что:

–все агрегаты и коммуникации готовы к работе;

–работающий персонал удален с опасных зон и расставлен по местам, знаетсвоиобязанности, порядокиспособыподачикоманд.

Опрессовать водой каждую нагнетательную линию от агрегатов АН-700 (СИН-31) до БМ-700, подключая их последовательно, на давление,

в1,5 раза превышающее планируемое рабочее. Обнаруженные пропуски устранить, опрессовку повторить. Для подключения каждого последующего на- сосногоагрегатадавлениепредыдущегоразрядитьчерезкраннаБМ-700.

Открыть кран от 1БМ-700 на линию высокого давления. Закрыть опрессовочный кран нагнетательной линии у устья скважины. Опрессовать эту линию на давление, в 1,5 раза превышающее планируемое рабочее, с помощью одного из агрегатов АН-700 (СИН-31). Обнаруженные пропуски устранить, опрессовку повторить. Разрядить давление через кран 1БМ-700.

Проверить, опрессоватьнизконапорнуючастьциркуляционнойобвязки:

–прокачать нагнетательную линию низкого давления от насосных агрегатов ЦА-320 с циркуляцией воды через обратную линию сливом ее

всмеситель УСП-50;

–закрыть задвижки на устье и УСП-50, опрессовать нагнетательную линиюнизкогодавленияна10 МПа, задвижкиназатрубноеиУСП-50 открыть;

–опрессовать приемные шланги агрегатов АН-700 (СИН-31) на 0,3 МПа отцентробежногонасосаУСП-50;

–опрессовать давлением линейного водовода на 20 МПа, закрыв кран на стояке водовода, участок водопровода технической воды от нагнетательной скважины до УСП-50;

–проверить путем расхаживания исправность заслонок на приеме песка, шиберных заслонок на раздаточной линии центробежного насоса УСП-50 и пробным включением проверить исправность механизмов подачи песка;

–опрессовать на 6 МПа гидросистему рабочего шнека и мешалки УСП-50.

421

Демонтировать опрессовочный кран на нагнетательной линии у устья скважины, соединить шарнирное колено с переводником на рабочей трубе. Инструмент на элеваторе приподнять на расчетную высоту l1, отмеряемую между элеватором и герметизатором. Талевую систему грузоподъемной установки установить на «мертвый тормоз».

3.4.4. Технология проведения щелевой гидропескоструйной перфорации: процесс создания щелей

Создать круговую циркуляцию рабочей жидкости по схеме «агрегаты АН-700 (СИН-31) – 1БМ-700 – фильтр высокого давления – гибкий трубопровод – скважина (НКТ, трубный фильтр, гидроперфоратор, затрубное пространство) – обратная линия – нагнетательная линия низкого давления – фильтр низкого давления – смеситель УСП-50 – приемы АН-700» в следующем порядке:

–закачать рабочую жидкость в систему циркуляции и подпитывать последнюю по мере необходимости (заполнение системы, восполнение ухода жидкости в пласт) агрегатами ЦА-320 или АНЦ-400 через их нагнетательную линию низкого давления – от затрубного к УСП-50;

–приступить к нагнетанию в скважину рабочей жидкости агрегатами АН-700 (СИН-31), подключая их в работу последовательно, по мере достижения стабильного режима закачки каждым предыдущим, с постепенным, начиная с наименьшего, наращиванием производительности.

При числе насадок 4 и их диаметре 6 мм одновременно должны работать 4 насосных агрегата.

Создать стабильный режим нагнетания с достижением требуемых параметров технологического процесса. Давление при этом (при средней глубине 2000 м) должно быть не менее 20 МПа.

Приступить к подаче песка в смеситель УСП-50 с расходом 50–60 кг на 1 м3 циркулируемой жидкости, отрегулировав механизмы УСП-50 на наименьшую производительность по песку.

К этому времени машинист А-50 по команде руководителя операции устанавливает инструмент, совмещая первую метку рулетки с плоскостью герметизатора. Местоположение первой метки определяется расчетным путем в зависимости от глубины первого реза и величины рабочего давления.

Талевую систему грузоподъемной установки установить на «мертвый тормоз».

422

По достижении в объеме рабочей циркуляции жидкости заданной концентрации песка (60–100 кг/м3) подачу егопрекратить, а в дальнейшем осуществлять периодически, по мере износа (в практике не более 500 кг при каждом нечетном резе).

Контроль концентрации и степени износа (разрушения) песка ведется по пробам жидкости, отбираемым из пробоотборника.

