Структура, характер и виды ремонтов в завис-ти от назначения, способов и продолжительности эксплуатации скв-н.
Основные объекты эксплуатационных скв-н, требующие ремонта, и причины, вызывающие их ремонт.
Эксплуатационная скв, предназначенная для извлечения из недр земли УВ-в или нагнетания в них жидких и газообразных веществ (рис.1.1), представляет собой направленный цилиндрический ствол в земной коре, в кот-ый спущены колонны стальных труб, а простр-во м/у колоннами и стенками ствола заполнены цементом, что обеспечивает его надежное крепление и разобщение пл-в. Последняя колонна эксплуатационная, являющаяся каналом, соединяющим эксплуатационный объект с дневной пов-ю, имеет с этим объектом гидродинамическое сообщение, которое может осущ-ся ч/з спец-е отверстия в крепи ствола (трубах и цементном камне) или по всей пов-ти в интервале эксплуатируемого объекта.
| Рис.1.1. Эксплуатационная скв. 1 – ЭК 2 – цементный камень 3 – подъемная колонна 4 – соединение пласта со скв-ной 5 – продуктивный пласт 6 – устьевое оборуд-е |
В ЭК размещ-ся внутрискв-нное оборуд-е, предназначенное для реализации технологич-х процессов подъема или нагнетания ж-ти и газа. На устье скв-ны установлено эксплуатационное оборудование, соответствующее технологическому процессу.
Осн-е треб-я к эксплуатац-й скв-не за период эксплуатации до ее физической ликвидации:
- оптимальный дебит (приемистость) без потерь продукции,
- отсутствие поступления в продукцию скв-ны посторонних флюидов,
|
|
|
- отсутствие утечек из скв-ны,
- работа скв-нного оборуд-я в заданном режиме.
Эти треб-я м.б. удовлетворены, если продукция из эксплуатируемого объекта поступает в скв-ну без доп-ных препятствий, исключена возможность движения флюидов за колонной и их перетекания из одного пласта в другой, обеспечены герметичность и равномерность сечения эксплуатационной колонны, исправность скв-ного оборудования.
В процессе эксплуатации в скв-не могут возникнуть различные осложнения и аварийные ситуации, являющиеся причиной значительных отклонений от ее эксплуатационных возможностей вплоть до остановки и перевода в фонд бездействующих. Для восстановления эксплуатационных характеристик скв-ны требуется проведение ремонтных работ.
Объектом восстановления и ремонта м.б.:
- ПЗ пласта или скв-ны;
ПЗП наз-ся примыкающая к стволу скв-ны в интервале гидравлического сообщения часть эксплуатируемого объекта. Численное значение радиуса ПЗП (глубина зоны) не конкретизуется.
Конструктивные особенности объектов ремонта, которые необходимо учитывать при планировании и выполнении ремонтных технологий.
Выбор технологии ремонта и воздействия на призабойную зону определяется геологическим строением, св-вами пластовых флюидов и рядом других факторов, с учетом вариантов и технологий вскрытия продуктивного пласта, определяющих конструкции забоя.
|
|
|
Конструкции забоя.
Конструкции забоя и его параметры выбирают исходя из типа коллектора, степени его однородности, проницаемости и устойчивости пород, расположения по отношению к коллектору горизонтов водоносных, газоносных и их параметров.
В открытых забоях пласты не зацементированы, пластовые флюиды притекают в скв-ну по всей поверх-ти вскрытого интервала продуктивной зоны естественным путем или ч/з установленный в интервале пласта не зацементированный трубный фильтр. Формируют открытый забой чаще всего в однородных прочных коллекторах с низкой проницаемостью при отсутствии в них высоконапорных горизонтов, подошвенной воды, газовой шапки (в нефтяных пластах).
В закрытых забоях эксплуатируемые пласты перекрыты ОК-й и зацементированы. В закрепленных стволах гидродинамическое сообщение пласта со скв-ной достигается созданием фильтра с помощью перфораторов различного принципа действия (стреляющие, прожигающие, сверлящие, гидроабразивные, механические, химические), которые пробивают каналы в колонне, цементном камне и пласте. Колонны, перекрывающие пласты могут быть сплошными, в виде летучек и хвостовиков.
|
|
|
В реальной скв-не у забоя возникают дополнит-е фильтрационные сопротивл-я, и хар-р притока ж-ти отличается от притока в скв-ну совершенную.
