Газлифтный способ освоения скважин
После спуска колтюбинга до уровня нижних перфорационных отверстий в течение необходимого промежутка
времени обеспечивают работу газлифта. Этот процесс
необходимо поддерживать до тех пор, пока по колонне
лифтовых труб будет подниматься пластовая жидкость.
Далее, продолжая подачу газа, начинают подъем трубы.
При этом необходимо контролировать состав жидкости,
поступающей из скважины, и дебит последней. После
подъема колтюбинговой трубы до глубины 100-200 м,
если процесс фонтанирования продолжается, подача
газа может быть прекращена.
Очистка забоя скважины от песка
Промывку проводят до момента выхода на заданную
глубину. Для обеспечения удаления всех твердых
частиц объем циркуляции должен составлять не менее
одного объема скважины. Скорость восходящего потока
при работе с колтюбинговой трубой, как и при любой
промывке, должна превосходить скорость оседания в
ней твердых частиц. Это условие справедливо для
вертикальных скважин и наклонных участков в
последних с отклонением от вертикали до 45°. Для
более пологих и горизонтальных участков скважины
необходимо обеспечивать достаточную турбулентность
потока восходящей жидкости.
Применение
Для обеспечения нормальной эксплуатации скважин
песок, накапливающийся на забое скважины,
необходимо удалять. В противном случае увеличение
его объема выше уровня перфорационных отверстий
приводит к снижению дебита скважин, а иногда и
прекращению их эксплуатации.
Изоляция заколонных перетоков в ГС
Применение
Эффективность эксплуатации боковых стволов, особенно
с большими горизонтальными участками, часто снижается по причине обводненности продукции. Работы по изоляции водоперетоков в скважинах с боковыми стволами
осложняются из-за большой длины перфорированных
труб (фильтра), находящихся в горизонтальной части
хвостовика. Это вызывает определенные трудности при
проведении РИР с использованием традиционных технологий и материалов.
120. Гидроразрыв пласта
– сокращается время выполнения работ, поскольку отпадает
необходимость извлечения колонны лифтовых труб, находящихся в скважине, и спуска колонны НКТ с пакером для выполнения процесса;
– исключается операция глушения скважины для извлечения
технологического оборудования и сопровождающая ее операция по вызову притока.
Применение
Технология применяется в случае необходимости
понижения противодавления на пласт, обусловленного
наличием в скважине жидкости для глушения или
бурового раствора, оставшегося после выполнения
операций бурения или КРС.
Данные работы выполняются при вызове притока в
нефтяных и газовых скважинах
148. Колтюбинг при скважинной добыче твердых полезных ископаемых
Это достигается посредством осуществления в недрах
тепловых, массообменных, химических и гидродинамических процессов, что позволяет производить добычу
полезного ископаемого из недр через специальные горные выработки скважины. Она дает возможность соединить в недрах операции по добыче полезных ископаемых
с их пределом – превращением в продуктсодержащий
рабочий агент, удобный для подъема на поверхность.
Колтюбинговые установки могут быть эффективно применены практически при всех способах вскрытия месторождений и особенно при бурении наклонных скважин,
которые наиболее выгодны при отработке маломощных
залежей, позволяя отработать большие запасы.
Установка гравийных фильтров
После этого удаляют пробку-заглушку и в верхней
части механического фильтра устанавливают
уплотнительный узел. На этом работы заканчивают.
При использовании технологии нижней намывки
сначала намывают на забой песок, а затем
устанавливают на место фильтр. Для обеспечения
прохода последнего через намытый слой песка в его
нижней части размещают промывочный башмак.
Удаление жидкости из газовых скважин
В противном случае придется выполнять операции по
вызову притока. Манифольд барабана с колтюбинговой
трубой соединяют с линией сбора продукции скважины.
В процессе спуска или подъема колтюбинга эксплуатация скважины не прекращается и ведется по колонне
лифтовых труб. После достижения колтюбинговой
трубой уровня жидкости, находящейся на забое
скважины, открывают задвижку на боковом отводе
фонтанной арматуры. Затем на малой скорости
продолжают спуск колтюбинга до тех пор, пока весь
объем жидкости не будет вынесен на поверхность.
После выполнения работ эксплуатацию скважины
продолжают вести по колонне лифтовых труб,
колтюбинг извлекают.
138. Бурение БС и ГС
В результате становится возможным:
– увеличить скорость проводки скважины;
– сократить время развертывания и свертывания комплекса для бурения;
– сократить трудоемкость буровых работ и численность
персонала;
– повысить безопасность ведения работ;
– улучшить экологичность процесса бурения;
– сократить площадь поверхности, занимаемой буровой
установкой;
– сократить общее время обустройства скважины и
ускорить ее введение в эксплуатацию.
Описание технологии
Выбор гранулометрического состава гравийного фильтра
осуществляют из тех же соображений, что и при традиционной технологии.
Последовательность операций при создании гравийного
фильтра и использовании верхней намывки следующая.
Через лифтовую колонну, находящуюся в эксплуатационной скважине, спускают механический фильтр. Он
опирается на забой скважины (естественный или
искусственный, получаемый в результате установки
цементного моста).
Маркировка фонтанной арматуры
Для нанесения маркировки на структурные элементы используют специальные буквы и цифры, позволяющие оперативно выполнить расшифровку при ремонте или замене оборудования. На элементах или деталях могут содержаться различные обозначения, нанесенные в заводских условиях, которые выбираются исходя из регламента ГОСТ 13846. Согласно нормативному документу, маркировка проводится с учетом таких данных и обозначений:
- Две буквы, характеризующие тип изделия: ЕН или ЕФ – нагнетательные или фонтанные елки, АН и АФ – фонтанная арматура, которая, помимо елок, укомплектована трубной обвязкой.
- Наличие буквы указывает на колонный способ фиксации скважинного трубопровода. К – НКТ колонна. При использовании муфты, фланца или трубодержателя обозначение отсутствует.
