книги / Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений
..pdfИсследованиями установлено, что использование перемен ного магнитного поля увеличивает количество центров кристал лизации в потоке и предотвращает отложение парафина.
Для удаления отложений парафина применяют тепло и скребки.
При тепловом методе борьбы с отложением парафина про водят периодическую закачку в затрубное пространство сква жин горячей нефти (газоконденсата), перегретого пара или паровоздушной смеси. Под действием повышенной температуры парафин расплавляется и удаляется вместе с закачиваемой и добываемой жидкостью из подъемных труб, а также-из выкид ного трубопровода.
Для получения водяного пара используют установки ППУА (см. § 5.8), а для нагрева нефти — агрегат 1АДП-4-150, кото рый обеспечивает расход 8,2—14,5 м3/ч при температуре 150— ПО °С и давлении 20—16 МПа. Его можно использовать также для депарафинизации трубопроводов, трапов, мерников и т. д.
Скребки соскабливают отложения парафина со стенок труб. Их спускают и поднимают на проволоке (тросе) с помощью электродвигателя установки типа АДУ-3 и УДС-1. Подъем ав томатических летающих скребков происходит под действием на пора газонефтяного потока. При штанговой насосной эксплуа тации скребки крепят к колонне штанг (см. § 9.5).
Выкидные трубопроводы периодически очищают от пара фина с помощью резиновых шаров (торпед), которые продви гаются под действием напора потока жидкости.
§ 10.5. ОТЛОЖЕНИЯ СОЛЕИ И БОРЬБА С НИМИ
Отложения солей могут происходить практически на всем пути движения воды — в пласте, скважине, трубопроводах и обору довании установок подготовки нефти. В основном солеотложения наблюдаются при внутриконтурном заводнении пресными водами, что связывают с обогащением закачиваемых вод суль фатами при контакте с остаточными водами и растворении минералов. Причинами отложения солей считают: а) химиче скую несовместимость вод (например, щелочных с жесткими), поступающих в скважины из различных горизонтов или пропла стков; б) перенасыщенность водно-солевых систем при измене нии термодинамических условий.
Отложения солей приводят к уменьшению добычи нефти, сокращению межремонтных периодов работы скважин, а в ряде случаев они столь велики, что вообще затрудняют эксплуа тацию.
Основными компонентами солей могут быть либо гипс, либо карбонаты кальция и магния. В состав входят также диоксид
кремния, оксидные соединения железа, органические вещества (парафин, асфальтены, смолы) и др. Осадки могут быть плот ными или рыхлыми, прочность сцепления с металлом возра стает с глубиной залегания пласта. Различный состав и струк тура отложений требуют индивидуального подхода к выбору метода борьбы с ними на каждом конкретном место
рождении.
Все методы борьбы с отложениями солей можно подразде лить на две группы: методы предотвращения выпадения солей
иметоды удаления отложений солей.
Вкомплекс работ по подготовке заводнения входит про верка закачиваемых вод на химическую совместимость с дру гими водами, с которыми они смешиваются в поверхностных
или пластовых условиях.
Наиболее приемлемый метод предотвращения выпадения солей в трубах — применение химических реагентов (ингибито ров солеотложений). Их периодически задавливают в пласт и закачивают в затрубное пространство добывающих скважин. Ингибиторы с «пороговым эффектом» покрывают микрокри сталлические ядра образующегося осадка, замедляют их рост и удерживают в растворе во взвешенном состоянии. Наиболее эффективны полифосфаты, органические фосфаты, соли сульфо кислот, арилсульфонаты, гексаметафосфат и триполифосфат натрия, аммофос и др. Отложение солей полностью предотвра щается при дозировке 20 г/м3 ингибиторов на основе комплек сонов (ПАФ-13, ДПФ-1, инкредол-1, фосфанол, СНПХ-5301).
Менее эффективно воздействие на растворы магнитными силовыми полями и ультразвуком, а также использование за щитных покрытий (стекло, высокомолекулярные соединения). Для борьбы с отложением солей в нефтеводосборных трубопро водах рекомендуется установка у устья специальных гипсосборников.
Отложения солей удаляют с помощью химических реаген тов и, в крайнем случае, разбуривают долотом.
