книги / Техника и технология строительства боковых стволов в нефтяных и газовых скважинах
..pdfРис. 15.4. Схема расположения и обвязки оборудования при освоении скважин с применением пенных систем, нагнетаемых с использованием воздушных компрес соров высокого давления типа СД9/101 и ПКС7/100: 1 — геофизическая станция КСАТ-7; 2 —установка УНБ-160х40БК; 3 — насосная установка ЦА-320; 4 —авто цистерна; 5 — дренажная емкость V = 20 —25 м3; 6 — насосная установка ЦА-320; 7 — коллектор; 8 — линия глушения скважины; 9 — линия закачки жидкости в кол лектор; 10—линия подачи технической воды в насосную установку ЦА-320; 11 — лубрикатор.
Порядок пользования таблицами следующий: по известной (расчетной) ве личине депрессии на пласт определяется величина снижения гидростатиче ского давления на забой скважины ДР3.
В зависимости от величины ДР3 и глубины залегания продуктивного пласта (табл. 15.2) определяется необходимая величина степени аэрации. По известной величине степени аэрации и типу применяемого компрессо ра в случае использования компрессора для создания пенной системы (табл. 15.3) определяется давление закачки пенообразующей жидкости. Объем пенообразующей жидкости определяется по данным табл. 15.4.
Таблица 15.3. Определение давления закачивания пенообразующей жидкости в за
висимости от степени аэрации и типа компрессора
|
Давление закачивания пенообразующей жидкости при использова |
||
Степень аэрации |
|
нии компрессора, МПа |
|
|
|
|
|
|
УКП-80 |
|
СД9/101 |
30 |
20,0 |
|
— |
35 |
14,2 |
|
17,0 |
40 |
12,0 |
. |
13,5 |
45 |
9,2 |
|
11,0 |
50 |
8,0 |
|
9,2 |
55 |
6,2 |
|
7,8 |
60 |
5,0 |
|
6,0 |
65 |
3,8 |
|
5,0 |
70 |
— |
|
— |
75 |
— |
|
— |
80 |
— |
|
— |
Примечание: давление воздуха на входе в эжектор 2,0 5,0 МПа
РожёС^нкт + Ьмт) = Рожё(2сн —Z C T ) ' (_ мт + И = ркомп е > (15.33)
угнкт х
где FHKT и FMT — соответственно, пло щади сечения проходных каналов в НКТ и в межтрубном пространстве, м2.
Из уравнения (15.33) можно опре делить предельно возможную глубину оттеснения уровня жидкости в меж трубном пространстве. Если ZCT>Zch, то нагнетаемый компрессором воздух прорвется в НКТ и начнет аэрировать жидкость в них, как только уровень в межтрубном пространстве опустится до башмака НКТ.
Если zCT<zCH, то предварительно при спуске НКТ в скважину, в НКТ устанавливают специальные пуско вые клапаны. Верхний пусковой кла пан устанавливают на глубине
Рис. 15.6. Схема для расчета глубины ус тановки пускового клапана: 1 — компрес сор; 2 — обратный клапан; 3 — устьевая арматура; 4 — НКТ; 5 — эксплуатацион ная колонна; 6 — пусковой клапан; 7 — продуктивный пласт.
Таблица 15.4. Значения степени аэрации в зависимости от диаметра эксплуатаци онной колонны и глубины спуска НКТ
|
|
|
|
|
|
Степень аэрации |
|
|
|
|
||
Глубина |
|
80 |
|
70 |
|
60 |
|
50 |
|
40 |
|
30 |
спуска |
|
|
|
|
Диаметр колонны, мм |
|
|
|
|
|||
НКТ, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
146 |
168 |
146 |
168 |
146 |
168 |
146 |
168 |
146 |
168 |
146 |
168 |
1250 |
10,0 |
14,0 |