- Далее указывается буква, определяющая способ добычи: Ш – с помощью штанговой установки, Э – при использовании электроцентробежного насоса.
- Затем следуют цифры, указывающие на типовую схему фонтанной елки – 1–4 – тройниковая, 5 и 6 – крестовая.
- Предпоследнее обозначение – вид управляющей системы кранов и задвижек, предусмотренных в аппаратуре контроля фонтанной арматуры: Д – дистанционного типа, А – автоматическая, В – комбинированная или дистанционно-автоматическая. При ручном управлении в маркировке никакие буквы не указываются.
- Далее указаны цифры, обозначающие номинал значений внутреннего диаметра в диапазоне от 50 до 150 мм.
В маркировке также указываются и другие данные – рабочие показатели давления, способ защиты арматурных элементов от коррозионных процессов, модификация и номер стандарта, которому соответствует устьевое оборудование.
При выборе арматуры для скважинных систем стоит отдавать предпочтение тем производителям, которые могут гарантировать качество, надежность и долговечность поставляемой продукции. От этих критериев во многом зависит безопасность окружающей среды и персонала, выполняющего операции по освоению скважин и обслуживанию используемой техники с применением фонтанной арматуры.
Важным компонентом фонтанной арматуры является шиберная задвижка. Этот элемент позволяет полностью перекрывать поток рабочей среды. Чтобы арматура служила как можно дольше, необходимо учитывать класс герметичности задвижки, а также ее характеристики устойчивости к коррозии.
Изоляция перфорационных отверстий
Применение
При переходе эксплуатации с одного пласта на другой,
а также при выполнении изоляционных работ, связанных с герметизацией отверстий в эксплуатационной
колонне, выполняют задавливание цементного раствора
или иного изолирующего материала в перфорационные
отверстия и призабойную зону.
Оборудование и материалы
– колтюбинговая установка;
– цементировочный агрегат;
– емкость для цементного раствора;
– цементный раствор.
Селективное воздействие на пласт
Затем пакер приводится в рабочее
положение, при котором наружные
поверхности камер плотно прижимаются к стенкам эксплуатационной
колонны, в результате чего обрабатываемый интервал отделяется от
полости скважины.
На следующем этапе работ открываются отверстия, через которые
полость колтюбинговой трубы
сообщается с пространством между
пакерами.
151. Колтюбинг при скважинной добыче твердых полезных ископаемых
Колтюбинговые технологии позволяют резко повысить
уровень безопасности для работающих в горных выработках за счет эффективного управления горным давлением и предотвращения выбросов в выработку пластовых вод и взрывоопасных объемов природного газа.
Разбуривание в полости скважин
Такому требованию удовлетворяют винтовые забойные
двигатели в сочетании с долотами истирающего типа. В
противном случае вследствие малой осевой и крутильной
жесткости неизбежна потеря устойчивости колонны.
Породоразрушающий инструмент применяется как
правило, с раскрывающимися рабочими органами, что
позволяет пропускать его через колонну лифтовых труб.
109. Гидровибросвабирование
Описание технологии
Поинтервальное воздействие упругими колебаниями в
сочетании с промывкой скважины. Циклическое повышение забойного давления выше пластового для создания репрессии, продолжительность которой достаточна
для накопления высокого потенциального запаса упругой энергии сжатия жидкости и породы в наиболее кольматированной области ПЗП вблизи скважин, с последующим созданием локальной депрессии на пласт одновременно с воздействием упругими колебаниями на ПЗП.
Сочетание циклов репрессионно-депрессионно-волнового
воздействия с закачкой химреагентов.
117. Гидроразрыв пласта
Оборудование и материалы
– колтюбинговая установка, оснащенная трубой с достаточно большим поперечным сечением, обеспечивающим
закачку технологических жидкостей с необходимым расходом (обычно не менее 60.3 мм);
– забойная компоновка, включающая пакеры для изоляции зоны перфорации от полости скважины;
– устьевое оборудование, состоящее из превентора и
шлюза для спуска в скважину забойной компоновки (в
ряде случаев шлюз заменяется системой из двух универсальных превенторов и промежуточной камеры);
Конструкция и устройство фонтанной арматуры
Для конструкции типовой арматуры характерно стандартное строение, которое в зависимости от назначения оборудования может комплектоваться дополнительными элементами. В фонтанной арматуре для соединения между собой компонентов используются хомуты и фланцы. Оборудование монтируют на устьевую часть фонтанирующей скважины. Для объединения компонентов арматуры используется крестовой или тройниковый тип схемы.
Каждый из компонентов состава имеет свое предназначение и выполняет важные технологические задачи на отдельных этапах процесса добычи. При разработке схемы фонтанной арматуры и производстве оборудования обязательно должны учитываться нормы и требования ГОСТ. Их соблюдение обеспечивает надежность и безопасность добычи, а также исключает проникновение в почву или окружающую среду опасных и вредных веществ из фонтанной арматуры.
Колонная головка
Основное назначение колонной головки – надежная фиксация обсадных колонн. Позволяет эффективно герметизировать участок, расположенный между отдельными трубами, обеспечив максимальный контроль внутритрубного давления. После фиксации элемента монтируют фонтанную арматуру или планшайбу. Существуют различные виды колонных головок, рассчитанные на разные рабочие технические характеристики.
Этот арматурный элемент по строению бывает клиновым или муфтовым. Основу клиновой конструкции составляют корпус и катушка, а также клинья для фиксации труб, пакер, отвечающий за герметизацию стволовой части, нажимная гайка с винтами. Для взаимного соединения корпуса и катушки используются гайки или шпильки. Корпусная часть пакера дополняется уплотнительными компонентами, повышающими ее герметичность. Муфтовая деталь для арматуры состоит из двух основных компонентов – колонн (технической и эксплуатационной) и муфты. Герметичность такого соединения достигается за счет использования манжеты и двух уплотнительных колец.