Различают несовершенства
- по степени вскрытия, если пласт не полностью вскрыт;
-по хар-ру вскрытия, когда пласт сообщается со скв-ной ч/з ограниченное число перфорационных отверстий;
- по кач-ву вскрытия, когда проницаемость ПЗ ниже природной проницаемости пласта.
Расположение забоя скв-ны или башмака колонны по отношению кровли эксплуатационного объекта могут быть различными.
Кроме основных типов в конкретных геологических условиях используют конструкции забоя:
- смешанного типа – нижняя часть пласта открыта, а верхняя закреплена цементируемой колонной и перфорирована .
- с установкой в интервале эксплуатируемого пласта забойных гравийных фильтров разл-х типов и конструкций или тампонирующих мат-лов с целью предотвращения поступления в скв-ну песка.
Скв-на в интервале эксплуатируемого объекта м.б. одноствольной или многоствольной, ствол скв-ны вертикальным, наклонно-направленным, гориз-ным. Ось горизонтального интервала м.б. прямой параллельно кровле и подошве пласта, под углом к направлению простирания или синусоидальным.
|
|
|
Конструкция забоя гориз-го участка в продуктивной зоне пласта, как правило, более сложная, в нее включены центрирующие, герметизирующие и прочие у-ва.
Структура, характер и виды ремонтов в завис-ти от назначения, способов и продолжительности эксплуатации скв-н.
ПРС явл-ся одним из производственных процессов разр-ки мест-ний углеводородов и в завис-ти от цели, сложности и трудоемкости различают:
1. ТРС – комплекс работ по исправлению или изменению режима работы внутрискв-нного и устьевого оборудования, поддержанию скв-ны в работоспособном состоянии.
2. КРС – комплекс работ по восстановлению конструкции и работоспособного состояния скв-н, воздействию (локальное) на продуктивные пласты у забойной зоны, а также производство сложных работ, которые не могут быть выполнены посредством текущего ремонта.
3. операции по повышению нефтеотдачи пластов (ПНП) – комплекс работ (совокупность технологий) объемного воздействия на залежи углеводородов путем нагнетания в них различных реагентов ч/з специальные скв-ны с целью длительного улучшения характеристик извлечения нефти и газа.
Процесс добычи на отдельных стадиях разработки залежей углеводородов хар-ся неравномерностью отбора нефти, газа и воды, неравномерностью нагрузок на нефтепромысловое оборуд-е, изменением потоков флюида и их св-вами, соотношением скв-н по способам экспл-ции, вводу из бурения и ликвидируемых. Со временем ухудш-ся геологич-е и технические усл-я фильтрации кол-ра, меняются методы воздействия на пласты с целью повышения КИН. Скв-ны стареют и изнашиваются, меняется структура фонда скв-н, вовлекаются в процесс добычи скв-ны малодебитные и т.п.
Соответственно меняется структура и виды ремонтов, их сложность, трудоемкость, продолжительность и кол-во на единицу фонда и тонну добываемой нефти.
Хар-р операций ПРС в значит-й степени обусловлен назначением скв-ны и способом эксплуатации, т.к. опред-ся составом внутрискв-нного и наземного оборуд-я и структурой отказов (причин ремонта), а также выбором технологий и ср-в их проведения. В скв-х разл назначения выполн-ся общие виды ремонтных операций и специфические, присущие опред-му способу экспл-ции. ДС и НС оборудованы колонной НКТ, по которой поднимается продукция из недр на дневную пов-ть или нагнетается в пласты. Операции с подъемными колоннами и ремонт, связанный с очисткой от различных отложений (АСПО, соли, металлические сальники, песчаные пробки) хар-ны для всех способов эксплуатации скв-н.
В фонтанных скв-х в состав подъемных колонн м.б. включены отсекающие клапаны; герметизирующие межколонное простр-во пакеры с якорем для восприятия нагрузки от давл-я ж-ти; телескопические соединения для компенсации линейных деформаций от собственной массы, давл-я и нагрева; у-ва для управления режимами извлечения нефти и выполнения технологич-х операций без подъема труб (циркуляционный клапан для временного сообщения внутренней полости подъемных труб с межколонным простр-вом, клапан для ввода ингибиторов). С т.зр. подземных ремонтов возникает потребность проверки, замены или установки указанных приспособлений.