10,5 |
14,3 |
10,8 |
14,5 |
11,2 |
14,8 |
12,0 |
16,4 |
12,7 |
17,3 |
1300 |
10,5 |
14,7 |
11,0 |
15,0 |
Н.4 |
15,2 |
11,7 |
15,5 |
12,5 |
17,0 |
13,2 |
18,0 |
1350 |
11,0 |
15,3 |
11,5 |
15,6 |
11,8 |
16,0 |
12,2 |
16,3 |
13,0 |
17,7 |
13,8 |
18,7 |
1400 |
11,5 |
16,0 |
12,0 |
16,3 |
12,4 |
16,7 |
12,7 |
17,0 |
13,5 |
18,6 |
14,2 |
19,3 |
1450 |
12,0 |
16,7 |
12,5 |
17,0 |
12,8 |
17,3 |
13,2 |
17,7 |
14,0 |
19,3 |
14,7 |
20,0 |
1500 |
12,5 |
17,3 |
13,0 |
17,7 |
13,4 |
18,0 |
13,7 |
18,5 |
1,5 |
20,0 |
15,2 |
20,7 |
1550 |
13,0 |
18,0 |
13,5 |
18,3 |
13,9 |
18,7 |
14,2 |
19,2 |
15,0 |
20,7 |
15,7 |
21,5 |
1600 |
13,5 |
18,7 |
14,0 |
19,0 |
14,5 |
19,4 |
14,7 |
19,9 |
15,5 |
21,5 |
16,3 |
22,2 |
1650 |
14,0 |
19,3 |
1.5 |
19,7 |
14,9 |
20,1 |
15,2 |
20,6 |
16,0 |
22,2 |
16,8 |
22,9 |
1700 |
1,5 |
20,0 |
15,0 |
20,4 |
15,5 |
20,8 |
15,8 |
21,3 |
16,5 |
22,8 |
17,3 |
23,6 |
1750 |
15,0 |
20,7 |
15,5 |
21.1 |
15,9 |
21,5 |
16,3 |
22,1 |
17,1 |
23,5 |
17,8 |
24,2 |
1800 |
15,5 |
21,4 |
16,0 |
21,8 |
16,4 |
22,2 |
16,8 |
22,8 |
17,7 |
24,3 |
18,3 |
24,9 |
1850 |
16,0 |
22,0 |
16,5 |
22,4 |
16,9 |
23,0 |
17,3 |
23,5 |
18,2 |
25,0 |
18,8 |
25,6 |
1900 |
16,5 |
22,7 |
17,0 |
23,1 |
17,5 |
23,6 |
17,9 |
24,2 |
18,7 |
25,7 |
19,3 |
26,3 |
1950 |
17,0 |
23,4 |
17,5 |
23,8 |
18,0 |
24,3 |
18,4 |
24,9 |
19,2 |
26,4 |
19,8 |
26,9 |
2000 |
17,5 |
24,1 |
18,1 |
24,5 |
18,5 |
25,0 |
18,9 |
25,6 |
19,7 |
27,0 |
20,3 |
27,6 |
2050 |
18,1 |
24,8 |
18,6 |
25,2 |
19,1 |
25,7 |
19,5 |
26,4 |
20,2 |
27,7 |
20,8 |
28,3 |
2100 |
18,6 |
25,5 |
19,1 |
25,9 |
19,6 |
26,3 |
20,0 |
27,1 |
20,7 |
28,3 |
21,3 |
29,0 |
2150 |
19,1 |
26,2 |
19,6 |
26,6 |
20,1 |
27,0 |
20,5 |
27,7 |
21,3 |
29,0 |
21,8 |
29,6 |
2200 |
19,6 |
26,9 |
20,1 |
27,3 |
20,6 |
27,7 |
21,0 |
28,5 |
21,8 |
29,6 |
22,3 |
30,3 |
2250 |
20,1 |
27,5 |
20,6 |
28,0 |
21,1 |
28,5 |
21,6 |
29,2 |
22,2 |
30,2 |
22,8 |
31,0 |
2300 |
20,6 |
28,2 |
21.1 |
28,7 |
21,7 |
29,2 |
22,1 |
30,0 |
22,7 |
30,8 |
23,3 |
31,7 |
2350 |
21,1 |
28,9 |
21,6 |
29,3 |
22,2 |
30,0 |
22,6 |
30,7 |
23,2 |
31,5 |
23,8 |
32,3 |
2400 |
21,6 |
29,6 |
22,1 |
30,0 |
22,7 |
30,8 |
23,4 |
31,4 |
23,7 |
32,2 |
24,3 |
33,0 |
2450 |
22,1 |
30,3 |
22,6 |
30,7 |
23,2 |
31,5 |
23,7 |
32,1 |
24,2 |
32,8 |
24,8 |
33,7 |
2500 |
22,6 |
30,9 |
23,1 |
31,4 |
23,7 |
32,2 |
24,2 |
32,8 |
24,7 |
33,5 |
25,3 |
34,4 |
2550 |
23,1 |
31,6 |
23,7 |
32,1 |
24,3 |
33,0 |
24,7 |
33,5 |
25,2 |
34,3 |
25,8 |
35,0 |
2600 |
23,6 |
32,3 |
24,2 |
32,8 |
24,8 |
33,6 |
25,3 |
34,3 |
25,7 |
35,5 |
26,3 |
35,7 |
2650 |
24,1 |
33,0 |
24,7 |
33,5 |
25,3 |
34,3 |
25,8 |
35,0 |
26,2 |
35,7 |
26,8 |
36,4 |
2700 |
24,7 |
33,8 |
25,2 |
34,0 |
25,7 |
35,0 |
26,3 |
35,7 |
26,8 |
36,3 |
27,3 |
37,1 |
2750 |
25,5 |
34,5 |
25,7 |
34,9 |
26,3 |
35,7 |
26,9 |
36,4 |
27,2 |
36,9 |
27,8 |
37,7 |
2800 |
25,7 |
35,2 |
26,2 |
35,5 |
26,8 |
36,3 |
27,4 |
37,1 |
27,7 |
37,6 |
28,3 |
38,4 |
2850 |
26,2 |
36,0 |
26,7 |
36,2 |
27,3 |
36,9 |
27,9 |
37,8 |
28,2 |
38,2 |
28,8 |
39,1 |
2900 |
26,7 |
36,7 |
27,2 |