Контроль давления в зоне между трубами осуществляется при помощи крана, патрубков, фланца, манометра, вентиля.
Трубная головка
Трубная головка позволяет эффективно подвесить и герметизировать лифтовые колонны, которые при разработке опускают в скважины. При помощи этого элемента фонтанной арматуры можно держать под контролем межтрубную подъемную зону внутри скважины.
Трубная колонка принимает на себя и распределяет давление, возникающее между трубами в фонтанной арматуре. Показатели давления могут быть очень высокими и представлять опасность для обслуживающего персонала и оборудования. Поэтому к этому компоненту предъявляются очень серьезные требования.
Трубная обвязка нижним монтажным фиксирующим компонентом соединяется с верхним фланцем, принадлежащим колонной головке. В конструктиве фонтанной арматуры она используется для монтажа нагнетательно-компрессорных труб и создает благоприятные условия для обеспечения герметичности системы. С помощью трубной головки можно делать обвязку различного количества трубопроводов, а также контролировать распределение потока среды в затрубной зоне арматуры.
Конструктив арматурной детали дополнен на корпусе отверстиями с резьбой, благодаря которым можно быстро заменить боковые задвижки, имеющиеся на трубной головке.
Фонтанная елка
Фонтанная елка распределяет и меняет силу напора струи газа или нефти, выходящих при фонтанировании из скважины. Этот элемент фонтанной арматуры направляет поток в выкидных линиях и позволяет запускать на необходимую глубину измерительную аппаратуру.
Деталь соединяется с трубной частью обвязки. В зависимости от типа используемой в конструкции фонтанной елки выбирается тип схемы – тройниковая или крестовая.
Манифольд
Манифольд обеспечивает надежность при объединении элементов фонтанной арматуры и трубопроводов. Устройство представлено разнообразными по форме и строению задвижками, тройниками, крестовиками или другими запорными компонентами. На самых ответственных участках скважин в состав манифольда могут входить и другие компоненты, повышающие функциональность фонтанной арматуры.
С помощью манифольда обеспечивается возможность транспортировки в скважину ингибитора, а также выполняется глушение или продувка. Элемент позволяет эффективно и оперативно проводить исследовательскую деятельность, подключать насосное оборудование, безопасно для персонала и техники сжигать газ и конденсат, выполнять сборку глинистого раствора и других веществ при освоении забоя с помощью фонтанной арматуры.
На ответственных скважинных участках в составе манифольдов используются клапаны-отсекатели, позволяющие оперативно отключить скважину при критических параметрах давления в стволовой части.
Большинство основных узлов манифольдов унифицированы и соответствуют типовым узлам фонтанной арматуры.
144. Наземные трубопроводы
Для прокладки трубопроводов используется несколько
видов морских судов.
Для мелководных участков используются баржи, оборудованные барабанами с вертикальной осью вращения.
Укладку трубопроводов диаметром 102-152 мм производят, используя транспортные суда, предназначенные
для доставки труб и технологических жтдкостей к буровым платформам.
Для укладки трубопроводов диаметром 152-406 мм –
более крупные суда типа «Apache».
Оборудование и материалы
– колтюбинговая установка;
– источник инертного газа;
– компрессор для закачки азота;
– сливная емкость (если по каким-либо причинам нельзя
использовать трубопровод системы сбора продукции
скважины);
– ПАВ.
Установка цементного моста
Рассчитывают длину трубы, которую
заполнит цемент. Опустив колтюбинг
на заданную глубину, запускают
цементировочный агрегат. После
закачки объема цемента, соответствующего объему колтюбинговой
трубы, начинают ее подъем со
скоростью, соответствующей
производительности насоса,
обеспечивая минимальное погружение
трубы под уровень цемента,
находящегося в эксплуатационной
колонне и исключается опасность
цементирования колтюбинга по
периметру.
Подземный ремонт скважин
Подземный ремонт скважин (ПРС) – работы, связанные
с выполнением операций по воздействию на
оборудование, находящееся в скважине, скважину или
прилегающие к ней участки пласта. Он подразделяется
на текущий (ТРС) и капитальный ремонт (КРС).
ПРС с помощью колтюбинговой техники к настоящему
времени оформился в самостоятельное направление.
Применение колтюбинговых технологий подразумевает
обязательное оснащение устья скважины ПВО и
уплотнителем колтюбинговой трубы,
обеспечивающими безопасность ведения работ и
герметизацию полости скважины при перемещении или
остановке колонны.
147. Колтюбинг при скважинной добыче твердых полезных ископаемых
Примерно 60% твердых полезных ископаемых во всем
мире залегает в жидкостно-проницаемых горных породах, и уже сейчас остро стоит проблема отработки таких
рудных тел.
Особый интерес сегодня представляют возможности
повышения эффективности скважинных методов добычи
полезных ископаемых и, в частности, физико-химической
геотехнологии (ФХГТ) на основе использования колтюбинговых установок.
ФХГТ – наука, изучающая условия, средства и способы
разработки полезных ископаемых путем перевода их на
месте залегания в подвижное состояние.
141. Эксплуатация скважин
Известно использование струйных
насосов и ЭЦН, спускаемых на ГНКТ.
Описание технологии
Используются две технологии применения колтюбинговой трубы для эксплуатации скважины – с соединением
конца трубы с ниппелем, установленным на колонне НКТ, заранее спущенной в скважину, или пакере, ранее установленном в скважине и спуск с
пакером.
Оборудование и материалы
– колтюбинговая установка;
– насосно-компрессорный агрегат;
– насосный агрегат и автоцистерна;
– цементная установка и осреднительная емкость;
– емкость долива с запасом продавочной жидкости;
– ППУ (при проведении работ в зимнее время);
– изолирующая и блокирующая жидкости;
– тампонирующая жидкость;
– цементный раствор.