В газлифтных скв-х м.б. спущены две колонны труб концентрично или в два ряда. По одному из каналов ч/з башмак нагнетается рабочий агент, по второму поднимется ГЖС. Для снижения пусковых давлений и ступенчатого газирования столба ж-ти в колонне газовых труб устанавливают камеры с пусковыми клапанами, кот-е в процессе эксплуатации нуждаются в периодической регулировке и осмотре.
ШСНУ. Причины ПРС: замена скв-нных насосов и их узлов, устранение неполадок с колонной штанг и пр. Колонна штанг подверг-ся знакопеременным растягивающим и сжимающим усилиям, работает в агрессивной среде. При каждом двойном ходе плунжера нижняя часть подъемных труб перемещается вверх и вниз несколько см, и в местах соприкосновения с ЭК истирается наружная поверхность НКТ и внутренняя поверхность колонны.
В ШГН наиб изнашиваемые детали - плунжер и цилиндр, клапаны. При попадании в зазор м/у ними песка, окалины или других ТВ-х частиц, может произойти заклинивание, и для возобновления работы насоса необходим его подъем на поверхность. Клапаны изнашив-ся в рез-те соударения шарика с седлом и промывания пластовой ж-ю.
В процессе работы ШГН наиболее вероятны обрывы и отвороты штанг. Поэтому конструкция штанг все время совершенствуется.
Для предупреждения аварий предусмотрена инспекция штанг на специализир-х установках, включающая отбраковку, дефектоскопию, выпрямление вращающимся выпрямителем, наплавку центрирующих скребков. Целесообразно создание режима работы ШГН с минимальным числом двойных ходов и максимальной длиной хода.
В УЭЦН наименьшую надежность имеют соединительные узлы и шлицевые соединения валов погружного агрегата, узлы электродвигателя и его гидравлической защиты, кабельная линия, отказы по причине засорения и засоления рабочих ступеней насоса. Неполадки: падение на забой погружного агрегата вместе с кабелем. Причина – нарушение резьбового соединения труб.
Для добычи вязкой нефти широко используются погружные винтовые электрические насосы (ПЭВН), рабочим органом которых явл-ся стальной винт, вращающийся в резиновой обойме с винтовой поверхностью.
Газовые скв-ны эксплуатир-ся фонтанным способом и им присущи те же осложнения, что и нефтяным. Но в силу особенностей физических свойств газа к конструкции газовой скв-ны предъявляются повышенные требования по сравнению с нефтяной. Газовая скв постоянно находится под избыточным давл-ем, давл-е на устье скв-ны из-за низкой плотности газа мало отличается от давл-я на забое. Проникающая способность газа значительно выше по сравнению с жидкостями, следовательно, выше вероятность утечки и миграции газа, грифонообразования и фонтанирования. Высокие скорости восходящего потока способствуют эрозионному нарушению колонны. Газовая скв м.б. оборудована плунжерным лифтом, глубинным скв-нным насосом или другим приспособлением, предназначенным для удаления скапливаемой на забое воды, поступающей из пласта вместе с газом. Специфическая особенность – образ-е гидратов, в рез-те взаимод-вия компонентов газа с конденсированной водой, которые необходимо устранить.
НС оборудованы колонной НКТ с пакером для защиты ЭК от действия нагнетаемого рабочего агента, и циркуляционным клапаном, обеспечивающим создание в трубах избыточного давл-я, необходимого для посадки пакера.
В составе ЭК-н м.б. включены одна и более специальных посадочных муфт для установки в них специального скв-нного оборуд-я и инструмента при разл-х видах ремонтных работ и воздействия на эксплуатируемые объекты.
Возможно наличие пакеров и клапанов – отсекателей, изолирующих интервал эксплуатационного объекта от основного ствола скв-ны.
На битумных залежах скв-ны могут иметь специфический профиль и конструкцию. При использовании для добычи ПБ технологии гравитационного дренажа с применением пара строятся две параллельно расположенные гориз-ные скв-ны, из кот-х вышележащая по вертикали явл-ся нагнетательной.
