технология добычи нефти 26
.pdfпричин. Основным сдерживающим фактором является недостаток информации о данной технологии, оборудовании и
условиях его применения.
Консорциум « Н е д р а »
Техника и технология перфорации скважин, кумулятивная перфорация. Виды подземного ремонта скважин:
текущий и капитальный.
Существует четыре способа перфорации: пулевая, торпедная, кумулятивная, пескоструйная.
Первые три способа перфорации осуществляются на промыслах геофизическими партиями с помощью оборудования, имеющегося в их распоряжении. Поэтому детально техника и технология этих видов перфорации первыми тремя способами изучается в курсах промысловой геофизики. Пескоструйная перфорация осуществляется техническими средствами и службами нефтяных промыслов. При пулевой перфорации в скважину на электрическом кабеле спускается стреляющий пулевой аппарат, состоящий из нескольких (8 - 10) камор - стволов, заряженных пулями диаметром 12,5 мм. Каморы заряжаются взрывчатым веществом (ВВ) и детонаторами. При подаче электрического импульса происходит залп. Пули пробивают колонну, цемент и внедряются в породу. Существует два вида пулевых перфораторов:
•перфораторы с горизонтальными стволами. В этом случае длина стволов мала и ограничена р адиальными габаритами перфоратора;
•перфораторы с вертикальными стволами с отклонителями пуль на концах для придания полету пули направления, близкого к перпендикулярному по отношению к оси скважины.
Торпедная перфорация осуществляется аппаратами, спускаемыми на кабеле и стреляющими разрывными снарядами диаметром 22 мм. Внутренний заряд ВВ одного снаряда равен 5 г. Аппарат состоит из секций, в каждой из
Консорциум « Н е д р а »
которых имеется по два горизонтальных ствола. Снаряд снабжен детонатором накольного типа. При остановке сн аряда происходит взрыв внутреннего заряда и растрескивание окружающей горной породы. Масса ВВ одной камеры - 27 г.
Глубина каналов по результатам испытаний составляет 100 - 160 мм, диаметр канала - 22 мм. На 1 м длины фильтра обычно делается не более четырех отверстий, так как при торпедной перфорации часты случаи разрушения обсадных колонн.
Пулевая и торпедная перфорации применяются ограниченно, так как все больше вытесняются кумулятивной перфорацией.
Кумулятивная перфорация осуществляется стреляющими перфораторами, не имеющими пуль или снарядов.
Прострел преграды достигается за счет сфокусированного взрыва. Такая фокусировка обусловлена коняческой формой поверхности заряда ВВ, облицованной тонким металлическим покрытием (листовая медь толщиной 0,6 мм).
Энергия взрыва в виде тонкого пучка газов - продуктов облицовки пробивает канал. Кумулятивная струя приобретает скорость в головной части до 6 - 8 км/с и создает давление на преграду до 0,15 - 0,3 млн. МПа. При выстреле кумулятивным зарядом в преграде образуется узкий перфорационный канал глубиной до 350 мм и диаметром в средней части 8 - 14 мм. Размеры каналов зависят от прочности породы и типа перфоратора.
Комплекс работ, связанных со спуском в скважины и подъемом труб, штанг, насосов или каких-либо инструментов, называется подземным ремонтом.
Консорциум « Н е д р а »
Подземный ремонт скважин в зависимости от вида и сложности работ условно разделяют на текущий и капиталь -
ный.
Бригады по подземному ремонту скважин работают повахтенно. В состав вахты (смены) входят обычно три человека: двое (оператор с помощником) работают у устья скважины, третий (тракторист или моторист) - на лебедке подъемного механизма.
Работы, связанные с ликвидацией аварий с подземным оборудованием (ловля и извлечение оборванных труб),
исправлением поврежденных эксплуатационных колонн, изоляцией вод, переходом на другой эксплуатационный объект, относятся к категории капитального ремонта скважин. Такие работы выполняют специализированные бригады по капитальному ремонту скважин. Эти же бригады обычно выполняют все операции по обработке призабойных зон
(гидравлический разрыв пласта, гидропескоструйная перфорация, кислотная обработка, виброобработка и др.).
К текущему подземному ремонту относятся: замена насосов, замена труб и штанг или изменение характера их подвески, очистка скважин от песчаной пробки, несложные ловильные работы (ловля оборвавшихся штанг и других предметов в колонне насосно-компрессорных труб). Эти работы выполняют бригады по подземному ремонту скважин,
организуемые на каждом предприятии по добыче нефти и газа.