100. Освоение скважин после ГРП
Эта операция позволяет исключить необходимость
спуска насоса для подъема жидкости, имеющейся в
скважине. Длительность газлифтной стадии может
составлять 12 часов и более. В качестве газа может
быть использован азот или газ из трубопровода.
3) Финальная промывка ствола скважины
Промывка проводится до искусственного забоя перед
спуском насосного оборудования с целью удаления
вынесенных из ПЗП и заколонного пространства
твердых частиц.
Средняя продолжительность работ с применением
колтюбинговой установки составляет от 2 до 5 суток,
включая длительный азотный газлифт (до 16 ч) и ПЗР.
Применение
Накопление жидкости (вода, конденсат) на забое
газовых скважин имеет место при снижении пластового
давления во время эксплуатации скважины. В результате
снижается дебит скважины и, соответственно, скорость
подъема потока газа. При этом жидкость, поступающая
из продуктивного пласта вместе с газом, не удаляется
его потоком, а накапливается на забое. В результате
заполнения скважины жидкостью возрастает
противодавление на пласт и при равенстве
гидростатического давления жидкости и пластового
давления работа скважины останавливается.
119. Гидроразрыв пласта
Описание технологии
Основные принципы выполнения ГРП с использованием
колтюбинговых установок соответствуют существующим, разработанным для выполнения этих работ по
классической технологии – с помощью агрегатов КРС.
Отличия обусловленные преимуществами колтюбинга
следующие:
– проведение процесса может быть выполнено при
спуске оборудования в колонну лифтовых труб, что
позволяет начать эксплуатацию скважины после выполнения ГРП;
Ньютоновские жидкости – вода, соляные растворы на
воде, углеводородные жидкости (дизельное топливо,
очищенная нефть и т.п.).
Неньютоновские жидкости – буровые растворы и
гели.
Двухфазные смеси – аэрированная жидкость и пены.
Инертные газы – азот, выхлопные газы ДВС.
Удаление парафиновых пробок
Процесс удаления парафиновой
пробки аналогичен промывке
песчаной пробки – до верхней
кромки спуск колонны ведут с
повышенной скоростью, затем
резко снижают. В процессе
удаления парафиновой пробки
контролируется температура
технологической жидкости ,
закачиваемой в скважину и
поднимающейся из скважины.
Для обеспечения постоянного удаления жидкости
посредством сифонной колонны следует использовать
колтюбинговую трубу возможно большого диаметра,
поскольку при этом уменьшаются потери на трение при
течении газа и снижается опасность образования
пробок. При правильно выбранном диаметре трубы
уровень жидкости должен установиться у ее башмака, а
колебания давления в кольцевом пространстве должны
отсутствовать.
В процессе эксплуатации скважины с помощью
сифонной колонны необходимо контролировать
давление в кольцевом пространстве между ней и
колонной лифтовой труб.
113. Водоизоляция притока и зон поглощения
Применение
Данная технология применяется в нагнетательных скважинах, вскрывающих слоисто-неоднородные пласты, в
которых происходит поглощение воды в высокопроницаемых пропластках, а также в добывающих скважинах,
в которых наблюдается поступление воды из обводненного пропластка слоисто-неоднородного пласта или
прорыв подошвенных вод.
Оборудование и материалы
– Колтюбинговая установка;
– Гидродинамические генераторы колебаний.
Кислотная обработка ПЗП
Процесс закачки и продавки выполняют при максимально возможной
подаче жидкости. При осуществлении этих процессов необходимо
следить за тем, чтобы давление в
зоне перфорационных отверстий не
превышало давления, при котором
происходит разрыв пласта. После
выдерживания скважины под
давлением в течение заданного
периода времени реакции кислоты с
породой продуктивного пласта
выкидную задвижку открывают.
Закачку газа начинают сразу или при
погружении колтюбинговой трубы не
более чем на 100-200 м при ее спуске
и не прекращают в течение всего
процесса вызова притока. Газ подают
с постепенным увеличением подачи
до 14-20 м3/мин. При этом давление
закачки газа постоянно контролируют
и при погружении трубы в жидкость.
Сначала начинает аэрироваться
жидкость, находящаяся в колонне
лифтовых труб.
112. Обработка горизонтальных скважин
Описание технологии
Циркуляция через генератор смеси рабочей жидкости с
азотом и заполнение ствола скважины пенной системой.
Очистка ствола скважины и ПЗП в поле упругих колебаний и вынос кольматанта из скважины при использовании высоких флотационных и вязко-упругих свойств
получаемых пен.
Последовательная закачка в пласты порций химреагентов через генератор с последующим извлечением продуктов реакции.
Удаление гидратных пробок и растепление скважин
В этом случае колтюбинговую трубу спускают в
кольцевое пространство между колонной НКТ и
эксплуатационной колонной.
Наибольшие затраты и энергетических ресурсов
требуются при проведении работ по растеплению
скважины, так как имеет место образование массива
гидратов и льда, как в колонне лифтовых труб, так и в
кольцевом пространстве эксплуатационной колонны. В
процессе следует контролировать температуру
промывочной жидкости на входе и выходе колтюбинга,
а также у устья скважины. Слишком низкая
температура восходящего потока свидетельствует о
наличии гидратов в кольцевом пространстве.
При этом достигается хороший вынос твердых частиц
на поверхность при прямой циркуляции на относительно малых скоростях закачки даже в обсадных колоннах
диаметрами 146, 168, 178 и 194 мм и стволах с большим
отклонением от вертикали.
2) Газлифт через рабочую колонну ГНКТ
Проводится до получения стабильного притока чистого
пластового флюида и снижения концентрации твердых
частиц. Уровень депрессии на пласт может достигать от
60 до 140 атм., позволяя тем самым добиться очистки
ПЗП и заколонного пространства от незакрепленных
твердых частиц.
