технология добычи нефти и газа 56
.pdfГидратообразование и его предупреждение. Применение ингибридов
Гидратами углеводородных газов называются кристаллические вещества, образованные ассоциированными молекулами углеводородов и воды; они имеют различную кристаллическую структуру.
Для предупреждения гидратообразования необходимо устранить хотя бы одно из основных условий существования гидратов:
высокое давление, низкую температуру или свободную влагу в газе.
В соответствии с этим предупреждение гидратообразования осуществляют вводом ингибиторов в поток газа, осушкой газа от паров воды, поддержанием температуры газа выше температуры гидратообразования, поддержанием давления ниже давления гидратообразования.
Методы:
Метод снижения давления широко применяется для ликвидации образовавшихся гидратов в стволе скважин, в промысловых и магистральных газопроводах, где температура в результате разложения гидратов не понижается ниже 00С.
Метод подогрева применяют на газопроводах небольшой протяженности для разложения уже образовавшихся гидратов либо для предупреждения гидратообразования в местах редуцирования газа.
Наиболее эффективный для предупреждения гидратообразования – метод ввода ингибиторов в поток газа.
Для борьбы с гидратообразованием используют этилкарбитол, являющийся побочным продуктом производства эфиров гликолей.
Ингибитор гидратообразования снижает температуру гидратообразования. Основные ингибиторы, применяемые в газовой промышленности, — метиловый спирт СНзОН (метанол), хлористый кальций, гликоли (этиленгликоль, ди- и триэтиленгликоль).
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
1.Виды гидродинамического несовершенства скважин. Коэффициент гидродинамического совершенства скважин.
Втеории фильтрации различают три вида несовершенства скважины:
1)скважина гидродинамически несовершенная по степени вскрытия пласта – это скважина с открытым забоем, вскрывшая пласт не на всю толщину;
2)скважина гидродинамически несовершенная по характеру вскрытия пласта – это скважина, вскрывшая пласт на всю толщину, но сообщающаяся с пластом через систему перфорационных отверстий или специальные фильтры;
3)скважина гидродинамически несовершенная как по степени, так и по характеру вскрытия.
Рис. 9. Схема притока к скважине, несовершенной по характеру вскрытия: - расстояние между отверстиями вдоль оси
скважины; rc- радиус гидродинамически несовершенной скважины.
Консорциум « Н е д р а »
Рис. 10. Схема притока к скважине, несовершенной по степени вскрытия
Скважина, несовершенная по характеру вскрытия, сообщается с пластом через систему перфорационных отверстий. Вблизи отверстий форма потока радиально-сферическая. Суммарная площадь фильтрации определяется суммой сечений отверстий, что значительно меньше поверхности вскрытого пласта. Это приводит к возникновению дополнительных сопротивлений в призабойной зоне пласта. Исследования показывают, что за пределами цилиндрической поверхности радиуса R0 = rc+ линии тока практически параллельны, и поток становится плоскорадиальным.
Если скважина гидродинамически несовершенна по степени вскрытия. То линии тока будут параллельны за пределами цилиндрической поверхности радиуса R0 1,5h. В зоне, прилегающей к скважине, поток жидкости вблизи кровли пласта будет плоскорадиальным, а в остальной части – радиально-сферическим.
Несовершенство скважины учитывается при помощи введения скин-эффекта.
Дебит скважины, сочетающей оба вида несовершенства, можно определить по формуле:
Q = |
2 Kh(Pk |
− Pc ) |
(17) |
||||
1 |
|
Rk |
|
|
|||
|
|
|
ln |
|
|
+ C |
|
|
|
|
|
|
|||
|
h |
|
r |
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а » |
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где С=С1+С2 – дополнительное фильтрационное сопротивление, вызванное несовершенством скважины по степени вскрытия (С1) и по характеру вскрытия (С2).
С – величина безразмерная.
Значения С1 и С2 находятся по графикам В.И.Щурова.
2. Капитальный ремонт скважин. Виды ремонтных работ. Оборудование и инструмент.
Капитальным ремонтом скважин (КРС) называется комплекс работ, связанных с восстановлением работоспособности обсадных колонн, цементного кольца, призабойной зоны, ликвидацией аварий, спуском и подъемом оборудования при раздельной эксплуатации и закачке.
Виды капитальных ремонтов скважин.
Исправление смятых участков эксплуатационных колонн.
Ремонтно-изоляционные работы.
Устранение негерметичности обсадной колонны.
Крепление слабосцементированных пород в ПЗП.
Устранение аварий, допущенных в процессе эксплуатации скважин.
Перевод на другие горизонты и приобщение пластов.
Перевод скважин на использование по другому назначению.
Зарезка новых стволов.
Работы по интенсификации добычи нефти.
Кислотные обработки.
Гидроразрыв пластов.