Скв-ны м.б. расположены индивидуально или кустами, когда на одной площадке размещаются устья многих скв-н различного назначения и способов эксплуатации.
Ствол скв-ны м.б. закреплен ЭК одноразмерной или комбинированной, сплошной или «летучей», составленной из труб разной толщины стенок и прочностных характеристик. Возможно наличие муфт ступенчатого цементирования или стыковочных приспособлений.
В кольцевом простр-ве за колонной возможно отсутствие цемента или нарушения в цементном камне, что не обеспечивает разобщения пластов и приводит к передвижению пластовых флюидов за колонной между пластами.
В процессе эксплуатации ОК претерпевает разнохарактерные дополнительные напряжения от влияния температуры и давл-я.
В скв-х низкотемпературных, в кот-х колонны зацементированы до устья, герметизация кольцевого пространства за колонной обычно обеспечена цементным камнем.
В скв-х высокотемпературных, в которых верхний интервал колонн не зацементирован, обвязку устья производят с предварит-м натяжением колонны, чтобы дополнительные напряж-я, возникающие в рез-те изменения t-ры и давл-я, не ухудшали условий работы обсадных труб.
В завис-ти от конструкции скв-ны и ожидаемых давлений в процессе эксплуатации, ее устье оборудуют специальными колонными головками для обвязки обсадных колонн, герметизации межколонных пространств, создания определенной растягивающей силы в трубах эксплуатационной колонны, а также установки устьевой арматуры.
Колонна НКТ м.б. однорядной и двухрядной, одноразмерной или составленной из труб разных диаметров и различной прочности. Конструкция труб может быть гладкой или с высаженными наружу концами. На колонне штанг возможно размещение центрирующих устройств и скребков.
Морские месторождения стали разрабатывать скв-нами с подводным расположением их устьев. Их условно разделяют на типы открытый и закрытый
Все работы связанные с выполнением операций по воздействию на скв-нное оборудование, конструкцию скв-ны (саму скв-ну как техническое сооружение) и на пласты к ней прилегающие, называют ПРС.
При вскрытии продуктивного объекта бурением эта вел-на может опред-ся глубиной проникновения в пласт фильтрата бурового раствора, в которой коэф-т проницаемости <, чем в пласте в естественных условиях. В процессе эксплуатации подразумевается активно работающая зона, подвергающаяся воздействию депрессии.
Понятие ПЗС более широкое. В нее входит вся толщина продуктивного пласта и соприкасающиеся интервалы, связанные с формированием конструкции забоя и планируемыми технологиями воздействия на эксплуатационный объект.
- скв-на как техническое сооружение (ствол скв-ны, крепленный обсадными трубами и цементом)
- внутренняя полость эксплуатационной колонны (канал, соединяющий эксплуатируемый пласт с дневной поверхностью)
- устье скв (устьевое эксплуатационное оборудование и арматура).
Причины, вызывающие необх-ть ремонта указанных объектов и виды выполняемых работ разл-е.
В ПЗ – крепление неустойчивых пород эксплуатируемого пласта, расширение и создание новых фильтрационных каналов, и освобождение действующих от загрязнения, предотвращение или ограничение поступления воды в эксплуатационный объект и т.д.
В скв-не как техническом сооружении – восстановление герметичности и проходимости колонны, ликвидация путей движения пластовых вод и газа за колонной и т.п.
Внутри ЭК – освобождение канала от аварийных объектов и пробок (скв-ного оборудования и инструмента, песка, отложений солей и парафина, метал-х сальников, гидратов и пр.), установка и замена скв-ного оборуд-я и приспособлений.
На устье скв-ны – ремонт и замена устьевого оборуд-я, герметизация его соединений с ОК.
Выбор технологии ремонта и воздействия на призабойную зону определяется геологическим строением, св-ми пл-х флюидов и рядом др-х факторов, с учетом вариантов и технологий вскрытия продуктивного пласта, определяющих конструкции забоя.
Канал, соединяющий недра с устьем скв-ны м.б. перекрыт песчаными пробками, закупорен аварийными трубами, штангами, скв-нным оборудованием, инструментом, кабелем, проволокой и пр. Для функционирования скв-ны канал необходимо освободить.