При отборе жидкости первые ее порции сливают (пропускают).

Смомента подхода песчано-жидкостной смеси к насадкам перфоратора (определяемого по некоторому приращению рабочего давления) начинают отсчет времени реза, проводят щелевое вскрытие первого интервала по заданной программе, включающей два режима: первый – при давлении 20 МПа и второй – при 30 МПа; продолжительность первого и второго режимов – 0,42 и 0,33 ч соответственно.

По окончании первого реза для проведения безопасной перестановки гидроперфоратора ограничивают расход жидкости, снижая до минимально допустимого рабочее давление (10 МПа).

Производят перемещение колонны труб с установкой гидроперфоратора на глубине вышележащего (второго) интервала реза.

Сцелью предотвращения оседания песка при низкой скорости циркуляции перестановку гидроперфоратора на очередной рез проводят в высоком темпе (в течение не более 0,083 ч), для чего машинист установки А-50 по указанию руководителя операции производит подъем инструмента (рабочей трубы) на определенную высоту над устьем.

Одновременно оператор 1БМ-700 со слесарем ведут наблюдение за правильным раздвижением и сдвижением W-образного гибкого трубопровода, при необходимости направляя его элементы при помощи безопасных приспособлений.

Руководитель операции, используя заранее подготовленную на рулетке метку, указывает необходимую величину приращения рабочей трубы над устьем.

Машинист А-50 по команде руководителя операции устанавливает инструмент на второй рез, талевую систему грузоподъемной установки – на «мертвый тормоз».

По команде руководителя операции АН-700 (СИН-30) выводят на рабочие первый и второй режимы с вышеуказанной продолжительностью, т.е. идет выполнение второго реза.

423

Таким образом выполняют резы в количестве, определяемом планом работ или ресурсом насадок (8 резов), а также насосных агрегатов (и длиной рабочей трубы). По мере износа насадок и связанным с ним падением рабочего давления в работу подключают дополнительный и резервный агрегаты. Выработка ресурса насадок определяется по факту повышения на 30–35 % необходимой для поддержания заданного рабочего давления производительности насосов.

Для проведения дальнейших резов с интервалом, превышающим длину рабочей трубы, провести дополнительные работы, для чего:

–подать агрегатами ЦА-320 в смеситель УСП-50 из технологической емкости объем свежей порции рабочей жидкости, закачать ее в рабочем режиме агрегатами АН-700 в скважину со сбросом песчано-жидкостной смеси

вблок очистки по обратной нагнетательной линии низкого давления. Тем самым удалить песок из полости НКТ и затрубного пространства в течение расчетного времени в зависимости от глубины скважины;

–провести наращивание, предварительно убрав трубный фильтр между первой и второй НКТ и поставив его между наращенной и бывшей рабочей трубой НКТ, соединить нагнетательный трубопровод с НКТ;

–восстановить циркуляцию и ее рабочие параметры.

Если ресурс насадок не позволяет вскрыть эффективную мощность пласта за один прием, ЩГПП проводят в 2 этапа с выполнением дополнительных работ, в частности:

–заменить рабочий объем жидкости в скважине на чистую воду (жидкость глушения) в количестве, определяемом объемом скважины

сдопуском перфоратора до искусственного забоя с удалением песчаножидкостной смеси в вышеуказанной последовательности;

–демонтировать наземное оборудование для ЩГПП;

–поднять скважинное оборудование, отревизировать;

–заменить насадки гидроперфоратора, отревизировать, опрессовать запорные узлы, спустить оборудование и подготовить скважину ко второму этапу ЩГПП согласно вышеприведенной последовательности выполнения первого этапа ЩГПП.

Провести остальные резы по технологии их выполнения на первом этапе.

По окончании последнего реза щелевого вскрытия приступить, не меняя режима циркуляции, к промывке скважины от отработанного абразивного материала.

424

3.4.5. Схемы проведения промывок с целью очистки скважины от отработанного абразивного материала

Несмотря на высокоскоростной режим циркуляции жидкости, часть песка в процессе ЩГПП осаждается на забое. Выпадение песка из рабочей жидкостипроисходитвзонеабразивногорезаврезультатенеоднократногоизменения вэтойзоненаправленияискоростидвиженияпотокарабочейжидкости.

Высота наращиваемой при этом от забоя песчаной пробки зависит от объема зумпфа, а также от технологических параметров ЩГПП, и при типовых величинах зумпфа (10–15 м), как правило, достигает текущей глубины реза.