При химическом методе удаления осадки гипса преобразо вывают в водорастворимую соль сульфата натрия (калия) и в осадки карбоната или гидроксида кальция, которые затем растворяют солянокислотным раствором и промывают водой. В качестве преобразовывающих реагентов эффективно исполь зование карбоната и бикарбоната натрия или калия, а также гидроксидов щелочных металлов. Реагент вводят в интервал отложений, периодически его прокачивают или даже осущест вляют непрерывную циркуляцию. Затем проводят СКО и про мывают водой.
Предложена также термохимическая обработка осадка со лянокислотным раствором с добавкой хлористого натрия или аммония. Соль растворяют в кислоте при подогреве на поверх-
382
ности с помощью ППУА и горячую смесь закачивают в сква жину. Однако реагент вызывает активную коррозию, а про цесс является дорогим и трудоемким.
§ 10.6. ДРУГИЕ ВИДЫ ПОДЗЕМНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН
Ремонту скважин предшествует обследование устьевого обору дования и ствола. Обследование ствола скважин проводят с целью определения глубины забоя и уровня жидкости, про верки состояния колонны и фильтровой зоны, местонахождения и состояния оставшихся в скважине НКТ, штанг, насосов и других посторонних предметов. Состояние предметов в сква жине устанавливают печатями (плоскими, конусными, универ сальными, гидравлическими) — специальными устройствами с корпусом, покрытым свинцовой, алюминиевой или резиновой оболочкой, по оттиску на которых судят о характере нару шений.
Ремонтно-исправительные работы
Их проводят с целью исправления дефектов (смятие, слом) в обсадной колонне. Смятую часть колонны исправляют с по мощью справочных долот, грушевидных и колонных конусных фрезеров. Для этого поочередно спускают оправочные инстру менты с последовательным увеличением диаметра. Выправлен ный и сломанный участок цементируют под давлением или перекрывают металлическим пластырем с помощью устройства Дорн. Работа устройства основана на расширении продольно гофрированной трубы до плотного контакта с обсадной колонной.
Если исправить колонну не удается, то спускают дополни тельную колонну («летучку») с последующим цементированием, возвращают скважину на вышележащий горизонт или забури вают второй ствол.
Поврежденную и незацементированную часть эксплуатаци онной колонны заменяют на новую. Для этого верхнюю часть на 5—6 м выше дефекта обрезают труборезкой, извлекают, за тем освобождающейся внутренней труболовкой отвинчивают и извлекают из скважины поврежденный участок. Тогда спус кают новую колонну, свинчивают с оставшейся частью и при необходимости цементируют.
Возвратные работы
Возвратные работы — это перевод данной скважины для эксп луатации нижеили вышезалегающего продуктивного пласта. При возврате на вышележащий пласт ниже его подошвы
создают цементную пробку или песчано-глинистую пробку и це ментный стакан над ней. Если в интервале возвращаемого пласта колонна не зацементирована, то ее целесообразно
извлечь.
Иногда осуществляется возврат на нижезалегающий пласт. Тогда оставляемый пласт отключают, как и при ремонтно-изо ляционных работах.
Затем проводят перфорацию колонны на возвращаемый пласт.
Ловильные работы
Ловильные работы — это наиболее сложные и трудоемкие ра боты. Они связаны с ликвидацией различного рода аварий: прихват и «полет» труб, оставление в скважине погружного электронасоса с кабелем или без него, обрыв насосных штанг, обрыв кабеля, забитость эксплуатационной колонны различ ными посторонними предметами.
Прихваченные трубы освобождают обычно расхаживанием, т. е. попеременной натяжкой и посадкой колонны труб. Для обеспечения освобождения создают нефтяную ванну или про водят промывку.
Для ловли и извлечения из скважины НКТ применяют неосвобождающиеся и освобождающиеся ловильные инструменты: труболовки, метчики, колокола и овершоты. Работа труболо вок основана на захвате трубы внутренними или внешними
плашками, метчика и колокола — на |
нарезании в теле |
извле |
|
каемых труб соответственно |
внутренней и внешней |
резьбы, |
|
а овершота — на защемлении |
муфты |
неприхваченных |
в сква |
жине труб пластинчатыми пружинами. Штанги извлекают с по мощью плашечных ловителей. Для выравнивания верхнего конца труб или штанг применяют конусный райбер или режу- ще-нстирающие кольцевые фрезеры. Для сплошного фрезерова ния аварийных труб, штанг и других предметов применяют забойные фрезеры. Предварительно перед извлечением упав ших труб с помощью печати устанавливают местонахождение и определяют состояние их конца. Затем применяют соответст вующий инструмент.
