- •1. Общие сведения о процессах эксплуатации нефтяных месторождений Общие сведения о скважинах
- •Классификация скважин
- •Фонтанная скважина
- •Газлифтная скважина
- •Текущий ремонт скважин
- •Капитальный ремонт скважин
- •Цементирование скважины
- •Гидравлический разрыв пласта (гидропескоструйная перфорация)
- •Кислотная обработка призабойной зоны скважины
- •Типы спецтехники
- •Основные технологические процессы и операции добычи нефти и газа, ремонта и строительства скважин, выполняемые с участием спецтехники
- •3. Спецтехника, используемая в технологических процессах нефтяной промышленности Назначение специальной техники и технологического транспорта
- •Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой апрс – 40
- •Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой ппуа – 1600/100
- •Назначение, устройство, технология выполнения работ с автоцистерной ацн-8с-5337
- •Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой усп – 50
- •Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой 1лс – 6
Фонтанная скважина
Это добывающая скважина, в которой подъем нефти от забоя до устья осуществляется за счет естественной энергии продуктивного пласта. Эксплуатация такой скважины является наиболее экономически выгодной.
Для обеспечения подъема нефти в обсадную колонну спускают специальную колонну труб , получивших, название насосно-компрессорных (НКТ).
Колонна НКТ подвешивается на специальном устьевом оборудовании скважины, получившим название фонтанной арматуры.
Фонтанная арматура служит для:
– подвески колонны НКТ, спущенных в скважину,
– герметизации устья скважины,
– направления добытой нефти в наземные трубопроводы,
– регулирования режима эксплуатации скважины.
Фонтанная арматура представляет собой стальные толстостенные трубные конструкции, тройники, крестовины и запорные устройства, соединяемые между собой посредством фланцевых болтовых соединений.
Все узлы и детали арматуры рассчитаны на работы при высоких давлениях (до 105 МПа). Масса фонтанной арматуры достигает сотни килограммов (размеры и масса фонтанной арматуры зависят от конструкции фонтанной скважины, состава добывающей продукции (наличие песка, примесей, солей) и других факторов).
Спуск и подъем колонны НКТ осуществляется специальными подъемными агрегатами.
Газлифтная скважина
Это скважина, где подъем нефти осуществляется при помощи нагнетаемого в нее под давлением газа.
Если в качестве нагнетаемого газа используется воздух, скважина называется эрлифтной, если нефтяной газ – газлифтной.
В практике нефтедобычи в основном используется газлифтный способ, так как при закачке воздуха в нефтяную скважину ухудшается качество добываемой нефти и усиливаются окислительные процессы со скважинным оборудованием.
Простейшей схемой обустройства скважины является скважина с одной колонной опущенных в нее труб. Такую скважину принято называть однорядным подъемником.
В этом случае газ в скважину нагнетается в кольцевое пространство между обсадной колонной и колонной НКТ. Газ, нагнетаемый с поверхности под давлением, смешивается с нефтью в колонне НКТ, образуя газожидкостную смесь, которая поднимается на поверхность и через сепараторы направляется в наземные трубопроводы. Используются на скважинах необводненных и без выноса песка.
На скважинах с повышенным содержанием песка и обводненной нефтью чаще используются двухрядные подъемники. В этом случае в скважину спускают две колонны НКТ, расположенные одна в другой. По внутренней (подъемной) колонне поднимается газожидкостная смесь, а по внешней (нагнетательной) – подается газ. В такой скважине резко увеличивается металлоемкость и возрастает объем работ по спуску и подъему НКТ.
С целью снижения металлоемкости применяются полуторарядный подъемник, когда внешняя колонна НКТ в нижней части собрана из труб меньшего диаметра.
Для оборудования газлифтных скважин применяют НКТ следующих диаметров:
в однорядном подъемнике – от 48 до 114 мм;
в двухрядном подъемнике – для наружного ряда труб 73; 89; 102; 114 мм;
– для внутреннего ряда труб 48; 60; 73 мм.
УШСН
Представляет собой скважину, в которую на колонне НКТ спущен глубинный насос объемного действия с возвратно-поступательным движением плунжера.
Плунжер насоса с помощью колонны стальных штанг, размещенных внутри колонны НКТ, соединен с наземным приводом, установленным около устья скважины.
В качестве наземного привода УШСН широкое распространение получил механический привод, названный станком-качалкой. Представляет собой кривошипно-коромысловый механизм одностороннего действия и состоит из рамы с вертикальной стойкой, на которой подвижно установлен балансир (коромысло). К переднему плечу балансира крепится верхний конец колонны штанг. Заднее плечо балансира через траверсу, кривошипы, редуктор и клиноременную передачу связано с электродвигателем.
Масса отечественных станков-качалок составляет от 3,8 до 16 т, высота от 3,25 до 6,3 м.