Проводимые после ЩГПП технологии промывок должны обеспечить наиболее полное удаление отработанного абразивного материала из скважины, в том числе из забоя, а также из щелей, что необходимо, кроме всего, для исключения зашламления (пескования) погружного насоса вдальнейшем, атакжедляинтенсификациипритока.

Промывку скважины от отработанного абразивного материала необходимо начинать незамедлительно после проведения ЩГПП и проводить в ускоренном темпе, в том числе с целью опережения значительного уплотнения осаждаемого на забое песка.

Свойство оседающего разрушенного абразивного материала уплотняться ускоренно и в высокой степени приводит к образованию в забое такого спрессованного осадка, удаление которого (особенно верхней его части) становится возможным лишь путем разбуривания (разрыхления) долотом с применением забойного двигателя.

Степень уплотнения осевшего в ПЗП абразивного материала находится в прямой зависимости от:

–степени его измельчения;

–наличияитемпаухода(поглощения) жидкостивпластчерезпесок;

–продолжительности пребывания в ПЗП;

–величины давления столба жидкости.

Процесс полной (до глубины первоначального искусственного забоя и до чистой воды) промывки и очистки скважины от отработанного абразивного материала включает два этапа промывок.

1-й этап. Промывка скважины с целью удаления объема отработанной песчаной пульпы, а также головной части осажденного песка, в интервале от устья до глубины, например, 1-го реза.

425

Проводится:

–непосредственно после окончания ЩГПП;

–путем замены объема пульпы на свежую рабочую (промывочную) жидкость;

–способомпрямойпромывкискважиныспомощьюагрегатовАН-700;

–по возможности с допуском НКТ (гидроперфоратора) на длину рабочей трубы;

–со сбросом выходящей из скважины пульпы в блок очистки.

2-й этап. Промывка скважины с целью удаления осажденного в призабойной зоне песка от глубины первого этапа промывки (например, от глубины 1-го реза и до первоначального искусственного забоя).

Проводится:

–после демонтажа и удаления с рабочей площадки спецагрегатов (насосных, СП-50 и 1БМ-700);

–с установкой типового промывочного оборудования;

–снаращениемтрубпутемпроведенияпрямого, обратного, атакжекомбинированногометодовпромывок, возможно– путемразбуриванияосадка;

–осуществлением круговой циркуляции жидкости и осаждением шлама в блоке очистки.

При использовании для проведения ЩГПП гидроперфоратора с сиг- нально-клапанным механизмом оба этапа промывок скважины проводятся через перфоратор как единый процесс с одновременным удалением осевшего песка.

После этого проводят очистку щелей от песка путем установки перфоратора на всех резах снизу вверх. Затем перфоратор спускают до искусственного забоя (с разгрузкой 1–2 т), промывают скважину до чистой пластовой воды с 1,5 % КСl. В интервал перфорации и на 50–100 м выше него закачива-

ютжидкостьинтенсификациипритока(Т-80 илиспирт-теломерn-2).

Как видно из изложенного, при применении данного типа перфоратора по сравнению с серийным проведения спуско-подъемных операций между 1-м и 2-м этапами промывок не требуется, благодаря чему к промывке скважины от осажденного песка приступают значительно раньше окончания периода уплотнения песка. Таким образом, исключается проведение работ по его разбуриванию. Кроме того, в течении времени подъема перфоратора, проведения ГИС по определению местоположения, числа и размеров щелей и спуска лифта для добычи нефти производится интенсификация притока за счет осушения пласта при воздействии Т-80 или

426

вымыва компонентов рабочей жидкости при воздействием спиртом-тело- мером n-2.

Ввысокой степени затруднены процессы выноса песка, например,

вскважинах, имеющих значительную кривизну (более 35°) и (или) относительно большой диаметр ствола, а также при наличии поглощений.

Втаких случаях для повышения скорости выноса песка необходимо использовать при промывках специальные составы, например вязкоупругие (ВУС).

Для успешного выноса песка (шлама) из забоя на поверхность необходимо, чтобы скорость восходящего потока значительно превышала скорость оседания зерен осадка в промывочной жидкости.

При расчете промывки необходимо ориентироваться на максимальные размеры зерен по фракционному составу.

Скорость подъема размытых частиц определяется по формуле

где Vп – скорость подъема размытых частиц, м/мин; Vв – скорость восходящего потока жидкости, м/мин; Wф – средняя скорость свободного падения частиц осадка в жидкости, м/мин.

Время, необходимое для подъема на поверхность размытого песка, будет равно

где Н – глубина забоя, м.