Для извлечения из скважины каната или кабеля исполь зуют удочки с неподвижными и шарнирными крючками, кото рые спускают на трубах. Если верхний конец каната находится
на устье, а нижний — прихвачен, то |
с помощью канаторезки |
его обрезают непосредственно у места |
прихвата. |
Для чистки ствола скважины от различных посторонних предметов (кувалды, цепи от ключей, плашки, кирпич, куски дерева и т. п.) применяют магнитные, забойные и торцевые фрезеры, паук, ерш, сверла, пикообразные долота и др.
Зарезка второго ствола
Ее осуществляют в тех случаях, когда нарушенную часть ствола скважины не удается отремонтировать. Для вскрытия «окна» в колонне, через которое в последующем предполага ется бурить второй ствол, применяют райбер-фрезер совместно с отклонителем. Месторасположение «окна» целесообразно вы бирать на глубине, где имеется только одна колонна, между двумя муфтовыми соединениями.
Ликвидация скважин
Иногда приходится ликвидировать скважины, например, если ремонтные работы не дали положительных результатов, даль нейшее их проведение и использование признаны нецелесооб разными или скважины расположены в зонах застроек, стихий ных бедствий (землетрясения, оползни) и др.
Неликвидированные скважины могут быть причиной внутрипластовых перетоков, загрязнения источников питьевой воды, загазованности территории, что недопустимо с позиций охраны недр и окружающей среды.
В ликвидируемых скважинах при возможности вырезают и извлекают спущенные в них обсадные трубы, а ствол цементи руют, заливают глинистым раствором или засыпают сухой гли ной. Вскрытые проницаемые пласты перекрывают цементными пробками (мостами).
Над устьем устанавливают бетонную тумбу размером l Xl X X 1 м и репер из трубы.
Консервация скважин
Скважину при необходимости консервируют так, чтобы была обеспечена возможность повторного ввода ее в эксплуатацию. Характер проводимых работ зависит от способа эксплуатации, значения пластового давления и срока консервации.
При консервации скважину необходимо заглушить и запол нить промывочной жидкостью (буровой раствор, вода), обра ботанной ПАВ. Она должна обеспечить давление на пласт на 5—10 % выше пластового, если оно не превышает гидростати ческого давления, и на 10—15% — если превышает. В первом случае при консервации на срок более одного года и во вто ром случае при консервации на любой срок в стволе выше верх них отверстий фильтра устанавливают цементный мост высотой 25 м. При консервации чисто нефтяных скважин на срок до шести месяцев установка цементного моста не обязательна.
Для предотвращения замерзания устье и верхняя часть ко лонны заполняются незамерзающей жидкостью (соляровое масло, 30 %-ный раствор хлористого кальция, нефть).
13 В. С. Бойко |
385 |
ния комплекса оборудования приведена на рис. 10.1. В состав входят вышечное сооружение с рабочей площадкой и мостками, подъемная лебедка, талевая система, ротор и вертлюг, насос ная установка, противовыбросовое оборудование, устьевой и подземный инструмент. В зависимости от вида и сложности работ комплектность оборудования может быть разной.
Оборудование и инструмент для ремонта
При подземном ремонте.приходится поднимать трубы и штанги больших масс, что делает необходимым применение подъемного оборудования большой грузоподъемности (до 50—100 т) и, сле довательно, громоздкого и тяжелого. К основному оборудова нию, при помощи которого проводят спуско-подъемные опера ции, относятся подъемные лебедки различной грузоподъемности.
Если на транспортной базе монтируется одна лебедка, то такой механизм называют подъемной лебедкой или подъемни ком. В случае, когда лебедка монтируется совместно с вышкой (мачтой), талевой системой и другим оборудованием на тран спортной базе, тогда оборудование в целом называют подъем ной установкой или агрегатом, а при более полной комплекта ции (насосом, ротором, вертлюгом и др.)— комплексом подъ емного оборудования.