36,9 |
27,8 |
37,6 |
28,4 |
38,6 |
28,8 |
38,9 |
29,1 |
39,8 |
2950 |
27,1 |
37,2 |
27,7 |
37,6 |
28,3 |
38,3 |
29,0 |
39,3 |
29,2 |
39,6 |
29,8 |
40,4 |
3000 |
27,7 |
38,0 |
28,2 |
38,3 |
28,8 |
39,0 |
29,5 |
40,0 |
29,7 |
40,3 |
30,3 |
41,0 |
Рис. 15.7. Схема оборудования скважины для вызова притока способом аэрации из поглощающего (АНПД) горизонта: 1—
эксплуатационная колонна; 2 —НКТ; 3, |
|
5 —пусковые клапаны; 4 — захватное уст |
|
ройство спецклапана; 6 — тарелка |
спец- |
клапана; 7 — седло спецклапана; 8 |
— гру |
зовой шток спецклапана; 9 — пакер; 10 — уплотнительные резиновые элементы пакера; 11 — продуктивный пласт; 12 —об ратный клапан; 13 — компрессор.
2'пуск= 2 'с г 20 м. При нагнетании воз духа компрессором пусковой клапан откроется в тот момент, когда давле ния в НКТ и в межтрубном про странстве на глубине его установки сравняются. При этом воздух начнет выходить через клапан в НКТ и аэри ровать жидкость, а давления в меж трубном пространстве и в НКТ будут снижаться. Если, после снижения давления в скважине, приток пласта не начнется и практически вся жид кость из НКТ выше клапана будет вытеснена воздухом, клапан закроет ся, давление в межтрубном простран стве вновь будет возрастать, а уро вень жидкости опускаться до следую щего клапана. Глубину z"nycK уста
новки следующего клапана можно найти из уравнения (15.33), если поло жить в нем zCH=z"nycK+ 20 и zCT=zCH.
Если перед началом операции статический уровень жидкости в скважи не расположен значительно ниже устья, то при нагнетании воздуха в меж трубное пространство и оттеснении уровня жидкости до глубины zCHдавле ние на продуктивный пласт возрастает, что может вызвать поглощение час ти жидкости. Предотвратить поглощение жидкости в пласт можно, если на нижнем конце колонны НКТ установить пакер, а внутри НКТ — специаль ный клапан (рис. 15.7) и с помощью этих устройств отделить зону продук тивного пласта от остальной части скважины. В этом случае при нагнета нии воздуха в межтрубное пространство давление на пласт будет оставаться неизменным до тех пор, пока давление в колонне НКТ над клапаном не понизится ниже пластового. Как только депрессия окажется достаточной для притока пластовой жидкости, клапан откроется, и пластовая жидкость начнет подниматься по НКТ.
После получения притока нефти или газа скважина должна в течение некоторого времени работать с возможно большим дебитом, чтобы из при ствольной зоны можно было удалить проникшую туда промывочную жид кость и ее фильтрат, а также другие частицы и примеси; дебит при этом ре гулируют так, чтобы не началось разрушение коллектора. При этом перио дически отбирают пробы вытекающей из скважины жидкости с целью изу чения состава и свойств ее и осуществляют контроль за содержанием в ней твердых частиц. По уменьшению содержания твердых частиц судят о ходе очистки приствольной зоны от загрязнения.
Если, несмотря на создание большей депрессии, дебит скважины оказы вается низким, то применяют различные способы стимулирующего воздей ствия на пласт.