Консервация и расконсервация скважин.
Ликвидация скважин.
Ловильные работы. Виды ловильных работ. Инструмент для ловли насосно-компрессорных труб, насосных штанг и посторонних предметов: метчики, колокола, труболовки, овершоты, комбинированные ловители, пауки и др.
Консорциум « Н е д р а »
Извлечение труб, смятых и сломанных в результате падения. Извлечение прихваченных труб с помощью гидравлического домкрата.
Оборудование и инструмент для проведения ремонта скважин
-ротор-для вращения колонны;
-вертлюг-для подачи промывочной жидкости в колонну труб;
-насос-для нагнетания жидкости в скважину;
-элеваторы-для перемещения и удержания на весу насосно-компрессорных труб и штанг за упорный бурт;
-спайдеры–для удержания колонны труб за тело трубы;
-ключи-для свинчивания и развинчивания труб и штанг и др. вспомогательные приспособления
Элеватор ЭХ
Консорциум « Н е д р а »
Ключ трубный КТГ:
1 –рукоятка; 2 –челюсть; 3 -сухарь; 4 –створка
Консорциум « Н е д р а »
1. Установка электровинтовых насосов. Конструктивная схема, принцип действия, параметры, обозначения и область применения.
Электровинтовые насосы скомпонованы аналогично УЦЭН, но вместо гидродинамического центробежного насоса используется объемный винтовой насос. Это решение позволяет использовать все преимущества объемного насоса и преимущества компоновки агрегата ЦЭН.
Конструкция скважинного винтового насоса предусматривает использование двух уравновешенных винтов с правым 7 и левым 4 направлениями спирали. Винты изготовлены из титановых сплавов для увеличения износостойкости и полыми - для уменьшения инерционных усилий.
Осевые усилия от винтов приложены к эксцентриковой соединительной муфте 5, расположенной между ними, и взаимно компенсируются. Привод винтов осуществляется от расположенного в нижней части электродвигателя через протектор 10, эксцентриковую пусковую муфту 9 и вал 8.
Эксцентриковые муфты обеспечивают необходимое вращение винтов 4 и 7. Пусковая муфта осуществляет пуск насоса при максимальном крутящем моменте двигателя, отключает насос при аварийном выходе его из строя, предотвращает движение винта в противоположную сторону при обесточивании двигателя или неправильном подключении кабеля.
Схема винтового скважинного насоса: 1 - предохранительный клапан: 2 - фильтровая сетка; 3 - левая обойма; 4 - левый винт; 5 — эксцентриковая
шарнирная соединительная муфта; 6-правая обойма; 7 — правый винт; 8 — вал; 9 — пусковая муфта; 10— протектор.
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Прием жидкости из скважины ведется через две фильтровые приемные сетки 2, расположенные вверху верхнего и внизу нижнего винтов. Общий выход жидкости происходит в пространстве между винтами, затем она проходит по кольцу между корпусом обоймы верхнего винта и кожухом насоса к многофункциональному предохранительному клапану 1 поршеньково-золотникового типа. Обойдя по каналу предохранительный клапан, жидкость проходит в шламовую трубку и попадает в НКТ.
Предохранительный клапан перепускает жидкость в НКТ при спуске насоса в скважину и из НКТ при подъеме, а также из НКТ в затрубное пространство при остановках насоса, недостаточном притоке из пласта, содержании в жидкости большого количество газа, повышении устьевого давления выше регламентированной величины (объемный насос не может работать при закрытом виде том выкиде). Шламовая труба представляет собой заглушённый сверху патрубок с боковыми отверстиями и предохраняет насос от попадания в него механических твердых частиц с поверхности и из откачиваемой жидкости при остановках. Шлам собирается между внутренней поверхностью НКТ и наружной поверхностью шламовой трубы.
В России технология добычи нефти с помощью винтовых насосов не имеет широкого применения, когда как в Канаде и Южной Америке доля винтовых насосов в механизированной добыче достигает 40 %. И этому есть несколько причин. Основным сдерживающим фактором является недостаток информации о данной технологии, оборудовании и условиях его применения.
2. Основные причины нарушения нормальной работы скважин.
Из интернета:
•заиливание фильтровой части обсадной колонны, когда сетчатый фильтр забивается мелким песком и глиной, а отверстия в стенках трубы зарастают нерастворимым в воде осадком – кольматируются. В результате замечается значительное снижение дебита скважины;
•изменение состояния водоносного горизонта из-за природных катаклизмов или вмешательства человека – перекрывания пласта водовмещающих пород во время строительных работ;
•неисправность насосного оборудования;
•разрушение стенки обсадной трубы (сквозная коррозия или разрыв соединения двух сварных труб).
•деформация обсадной трубы, приводящая к проблеме с извлечением погружного насоса.
Консорциум « Н е д р а »