В нефтепромысловой практике при текущем и капитальном ремонте нашли применение:
подъемные установки — смонтированные на шасси автомо биля агрегаты А-50У2 (грузоподъемность 50 т), Азинмаш-37А (грузоподъемность 32 т), смонтированные на гусеничном трак торе агрегаты Азинмаш-43А (модификация Азинмаш-37А), Ба- кинец-ЗМ (грузоподъемность 37 т), установка подъемная трак торная УТП1-50 (грузоподъемность 50 т);
комплекс оборудования КОРО-80 (грузоподъемность 80 т); лебедки подъемные— агрегат Азинмаш-43П (безвышечная модификация Азинмаш-43А при тяговом усилии 75 кН), ле бедка подъемная тракторная ЛПТ-8 (тяговое усилие 84 кН), лебедка подъемная в рамном исполнении ЛПР-10Э (тяговое
усилие 100 кН) для работы на морских основаниях.
При работе с подъемными установками у скважин распола гают стационарные или передвижные (транспортируемые обычно тракторами) вышки или мачты.
Для связи с лебедкой и поднимаемым грузом используют талевую систему. Она включает в себя кронблок, талевый блок, крюк, талевый канат и направляющий ролик.
Ротор предназначен для вращения колонны труб, их свинчи вания и развинчивания, поддержания труб при разгрузке тале вой системы, а также для выполнения ловильных и вспомога тельных работ.
13* |
387 |
Соединительным звеном между талевой системой и тру бами, подвешенными к вращающейся части ротора (элевато ром), служит вертлюг. Он обеспечивает свободное вращение труб и подачу промывочной жидкости в колонну труб. Вертлюг с помощью промывочного шланга соединяют со стояком, через который прокачивают промывочную жидкость.
Для нагнетания жидкости в скважину применяют перед вижные промывочные агрегаты: автомобильные Азинмаш-35А или Б (давление до 20 МПа; расход до 15,6 д/с), УН1А-100Х Х200 (20 МПа; 12,9 л/с) и тракторные Азинмаш-32М (16 МПа; 10,2 л/с), УН 1Т-100X200 (тракторная модификация УН 1А-100X Х200).
Для захвата колонны труб или штанг и удержания их на весу в процессе спуско-подъемных операций применяют труб ные и штанговые элеваторы. Трубные элеваторы обеспечивают захват под муфту или по телу трубы (для безмуфтовых труб). Особенность элеватора ЭТА — автоматичность захвата труб. Элеватор ЭГ предназначен для работы с автоматом АПР-2ВБ. Штанговые элеваторы обеспечивают захват насосных штанг под головку. Для подвески элеватора на крюк талевой системы предназначены штропы, которые представляют собой замкну тую стальную петлю овальной формы.
Спайдеры используются для автоматизации операций по зах вату, удержанию на весу и центрированию колонны труб в про цессе спуско-подъемных операций при ремонте скважин.
Для свинчивания и развинчивания НКТ и штанг при спус ко-подъемных операциях применяют ключи различных типораз меров и конструкций. Их выпускают для работы вручную, вручную и механически и только механически.
Для свинчивания и развинчивания вручную насосных штанг применяют штанговый ключ КШ, а для отвинчивания за тело насосных штанг в аварийных ситуациях — круговой штанговый ключ КШК. Механизированная работа обеспечивается с помо щью автоматических штанговых ключей АШК-Г и АШК-ТМ с автоматическим захватывающим устройством и приводом от электродвигателя.
Для свинчивания и развинчивания вручную НКТ предназна чены цепные ключи КЦН и КЦО, а также шарнирный ключ КТНД.
Ключи трубные КТД и КТГУ позволяют работать вручную, а также с помощью автомата АПР-2ВБ.
Автомат АПР-2ВБ (автомат системы А. Г. Молчанова) пред назначен для механизированного свинчивания и развинчивания, а также удержания на весу НКТ при ремонте скважин. Он со стоит из блоков вращателя, клиньевой подвески, центратора, балансира с грузом и электропривода с переключателем. Авто мат монтируется и крепится на фланце устья скважины.
Аналогичную роль выполняет механический универсальный ключ КМУ, обеспечивающий текущий ремонт скважин, эксп луатируемых при помощи любого оборудования, включая по гружные электронасосы.
Применяют также механический (К.МПТ) и гидравлический подвесной (КГП) ключи, особенность которых — использование гидропривода.
Для стопорения колонны труб от проворачивания при меха низированном свинчивании и развинчивании предназначен сто
порный ключ КСМ60-89. |
скважин — самый трудоемкий процесс |
Подземный ремонт |
|
в добыче нефти. Наряду |
с рассмотренной механизацией и авто |
матизацией операций по свинчиванию и развинчиванию труб и штанг существенного снижения трудоемкости работ можно до стигнуть за счет наиболее рационального размещения поднятых из скважин труб и штанг. Их целесообразно размещать в вер тикальном положении. Практикуется применение передвижных приемных мостков, блочного оборудования на транспортной базе и др.