Оборудование и материалы
– колтюбинговая установка (труба должна иметь на конце
обратный клапан и промывочную насадку);
– насосный агрегат;
– емкости для технологической жидкости;
– технологическая жидкость, в качестве которой
используют ньютоновские жидкости, двухфазные смеси,
инертные газы.
Кроме того, мобильность колтюбинговых установок
позволяет эффективно применять их на отдаленных
месторождениях, разрабатывать индивидуальную схему
ремонта и обслуживания для каждой скважины.
Для того чтобы обеспечить экономический эффект,
колтюбинговое оборудование должно соответствовать
определенным техническим требованиям:
– принадлежать к наиболее распространенным на
данной территории модификациям;
– полностью соответствовать расчетным сроку и
коэффициенту эксплуатации;
– быть ремонтопригодным;
– иметь возможности дооснащения и модернизации в
процессе эксплуатации.
Крупнейшие сервисные компании, применяемые
колтюбинг, Halliburton, Schlumberger, BJ Services и др.
Если описываемая операция выполняется после проведения на скважине работ, которым предшествовало ее
глушение, то, как правило, это соленая техническая вода
или, в худшем случае, глинистый раствор. За счет
снижения гидростатического давления на продуктивный
пласт начинается приток жидкости (газа), который
совместно с газом, закачиваемым через колтюбинговую
трубу, интенсифицирует процесс удаления из скважины
имевшейся там жидкости. Для улучшения вспенивания
жидкости и повышения эффективности процесса в
скважину может добавляться ПАВ.
Для повышения эффективности очистки ствола
скважины целесообразно после проходки каждых 15-30
м пробки прекращать процесс ее разрушения,
приподнимать инструмент и проводить интенсивную
промывку. Закачка загущенной полимером жидкости
может проводиться только в процессе интенсивной
промывки скважины.
Применение
В процессе подъема пластовой жидкости по колонне
лифтовых труб гидростатическое давление уменьшается
по мере ее перемещения вверх. Если величина этого
давления становится ниже давления насыщения, из
пластовой жидкости выделяется попутный газ. Часть
его растворяется в пластовой воде. При температуре и
давлении, соответствующих равновесному состоянию
смеси образуются кристаллогидраты углеводородов и
появляется кристаллическое вещество.
Технические характеристики и требования
Главными требованиями, предъявляемыми ко всем элементам и узлам, используемым в составе арматуры, являются высокая прочность, устойчивость к факторам среды и герметичность. При необходимости выполнения ремонта или модернизации узлы должны быть легко заменяемыми, что позволит исключить простои в работе и значительно ускорить процесс замены конструктива фонтанной арматуры.
К конструктивным деталям фонтанной арматуры предъявляются требования, указанные в ГОСТ 13849-39, а также другой нормативной документации.
Применение
Основными требованиями к технологии освоения скважин после ГРП являются:
– Проведение работ по промывке забоя и получению
притока пластовых флюидов в минимальные сроки для
сокращения времени простоя скважины;
– Быстрое удаление технологических жидкостей и
сохранение максимальной проницаемости трещины,
созданной при ГРП;
– Максимальное удаление незакрепленного проппанта
для понижения уровня выноса мехпримесей до
значения, близкого к фоновому по месторождению;
В первом случае поток технологической жидкости,
поднимающийся из скважины на дневную поверхность,
направляется в приемную емкость нагревательной
установки, во втором случае – в трубопровод системы
сбора продукции скважины.
Первая схема более экономична, она требует меньшего
количества технологической жидкости и используется
для удаления пробок большой протяженности. Вторая
схема проще – она требует использования газовых
сепараторов, факельной линии, но предопределяет
больший объем технологической жидкости.
136. Бурение БС и ГС
Описание технологии
Для бурения новых, преимущественно вертикальных,
скважин используются колтюбинговые установки. Для
увеличения нагрузки на долото и обеспечения устойчивости колтюбинга, она снабжается тяжелым низом из
утяжеленных бурильных труб. Аналогичный прием
используется при бурении с использованием традиционных буровых установок, однако замена основной части
колонны бурильных труб на колтюбинг позволяет:
– исключить все операции, связанные с наращиванием
колонны;
– вести бурение в режиме депрессии.
114. Водоизоляция притока и зон поглощения
Описание технологии
Очистка подлежащих тампонированию
интервалов пласта от кольматантов и
подготовка поверхности пор коллектора при воздействии упругими колебаниями для прочного сцепления с изолирующим материалом. Закачка тампонирующей композиции непосредственно
через генератор колебаний, установленный в скважине напротив подлежащего изоляции интервала, при этом
создание изолирующего экрана может
выполняться в виде нескольких
оторочек.
После чего колтюбинговую трубу приподнимают и
начинают операцию по вызову притока.
Практика использования колтюбингового оборудования
показывает, что расход реагентов при обработке
скважины в этом случае сокращается по сравнению с
традиционными технологиями на 25-30 %, кроме того
сокращается время обработки скважины.
118. Гидроразрыв пласта
– насосный агрегат (обычно используется несколько
агрегатов, работающих параллельно, а также резервный агрегат);
– манифольд;
– пескосмесительные агрегаты;
– емкости для технологических жидкостей (жидкость
разрыва, жидкость-песконоситель, продавочная жидкость);
– станция управления процессом;
– материалы для проведения ГРП (песок, технологические жидкости).
Освоение скважин большого диаметра
Пена, выходя из насадки колтюбинга,
попадает в зону пониженного давления (около 0.5 МПа при давлении на
выходе примерно 6-9 МПа), аэрирует
скважинную жидкость и создает в
НКТ газожидкостную быстро расширяющуюся за счет энергии сжатого
газа пачку, выталкивающую жидкость
выше насадки колтюбинговой трубы
из скважины.
После первого этапа колтюбинг опускают ниже по стволу на 50-100 м,
после чего операция повторяется.