Непрерывное функционирование скв-ны не м.б. обеспечено в течение всего периода ее эксплуатации по следующим причинам:
- возможных осложнений и аварий на вышеуказанных объектах,
- необх-ю изменений способа или режима эксплуатации скв-ны
- ликвидации отработанных эксплуатац-х объектов и ввода в разработку новых,
- периодической профилактики и замены скв-ного оборуд-я,
В этих случаях скв-ны простаивают или работают ниже их оптимальных параметров. Для восстановления функционального назначения скв-н треб-ся проведение определенных технологических операций, соответствующих причинам их бездействия или отклонений от эксплуатац-х пок-лей.
Все работы связанные с выполнением операций по воздействию на скв-ное оборудование, конструкцию скв-ны (саму скв-ну как техническое сооружение) и на пласты к ней прилегающие, наз-ют ПРС
.
4. Текущий ремонт – назначение, виды, специфические особенности. Критерии оценки.
Текущий ремонт - комплекс работ по восстановлению работоспособности скв-нного и устьевого оборудования, изменению режима эксплуатации, очистке колонн и забоев скв-ны от песка, парафина, солей, продуктов коррозии, а также работы по осуществлению в скв-х геолого-технических и других мероприятий, направленных на восстановление и повышение добывающих возможностей скв-н. Цель текущего ремонта – устранение различных неполадок и нарушений в режиме эксплуатации скв-н и подземного оборудования, проведение работ по подготовке, опробованию и освоению новых скв-н различного назначения (разведочных, добывающих, нагнетательных и др.), полученных после бурения и капитального ремонта, если эти работы не предусмотрены в договорах с подрядчиками.
Текущий ремонт подразделяют на:
1. Планово – предупредительный ремонт включает операции, осуществляемые по заранее составленному графику, предусматривающему проверку, ремонт, частичную или полную замену подземного оборудования, а также очистку забоя скв-ны и труб. Планово-предупредительный ремонт должен проводиться еще до того, как скв существенно снизит дебит или прекратит подачу ж-ти и в завис-ти от способов эксплуатации включает те или иные операции.
При фонтанноми газлифтном способах:
√ спуск и подъем колонны труб;
√ замена отдельных труб изношенных или имеющих дефекты,
√ установка, проверка, замена пакеров, якорей, клапанов и пр.
√ чистка внутренней полости труб от различных отложений с подъемом или без подъема труб на поверхность;
√ очистка или промывка скв-н от песчаных пробок.
При эксплуатации скв-н глубинными штанговыми насосами (ШГН) и погружнымиэлектронасосами к перечисленным операциям добавляются:
√ спуск и подъем насоса, проверка его состояния, замена ;
√ проверка и замена клапанных узлов;
√ проверка, очистка или замена защитных приспособлений;
√ замена погружной электроустановки или ликвидация неисправностей в ней.
2. Вынужденный ремонт проводят для устранения внезапно появившихся отказов или дефектов в работе оборудования; ликвидация обрывов или отвинчивания колонны труб или штанг, расхаживание заклиненного плунжера ШГН; расхаживание прихваченных труб; ликвидация заклинивания погружных насосных агрегатов. К вынужденным ремонтам относятся также аварии, связанные с падением оборудования и инструмента во время спускоподъемных операций.
3. технологические работы:
√ изменение глубины подвески колонны труб или их диаметров,
√ изменение глубины подвески насоса,
√ замена одного насоса на другой с иными техническими параметрами,
√ смена способа эксплуатации,
√ замена труб на трубы со специальными покрытиями,
√ подъем скв-нного оборудования в связи с консервацией скв-ны,
√ специальный ремонт в связи с исследованием скв-ны.
К технологическим работам, выполняемым посредством текущего ремонта скв-н, можно отнести и выполнение геолого-технических мероприятий (дополнительная перфорация продуктивного горизонта, ОПЗП и т. д.)
Для систематизации большого количества разнообразных операций, обычно принято 11 обозначений видов работ. В свою очередь каждый вид охватывает направления по способу эксплуатации, конкретизации операций с определенным типом оборудования и его узлов (всего по классификатору 43 вида ремонтов).
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 417; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!