К средствам механизации работ также относятся агрегат АПШ для перевозки штанг, электромеханизированный штанговоз 2ТЭМ, агрегат Азинмаш-48 для смазки станков-качалок, агрегат АРОК для технического обслуживания и ремонта стан ков-качалок, агрегат АТЭ-6 для погрузки, перевозки и раз грузки установок ЭЦН, установка для перевозки и перемотки кабеля, агрегат 2ПАРС для подготовительных работ при ре монте скважин, агрегат АОП для обслуживания подъемных агрегатов, агрегат АЗА-З для заглубления винтовых анкеров, агрегат АМЯ-6Т для механизированной установки якорей от тяжек, промысловой самопогрузчик ПС.
Средства малой механизации также существенно сокращают утомляемость рабочих при ремонте скважин и облегчают их труд. Это различные приспособления для перемещения труб, против разбрызгивания жидкости, автозатаскиватель рабочей трубы в шурф и т. д.
Ремонт скважин с использованием инструмента, спускаемого на тросе
Для текущего ремонта фонтанных и газлифтных скважин без их глушения и подъема НК.Т широкое применение находит про грессивный метод канатной техники (канатных работ), обеспе
чивающий экономию трудовых |
затрат и сокращение продолжи |
|||
тельности ремонта. |
Сущность |
его |
состоит в том, |
что работы |
в скважине проводят с помощью |
инструмента, |
спускаемого |
||
в НКТ на проволоке |
(тросе, канате). Этим методом можно осу |
|||
ществить: |
|
|
|
|
установку и извлечение газлифтных клапанов, а та^же пре дохранительных, ингибиторных и обратных (приемных) клапа нов, глухих пробок (вместо клапанов), забойных штуцеров, за глушек и глубинных измерительных приборов;
открытие и закрытие циркуляционного клапана для замены жидкости в скважине, в которой установлен пакер;
очистку подъемных труб от парафина, солей, чистку песча ных пробок, расправление смятых участков колонны НКТ, ло
вильные работы.
Скважины предварительно оснащаются современным сква жинным оборудованием, спускаемым на НКТ. Это оборудова ние обеспечивает осуществление всех видов перечисленных ра бот; его предназначение следующее:
скважинные камеры — для установки в них съемных газ лифтных клапанов;
посадочные ниппели — для установки и фиксации в них об ратных, ингибиторных клапанов, глухих пробок, регуляторов, забойных штуцеров, глубинных измерительных приборов;
посадочный ниппель — для предохранительного клапана-от- секателя или трубного предохранительного клапанаютсекателя, дистанционно управляемого с поверхности;
циркуляционный клапан (скользящая гильза)— для сооб щения и разобщения затрубного и трубного пространств при
глушении или освоении скважины; |
|
разъединитель |
колонны — для отсоединения колонны НКТ |
от пакера и соединения ее с ним; |
|
телескопическое |
соединение — для компенсации температур |
ных удлинений НКТ и снятия натяжения колонны, возникаю щего при посадке пакера;
срезной клапан — для разобщения канала подъемных труб от пласта при установке гидравлического пакера.
Весь комплекс канатной техники состоит из оборудования устья, гидравлической лебедки и канатного инструмента.
Оборудование устья газлифтное ОУГ-80Х350, с проходным диаметром 80 мм и рассчитанное на давление 35 МПа, пред ставляет собой лубрикатор особой конструкции. Оно обеспечи вает безопасный спуск и подъем инструмента в работающих скважинах.
Гидроприводная лебедка ЛСГ 1 К-131, смонтированная на шасси автомобиля ЗИЛ-131А, обеспечивает спуск и подъем ин струмента, а также выполнение сложных манипуляций (удары Яссами вверх и вниз, посадка инструмента, ловильные операции и т. д.) набором инструмента длиной до 4 м и массой до 60 кг, спускаемым на проволоке. Установка снабжена приборами для измерения глубины спуска инструмента, натяжения проволоки, а также мачтой для монтажа и демонтажа -лубрикатора. Обо рудование спускается на проволоке диаметром 1,82; 2,06;