Технология проведения работ:
—насосно-компрессорные трубы («гибкая труба») спускаются на глуби ну 10—15 м выше интервала перфорации с установкой пусковых муфт на рассчитанных глубинах;
—снижение уровня в скважине производится до прорыва азота через нижнюю пусковую муфту до стабилизации давления закачивания азота;
—стравливание давления азота производится через затрубное простран ство, а ожидание притока производится при открытых затрубном и трубном пространствах в течение 4—6 часов;
—в случае отсутствия притока на устье в скважине проводится повтор ное снижение уровня, гидродинамические исследования с записью кривой восстановления давления и оценкой «скин-эффекта», отбира ются пробы жидкости с забоя и с верхнего уровня жидкости в сква жине;
—по результатам исследований решается вопрос о дальнейшем способе
эксплуатации скважины.
Для снижения уровня азотом используется передвижной азотно-ком прессорный комплекс ПАКК-9/160.
15.8. Освоение скважины с помощью струйных насосов
Для освоения скважины с ухудшенными фильтрационными параметра ми необходимо применять струйные насосы, которые отличаются просто той конструкции и возможностью применения их в различных геологиче ских условиях.
Известна технология вызова притока из пласта с очисткой приствольной зоны. Принцип освоения скважин основан на создании глубоких управляе мых циклических депрессий на пласт, что позволяет производить очистку призабойной зоны пласта (ПЗП) от фильтрата и частиц бурового раствора. Эта технология реализуется при помощи установленного на насосно-ком прессорных трубах (НКТ) пакера и смонтированного над ним струйного насоса (рис. 15.8).
При испытании скважины с помощью струйного насоса можно созда вать управляемые депрессии, фиксировать их глубинными манометрами, установленными под пакером; производить отбор проб, снятие кривых вос становления давления после каждого режима работы, тем самым достичь ускоренного бескомпрессорного освоения продуктивных пластов и произ вести качественные гидродинамические исследования.
Применение струйного насоса после проведения кислотной обработки пласта позволяет эффективно извлекать продукты реакции из прискважин ной зоны.
Технические средства, применяемые при освоении скважины струйны ми насосами, включают: струйный насос; пакеры; насосные агрегаты; глу бинные приборы и специальные клапаны; НКТ и фонтанную арматуру; шламовые фильтры.
Принцип работы струйных насосов основан на обмене энергии двух по токов разных давлений. Рабочий поток, создаваемый подачей наземных на сосных установок, попадает в приемную камеру струйного аппарата, где ув-
Рис. 15.9. Схема компоновки оборудования при рабо те со струйным насосом: 1— струйный агрегат; 2 - корпус струйного насоса; 3 — герметизирующий узел; 4 —НКТ; 5 —обратный клапан; 6 — пакер; 7 —гео физический кабель; 8 — глубинный прибор; 9 — об садная колонна; 10 —фонтанная арматура; 11 — луб рикатор; 12 — подъемник; 13 —насосный агрегат; 14 — мерная емкость.
—высоким содержанием песка;
—низкой проницаемостью пласта;
—естабильным притоком жидкости из пласта;
—большой кривизной ствола скважины.
Техническая характеристика струйного насоса:
Давление рабочей жидкости — до 20 МПа. К оэфф ициент подмешивания — 0,2— 1,2.
Рабочая жидкость — нефть, вода, водонефтяная смесь. Диаметр насосно-компрессорны х труб — 73 мм. Диаметр скважины — 146; 168 мм.
Диаметр насоса — 110 мм. Масса без пакера — до 50 кг.
Длина — 750 мм.
Средняя продолжительность смены вымываемой части струйного аппа рата — 3 часа.
При работе со струйными насосами используют цементировочные агре гаты и специальные насосные агрегаты, предназначенные для выполнения специальных видов работ в скважине (рис. 15.9).
Для контроля за процессом освоения и проведения гидродинамических исследований в подпакерную часть компоновки испытательного инстру мента устанавливают глубинные манометры.
Для записи КВД с закрытием на забое под струйный насос устанавлива ется специальный тарельчатый клапан, который срабатывает под действием гидростатического давления во время прекращения циркуляции назем
ными насосными установками.
Спуск струйного насоса производят в следующей компоновке:
—фильтр с установленным в нем глубинным манометром;
—пакер;
—специальный тарельчатый клапан для записи КВД;
—струйный насос;
-Н К Т .
Производится смена раствора в скважине на рабочую жидкость (нефть).
Схема установки для освоения скважин, передвижная, струйная (УОС-1), показана на рис. 15.10.
Перед началом освоения необходимо замерить начальный уровень рабо чей жидкости в мерной емкости.
Создание депрессии на пласт осуществляется нагнетанием жидкости в
Отрубное пространство при давлении ниже давления опрессовки колонны.
Для очистки призабойной зоны пласта и вызова притока на пласт воз действуют методом переменных давлений. Для этого в течение 5—10 мин создается депрессия и воздействие депрессии повторяется 5—10 раз.
Конструкция струйного насоса не позволяет совместить запись КВД с