140. Эксплуатация скважин
В ряде случаев бывает целесообразным спуск колтюбинга в колонну лифтовых труб для продолжения
эксплуатации скважины фонтанным способом в случае
возникновения негерметичности последней. Это
позволяет продлить срок фонтанной эксплуатации и
избежать глушения скважины, необходимого для
извлечения колонны НКТ.
Для эксплуатации скважин разработана колтюбинговая
труба с условным диаметром 114 мм, наружная поверхность которой снабжена слоем изоляции из пластического материала.
Технологическая жидкость будет поступать на прием
ШСН, поднимаясь по колонне НКТ. Процесс подачи
горячей жидкости продолжают до тех пор, пока не
установится стационарный тепловой режим работы
скважины.
Оборудование и материалы
– колтюбинговая установка (колтюбинговая труба
должна иметь на конце обратный клапан и
промывочную насадку);
– насосный агрегат;
– емкости для технологической жидкости;
– установка для нагрева технологической жидкости;
– технологическая жидкость (нефть, вода,
химреагенты).
Назначение фонтанной арматуры
Фонтанная арматура активно используется для оснащения природных месторождений и выполнения в них различных операционных процессов, необходимых при разработке скважины – герметизация устьевой части, мониторинг и регулировка режима работы, перенаправление рабочих линий в пункты сбора и распределения, полное запирание скважины. Качественная и надежная система позволяет эффективно организовать бесперебойную разработку скважины, обеспечив непрерывную и высокотехнологичную эксплуатацию всех составных частей фонтанной арматуры.
Фонтанная арматура – это необходимое техническое оборудование для оснащения трубопроводов нефтедобывающих и газовых скважин. Многофункциональное устройство для обвязки труб делает процесс управления более легким, а мониторинг – более эффективным при любых видах разработки скважин.
Фонтанные арматурные элементы позволяют обеспечить:
- герметичность скважины;
- эффективный отвод транспортируемой среды по трубным коммуникациям арматуры в заданном направлении;
- поддержку и настройку работы по освоению скважины;
- быстрый доступ к добывающим линиям при необходимости их ремонта или восстановления;
- беспрепятственный доступ к забору проб без необходимости блокировки производственного цикла.
Фонтанная арматура для разработки нефтяных скважин – оборудование, созданное для использования в тяжелых условиях: при высоких нагрузках, перепадах давления, под воздействием агрессивных веществ, а также негативных факторов среды. Детали и элементы, входящие в состав арматуры, должны быть устойчивыми как к химическому составу транспортируемой среды, так и к примесям, которые могут в ней содержаться.
Преимущества
– не создается избыточного давления на пласт и в него не
проникают кольматирующие агенты, ухудшающие ФЕС
коллектора;
– сокращаются затраты времени на освоение и отработку
скважины;
– зумпф скважины от жидкости и песчаных пробок как в
процессе освоения, так и во время отработки, полностью
освобождается без дополнительных затрат;
– проведение интенсификации без глушения скважины.
Удаление жидкости из газовых
скважин
Оборудование и материалы
– колтюбинговая установка;
– насосный агрегат;
– емкости для технологической жидкости;
– источник инертного газа;
– компрессор для закачки инертного газа.
При эксплуатации скважины ШСНУ спуск колтюбинга
становится невозможным, поскольку там располагается
колонна насосных штанг. В этом случае ее спускают в
кольцевое пространство между колонной лифтовых
труб и эксплуатационной колонной. Для этого
используют эксцентричную планшайбу, аналогичную
планшайбам для спуска приборов в кольцевое
пространство, которой должна быть оборудована такая
скважина (например, при проведении ПРС для смены
внутрискважинного оборудования). На отверстие,
предназначенное для ввода колтюбинговой трубы,
устанавливают уплотнитель облегченной конструкции.
Применение
Объектом селективного воздействия на пласт являются
либо интервал перфорационных отверстий, расположенных на определенном уровне, либо зона негерметичности
эксплуатационной колонны, через отверстия которой в
скважину поступает флюид. Технология используется,
когда требуется обработать точно заданный интервал,
например, при закачке цемента, поинтервальной кислотной обработке либо в других случаях.
В результате поэтапного извлечения жидкости из скважины давление ее столба, плавно понижаясь, становится
ниже пластового, газ начинает поступать из пласта в эксплуатационную колонну, и дальнейшее освоение скважины происходит за счет энергии пласта. Часть жидкости после освоения остается в затрубном пространстве в
аэрированном виде. Ее удаление осуществляют путем
кратко временной отработки скважины через затрубное
пространство.
При необходимости проведения бурения в эксплуатационной колонне в качестве породоразрушающего
инструмента применяют расширитель, ниже которого
устанавливают долото малого диаметра («пилотная
фреза»).
К особенностям выбора забойного двигателя и
породоразрушающего инструмента следует отнести
необходимость использования оборудования,
требующего создания возможно меньших осевых
усилий и меньших крутящих моментов.
150. Колтюбинг при скважинной добыче твердых полезных ископаемых
– формировать в продуктивных пластах фильтрационные каналы и в сочетании с волновым воздействием
наведенную и дополнительную проницаемость;
– производить сбойку скважин при организации работ
по подземной газификации, подземному растворению и
выщелачиванию;
– управлять технологическим процессом при скважинной гидродобыче, в частности, управлять работой гидромониторной струи на забое, регулировать и поддерживать заданное расстояние насадки гидромонитора до
забоя в процессе отработки очистных камер, менять
направление действия струи, отрабатывать пласты на
больших расстояниях (до 2 км) от скважины.
Описание технологии
Предварительно определяется внутренний объем
колтюбинговой трубы расчетным путем с
использованием геометрических параметров трубы или
экспериментально.
При последнем способе подкрашенная вода из
тарированного бака закачивается по колтюбингу, и как
только она появляется с другого конца, производится
измерение объема.