Перед началом работ по капитальному ремонту скважины необходимо исследовать ее устье. Проверяют состояние колонной головки с целью определения герметичности соединения пьедестала с эксплуатационной колонной, состояние внутренней поверхности пьедестального патрубка. В случае необходимости патрубок заменяют.
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»
Консорциум « Н е д р а »
Если невозможно устранить дефект эксплуатационной колонны, а ее диаметр позволяет, то спускают дополнительную колонну с установкой башмака ниже дефектного интервала. Дополнительную ко лонну цементируют или устанавливают межколонныйпакер. После окончания цементирования дополнительную колонну проверяют шаблоном на проходимость и испытывают на герметичность. Вторичное цементирование проводят для изоляции продуктивного горизонта от притока воды; перекрытия фильтра при переходе на эксплуатацию выше или ниже залегающих пластов; перекрытия дефекта в эксплуатационной колонне; укрепления призабойной зоны пласта и т.д.
Для вторичного цементирования используют различные тампонажные материалы и доба вки к ним, которые выбирают в зависимости от условий и цели проведения работ (давление, температура, размеры пор; наличие агрессивных компонентов, приемистость пласта и др.).
Изоляционные работы – один из видов капитального ремонта скважин, проводимый с целью ликвидации прорыва в скважину пластовых вод. Проводят работы по изоляции вод верхних, нижних, подошвенных и поступающих через соседние скважины, по селективной изоляции вод при эксплуатации скважиной слоистого неоднородного пласта или нескольких продуктивных горизонтов.
Консорциум « Н е д р а »
Коэффициент продуктивности скважины, формула Дюпюи. Понятие о совершенстве скважины. Межремонтный период. Коэффициент эксплуатации скважин.
Коэффициент продуктивности относится к основным гидродинамическим показателям такой системы сообщающихся сосудов, каковой является скважина.
Значение показателя продуктивности источника зависит от мощности и проницаемости пласта, компонентного состава, вязкости, совершенства вскрытия водоносного пласта, загрязненности призабойной зоны, ее физико -
химических свойств и др. Также коэффициент продуктивности может меняться в зависимости от изменения свойств призабойной зоны скважины и насыщенности пласта. Численно данный показатель равен соотношению дебита источника к депрессии, которая возникает в забое:
,
где Q – дебит скважины в м3/сут, а ΔP – депрессия.
Консорциум « Н е д р а »
В условиях нефтяного или газового пласта приток пластовой жидкости к скважине происходит при радиальной фильтрации. Объемную скорость притока (или дебит) при радиальной фильтрации находят по формуле Дюпюи.
Процесс течения продукции в пористой среде сопровождается определенными фильтрационными сопротивлениями, которые являются неизвестными. В призабойной зоне скважины возникают дополнительные фильтрационные сопротивления, связанные, во-первых, с наличием самой скважины и, во-вторых, с конкретным ее исполнением.
Для сравнения скважин между собой и оценки каждой конкретной скважины вводятся понятия гидродинамически совершенной скважины и гидродинамически несовершенных скважин.
Под гидродинамически совершенной будем понимать такую скважину, которая вскрыла продуктивный горизонт на всю его толщину h и в которой отсутствуют любые элементы крепи (обсадная колонна, цементный камень,
Консорциум « Н е д р а »
забойные устройства), т.е. скважина с открытым забоем. При течении продукции в такую скважи ну фильтрационные сопротивления обусловлены только характеристикой продуктивного горизонта и являются минимально возможными.
Большинство реальных скважин относятся к гидродинамически несовершенным. Среди гидродинамически несовершенных скважин выделяют:
•Несовершенные по степени вскрытия - НСВ;
•Несовершенные по характеру вскрытия - НХВ;
•Несовершенные по степени и характеру вскрытия - НСХВ.
Для таких скважин в призабойной зоне возникают дополнительные фильтрационные сопротивления,
определяемые видом несовершенства.
Межремонтным периодом работы скважины (МРП) называют продолжительность ее эксплуатации на установленном режиме (в сутках) от предыдущего до следующего ремонта.
Различают плановый и фактический межремонтные периоды.
Плановый межремонтный период каждой скважины проектируют, исходя из запланированного числа планово-
предупредительных ремонтов, с учетом средней продолжительности (в часах) каждого вида ремонта.
Консорциум « Н е д р а »
Фактический межремонтный период исчисляется исходя из фактических ремонтов данной скважины.
Отношения фактически отработанного скважиной времени календарному называется коэффициентом эксплуатации.
Формула для определения коэффициента эксплуатации скважины. При этом Сэ равняется суммарной продолжительности работы водозабора (в скважинно-месяцах), а Сч.д - отвечает суммарному времени действующего фонда источника.
Консорциум « Н е д р а »