Данные для расчета времени, необходимого для подъема на поверхность размытого песка, приведены ниже в табл. 3.21–3.23.

427

Таблица 3 . 2 2

428

3.5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ И ПРОМЫШЛЕННОГО

ВНЕДРЕНИЯ ЩЕЛЕВОЙ ГИДРОПЕСКОСТРУЙНОЙ ПЕРФОРАЦИИ

ПРИ ВТОРИЧНОМ ВСКРЫТИИ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ

Щелевая гидропескоструйная перфорация проводилась на добывающих и нагнетательных скважинах с целью повышения дебитов нефти или приемистости при поддержании пластового давления соответственно.

Поразработаннойавторамитехнологиивыполнена81 операцияЩГПП. Щелевые гидропескоструйные перфорации проводились с использованием перфоратора с управляемым с поверхности клапанным устройст-

вом. Использовались насадки диаметром 6 мм в количестве 4 шт.

В качестве рабочих лифтов использовались НКТ диаметром 73 или 89 мм при эксплуатационных колоннах 146 и 168 мм соответственно.

Формирование протяженных щелей достигалось за счет особенностей динамики поведения НКТ с перфоратором при работе насосных агрегатов, в частности продольных и поперечных колебаний колонны НКТ. Кроме того, увеличение длины и глубины щелей обеспечивалось за счет применения двух режимов. При первом режиме в работе участвовало 4 АН-700 (СИН-31). Общий расход составлял 25,4–27,2 л/с в зависимости от технического состояния насосных агрегатов. Рабочее давление было равно 20 МПа. Расход рабочей жидкости в расчете на одну насадку составлял 6,35–6,8 л/с, при этом скорость истечения из насадок была 224–240 м/с.

При этом амплитуда вертикальных перемещений НКТ составляла 80–100 мм, а поперечных – 40 мм. Соответственно прорезались четыре диаметрально противоположных щели указанных размеров (длиной 80–100 мм, шириной40 ммиболее).

После 0,42 ч работы в первом режиме производился переход на второй режим включением в работу пятого насосного агрегата АН-700. В результате общий расход жидкости составлял 31,7–34 л/с. Рабочее давление при этом повышалось до 30 МПа. Расход жидкости на одну насадку по- вышалсядо8–8,5 л/с. Скоростьистеченияизнасадоксоставляла283–300 м/с.

В процессе проведения ЩГПП происходило снижение параметров режимов из-за увеличения диаметров насадок ввиду их размыва, а также снижения производительности насосных агрегатов по причине снижения герметичности пары «седло – клапан» (табл. 3.24). Из табл. 3.24 следует, что снижение скорости истечения по сравнению с первоначальной происходило в 1,3–2,24 раза при первом и втором режимах.

429

Таблица 3 . 2 4

Сравнение скорости истечения рабочей жидкости из насадок после их износа (увеличения диаметра)

Примечание: первоначальный диаметр насадок – 6 мм.

Поддержание проектных показателей режимов ЩГПП в процессе износа насадок достигалось форсированием работы насосных агрегатов или вводом в работу резервных насосных агрегатов.

Определенная компенсация снижения скорости истечения достигалась за счет повышенного содержания режущего материала – кварцевого песка (до 100–110 кг/м3).

Вкачестве рабочей жидкости использовалась пластовая вода с добавкой 1,5 % КСl. Плотность пластовой воды регулировалась в зависимости от величины пластового давления добавкой технической воды.

Вкачестве режущего материала применяли песок с размерами зерен 0,6–2,0 мм и содержанием кварца не менее 98 %. Концентрация песка

врабочей жидкости при первых резах составляла 50–60 кг/м3, а к последнему резу доходила до 100–110 кг/м3. Однако к 6–7-му резу часть песка

впределах 10–20 % была разрушенной. Загрузка песка в концентрации 50–60 кг/м3 производилась перед первым резом тремя порциями с разрывом во временивтечение0,085–0,17 ч. Скоростьподачипескасоставляла1500 кг/м3.

Всвязи с высокими абразивными свойствами режущей жидкости складываются очень тяжелые условия для работы насосных агрегатов, поэтому при числе резов более 6–7 последний рез выполнялся в процессе отмыва скважиныотпеска.

Вымыв песка из интервала перфорации и ниже него до забоя и из щелей производили прямой промывкой, управляя открытием клапана с поверхности.

Исходя из конструкции перфоратора с управляемым с поверхности клапаном и практики его промышленного применения, разработана технология вымыва песка из ствола скважины, которая заключается в дискрет-

430