Описание технологии
Операция предусматривает спуск в полость НКТ
колтюбинговой трубы, по которой в скважину подается
газ, аэрирующий жидкость. За счет уменьшения
плотности жидкости обеспечивается ее подъем и
удаление из скважины. В результате снижения
гидростатического давления газ (нефть) из
продуктивного пласта поступает в скважину. Подъем
смеси осуществляется по кольцевому пространству
между колтюбинговой трубой и НКТ.
116. Гидроразрыв пласта
Применение
Для интенсификации притока флюида к забою скважины,
вскрывающей низкопроницаемые коллекторы, необходимо создать в их ПЗП систему трещин. Для раскрытия естественных микротрещин и создания новых в материале
ПЗП следует создать давление, которое превысило бы
прочность слагающего его материала. Это достигается за
счет закачки технологической жидкости в продуктивный
пласт с расходом, величина которого превышает расход
жидкости , поглощаемой пластом. После фиксации образовавшихся трещин путем нагнетания в них песка гидравлическое сопротивление ПЗП существенно снижается и
дебит скважины увеличивается.
101. Колтюбинговые волновые технологии
Применение
Многообразие колтюбинговых технологий включает
использование гидродинамических генераторов, создающих низкочастотные колебания достаточно высокой
амплитуды при сравнительно малом расходе прокачиваемой через них жидкости. Эти технологии, называемые
колтюбинговыми волновыми технологиями, применяются для очистки забоя и НКТ от отложений, свабирования, для обработки ПЗП, обработки ГС и БС, а также
для ограничения водопоглощений и выравнивания профилей приемистости.
В него закачивается необходимая технологическая
жидкость, а при необходимости – продавочная. После
выдержки скважины в течение определенного времени
давление уменьшается, пакер переводится в транспортное положение и извлекается из скважины на дневную
поверхность.
146. Наземные трубопроводы
Преимущества колтюбингового трубопровода по сравнению с обычным способом укладки:
– высокое качество выполнения сварочных работ и большая производительность;
– более высокая скорость выполнения работ;
– сокращение затрат.
В арктических морях высокая скорость прокладки позволяет более эффективно использовать короткий летний
безледовый период.
149. Колтюбинг при скважинной добыче твердых полезных ископаемых
Кроме того с помощью колтюбинга можно выполнять
ряд важнейших технологических операций при проведении горных работ:
– управлять горным давлением путем разгрузки горного
массива от предельных напряжений с помощью различно
ориентированных стволов скважин, пробуренных с поверхности или из подземных выработок;
– разгружать горный массив от водогазовых скоплений с
организацией при необходимости их добычи;
– производить разупрочнение горных пород продуктивных пластов в комплексе с физико-химическими методами;
121. Гидроразрыв пласта
Технология выполнения ГРП с использованием колтюбинга подразумевает:
– монтаж на устье скважины ПВО;
– разворачивание комплекса оборудования для закачивания технологической жидкости;
– спуск в скважину колтюбинговой трубы с забойной
компоновкой и перевод в рабочее состояние;
– приготовление технологических жидкостей к закачке
в скважину;
– закачку расчетного объема жидкости разрыва пласта;
– закачку расчетного объема жидкости-песконосителя;
– закачку продавочной жидкости;
Применение технологий, разработанных на основе
использования колтюбинговых установок, дает
сервисным компаниям ряд постоянно подтверждаемых
практикой преимуществ:
– возможность бурения, спуска инструментов и
приборов, а также выполнения операций ПРС в
горизонтальной или сильно искривленной скважине;
– улучшение условий труда работников бригад ПРС и
бурения;
– обеспечение экологической безопасности за счет
предотвращения утечки пластовых и технологических
жидкостей в закрытой системе циркуляции.
Иногда применение колтюбинга позволяет производить
несколько операций ремонта за один спуско-подъемный
цикл, увеличивая скорость выполнения поставленных
перед сервисной компанией задач.
На интенсивность отложения
парафина прежде всего влияют
следующие факторы:
– химический состав нефти;
– температура жидкости в
пластовых условиях;
– дебит скважины.
131. Каротажные работы
– больший диапазон скоростей перемещения приборов и
инструмента во время исследований;
– проникновение в любые участки горизонтальных
скважин;
– повышение качества выполнения исследовательских
работ;
– возможность совмещения вызова притока и других
операций, связанных с воздействием на пласт, с каротажными исследованиями;
– обеспечение возможности работы в необсаженных
скважинах.
Применение
Разбуривание в полости скважин применяют для
удаления цементного камня, оставшегося после
цементирования перфорационных отверстий,
цементных мостов, остатков цемента, который успел
затвердеть до того, как раствор был вымыт из полости
труб, а также для удаления плотных пробок из песка,
парафина и кристаллогидратов.
134. Бурение БС и ГС
Оборудование и материалы
– колтюбинговая буровая установка;
– ПВО;
– регулируемый штуцер с манифольдом;
– система приготовления и очистки бурового раствора;
– комплект забойного оборудования, включающий
систему ориентации, управляемый отклонитель, скважинные расходомеры жидкости, измерители усилия на
долоте и т.п.;
– азотный агрегат (или генератор нейтрального газа);
Описание технологии
Колонна гибких труб опускается до интервала перфорации, подлежащего изоляции. Если этот интервал
находится высоко над забоем, предварительно устанавливается цементный мост, который после выполнения
работ разбуривается.
Перед выполнением работ скважина заполняется
технической водой. Через колтюбинговую трубу
выполняют закачивание расчетного объема цемента
таким образом, чтобы интервал перфорационных
отверстий, подлежащих глушению, был полностью
заполнен им.