Для ТО и ремонта станков-качалок используется специальная техника, получившая название агрегатов наземного ремонта.
Насосы имеют диаметр от 48,2 до 114 мм, длину от 2 до 7 м. Спуск и подъем насосов в скважины осуществляют на колонне НКТ или колонне штанг в зависимости от модели скважинного насоса. Штанги между собой соединяются резьбовыми муфтами. Отдельная штанга – стальной стержень длиной от 1 до 8 м, диаметром от 16 до 28 мм. Для транспортировки штанг на промысле используются специальные агрегаты перевозки штанг (АПШ). Спуск и подъем штанг в скважину осуществляют подъемники, используемые для работы с НКТ.
УЭЦН
Представляет собой скважину, в которую на колонне НКТ под уровень нефти спущен погружной насосный агрегат, состоящий из многоступенчатого скважинного насоса и погружного электродвигателя, получившего название ЭЦН.
Электроэнергия к ЭЦН подается по бронированному кабелю, спущенному в скважину и закрепленному снаружи колонны НКТ. Подъем нефти осуществляется внутри колонны НКТ.
Насосный агрегат имеет наружный диаметр от 92 до 123 мм, длину – до 36 м.
Транспортировка ЭЦН в наземных условиях осуществляется по частям, для чего используются агрегаты типа АТЭ-6. Перевозка кабеля осуществляется отдельно на специальном санном или колесном прицепе типа УПК-2000. Спуск и подъем ЭЦН в скважинах осуществляются агрегатами для подземного ремонта скважин.
УЭВН
Предназначена для добычи нефти повышенной вязкости и газосодержания. Конструкция и схема обустройства скважины аналогичны конструкции скважины, эксплуатируемой УЭЦН, но вместо центробежного используется винтовой насос.
УГПН
Представляет собой скважину, в которой установлены два ряда концентрично размещенных (одна внутри другой) труб НКТ. В нижней ее части труб меньшего диаметра помещен гидропоршневой насосный агрегат (ГПНА), представляющий собой плунжерный насос (аналогичный ШСН), и погружной гидравлический двигатель объемного действия с возвратно-поступательным движением поршня.
Носителем энергии к двигателю погружного агрегата является поток рабочей жидкости, (сырая нефть) подаваемой с поверхности земли под давлением по одной из колонн НКТ. Рядом с устьем скважины на поверхности монтируется наземный насос высокого давления с двигателем, с системой подготовки и очистки рабочей жидкости.
Особенностью установки является возможность заменить погружной ГНА в скважине без подъема, обеспечивая его спуск и подъем потоком рабочей жидкости.
2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПЕЦТЕХНИКИ
В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Технологические процессы при проведении ремонтных работ на скважине
Можно разделить на следующие группы работ:
обустройство площадки у скважины для проведения операций в скважине;
проведение ремонтных работ в скважине (по операциям);
работы по ремонту наземного оборудования скважин.
Работы по обустройству площадки у скважины заключаются в планировании площадки, нарезании щелей в грунте для установки якорей оттяжек, подготовке подъездных путей и погрузочно-разгрузочных работах.
Ремонтные работы в скважине:
транспортные операции по доставке специальной техники и оборудования на скважину;
подготовительно-заключительные операции (монтаж и демонтаж специальной техники на устье скважины, обвязка, монтаж наземного технологического оборудования и т.п.);
исследование скважин (определение характера аварий со спущенным в скважину оборудованием или характера аварий с обсадной колонной скважины);
спускоподъемные операции (занимают до 70…90 % всего объема и времени работ);
технологические операции, которые принято подразделять по целевому назначению работ на:
буровые операции (породы, цементных пробок, обсадных колонн и т.п.);
цементировочные операции (исправление не герметичности цементного кольца, наращивание цементного кольца и т.п.);
обработку призабойной зоны скважины (промывка призабойной зоны растворителями, проведение кислотной обработки, проведение ГРП, виброобработка призабойной зоны пласта, дополнительная перфорация и торпедирование ранее простреленных интервалов и т.п.);
перевод скважин на использование по другому назначению (освоение скважин под нагнетательные, перевод скважин в наблюдательные, пьезометрические, перевод скважин под отбор технической воды или нагревательные теплоносители и т.п.);
устранение негерметичности обсадных колонн (тампонированием, установкой пластыря);
консервация, расконсервация, ликвидация скважин.
Работы по ремонту наземного оборудования заключаются в замене неисправных частей оборудования в соответствии со способом эксплуатации скважины (замена частей фонтанной арматуры, ремонт оборудования, ремонт станков)
В большинстве случаев при выполнении ремонтных работ в скважине совмещают несколько разновидностей ремонтных операций, например, проверка и замена насоса, очистка от песка защитных приспособлений, очистка и промывка песчаных пробок, изменение погружения колонн НКТ, проведение мероприятий по воздействию на призабойную зону скважины и т.п.