Монтируем скважину правильно
Специалисты ЧАО «Нефтегаздобыча» продолжают делиться опытом и представляют новое техническое решение. Сергей Гапон, главный механик компании, предлагает повысить надежность устьевого оборудования с помощью доработки конструкции фонтанной арматуры
11:53 / 28 вересня, 2016
Надежность устьевого оборудования нефтегазодобывающих скважин — важная составляющая стабильной, бесперебойной добычи газа. В ее обеспечении значительную роль играет правильный монтаж оборудования, в первую очередь фонтанной арматуры.
Один из этапов монтажа фонтанной арматуры — проведение проверки герметичности уплотнения между адаптером (планшайбой) (рис. 1, п. 11) и фланцем трубной головки (рис. 1, п. 2) фонтанной арматуры. В современных конструкциях фонтанной арматуры предусмотрена подвеска насосно-компрессорной трубы, НКТ (рис. 1, п. 9), которая герметизируется в полости трубной головки и полости планшайбы (рис. 1, п. 11). Это дает возможность закачки опрессовочной жидкости в камеру с последующей опрессовкой на герметичность. Но, к сожалению, не все скважины снабжены такой конструкцией. В этих случаях крепление НКТ осуществляется на резьбе в адаптере (планшайбе).
Недостаток такого крепления — необходимость заполнения эксплуатационной колонны НКТ инертным газом с целью создания внутреннего давления для опрессовки. В ряде случаев процесс опрессовки сопровождается продавливанием технической жидкости в призабойною зону, что приводит к невозможности проведения полноценной опрессовки уплотнения фланцевого соединения. Это снижает надежность эксплуатации технологического оборудования.
Для решения описанной проблемы и повышения эффективности проведения процесса опрессовки уплотнения фланцевого соединения фонтанной арматуры сотрудниками «Нефтегаздобычи» разработана новая конструкция уплотнения, в которой предусмотрено наличие испытательной камеры (рис. 2, п. 21).
Суть разработки состоит в том, что в состав такого уплотнения вводится дополнительное уплотнительное кольцо большего диаметра, но меньшего поперечного сечения (рис. 2, п. 20). При этом между уплотнительными кольцами образуется испытательная камера, соединенная с радиальными отверстиями (рис. 2, пп. 14,15) для подачи смазки или иной жидкости, которыми осуществляется проверка герметичности основного и вспомогательного колец.
Данное конструктивное решение имеет следующие преимущества перед стандартной конструкцией уплотнения:
- исключается необходимость заполнения внутренней полости колонны НКТ;
- минимизируются временные затраты, расход инертных газов на опрессовку и затраты на приобретение новой фонтанной арматуры современных конструкций;
- ликвидируются риски создания репрессии на продуктивный горизонт скважины, а именно его кольматации, снижения дебита и увеличения времени на освоение скважины.
Рис. 1. Схема крепления насосно-компрессорных труб на подвеске НКТ
1 — насосно-компрессорные трубы; 2 — трубная головка; 3 — поджимное кольцо; 4 — упорное кольцо; 5 — резиновое уплотнение (пакер); 6 — поджимные винты; 7 — уплотнительное кольцо; 8 — опрессовочный канал; 9 — подвеска НКТ; 10 — защитная втулка для резьбы; 11 — адаптер (планшайба); 12 — верхнее резиновое уплотнение; 13 — опрессовочный канал.
Рис. 2. Схема крепления насосно-компрессорных труб на резьбе
14 — канал для стравливания давления; 15 — опрессовочный канал; 16 — подвесной патрубок; 18 — основное уплотнительное кольцо; 19 — опрессовочный канал; 20 — дополнительное уплотнительное кольцо; 21 — испытательная камера.
Описание технологии
В процессе выполнения данной операции колтюбинг,
при обеспечении непрерывной циркуляции воды,
спускают на глубину перфорации. Затем в скважину
через нее закачивают расчетный объем кислоты, после
чего ее продавливают в пласт. При закачке и продавке
кислоты выкидная задвижка на арматуре колонны
лифтовых труб должна быть закрыта. Это обеспечивает
проникновение реагента через перфорационные отверстия в пласт.
Эти установки включают в себя печь, плунжерный
насос, емкость для технологической жидкости, привод и
систему управления. В ряде случаев могут
использоваться мобильные парогенераторные
установки, выход которых соединяют со змеевиком,
расположенном в приемной емкости насосной
установки. Нагревательная установка направляет
жидкость температурой 90-120°С в колтюбинговую
трубу.
Существует две схемы включения оборудования – с
замкнутой и незамкнутой циркуляцией.
Если диаметр эксплуатационной
колонны большой, то фильтр
целесообразно снабжать центраторами, обеспечивающими его коаксиальное расположение в скважине и
сохранение прямолинейности оси.
Оставляемая на забое компоновка
соединяется с колтюбинговой трубой
посредством разъединителя. Пробказаглушка может быть установлена и
после отделения оставляемой на забое
компоновки. Далее через колтюбинг
проводится намыв необходимого
количества песка.
Установка гравийных фильтров
Оборудование и материалы
– колтюбинговая установка;
– гравийные фильтры с верхней или нижней намывкой.
В обоих случаях в центральной части располагают
механический фильтр. К механическим относятся
различного рода сетчатые, спиральные и другие
фильтры, спускаемые на колтюбинговой трубе, а также
гравийные фильтры, намываемые с поверхности.
125. Ловильные работы
Материалы и оборудование
Разнообразие условий выполнения ловильных работ предопределяет и соответствующие им компоновки инструментов, спускаемых на колтюбинговой трубе. В то же
время можно говорить и о типовой компоновке, которая
включает в себя следующие элементы (сверху-вниз): соединитель колтюбинговой трубы с инструментом, обратный клапан, гидравлический разъединитель, циркуляционный клапан, забойный двигатель или ясс, ловильный
или породоразрушающий инструмент (овершоты, труболовки, ерши, ловушки, фрезы, расширители, резаки, долота, скребки, оправки), дополнительное оборудование
(ускоритель ясса, утяжелитель, центратор, кривой
переводник, якорь).