Перевод скважины с фонтанного способа эксплуатации на ЭЦН

       V_пр — объем продавочной жидкости (V_пр =11 м³).

Подставив эти данные в  формулу, получим:

 Если принять за расчетные агрегаты 4АН-700, то с учетом их подачи, равной 0,0123 м³/с при давлении 33 МПа и требуемом расходе жидкости, равном 0,02 м³/с, число агрегатов (при одном резервном) составит:

Потребное число пескосмесительных  агрегатов определяется исходя из загрузочной  массы их бункеров, при этом для  определения числа агрегатов  масса закрепителя трещин делится  на загрузочную массу и округляется  до ближайшего большего. Так как  по условиям задано ввести в трещины 20 т песка, то согласно характеристике агрегата 4ПА потребуется 3 таких пескосмесителя.

По условиям работы закачивается 80 м³ жидкости-песконосителя плотностью ρ_ж = 1 г/см³. Для ее транспортировки на скважину требуется пять автоцистерн ППЦ-23-5524П. Кроме того, на скважину при ГРП доставляются продавочная жидкость в объеме 1,5 - 2 объемов скважины и жидкость разрыва пласта в объеме 8 м3. Для доставки этих жидкостей дополнительно потребуются 2 автоцистерны ППЦ-23-5524П. Следовательно, для обеспечения проведения процесса потребуется 7 автоцистерн ППЦ-23-5524П.

Для района с холодным климатом применяют блок манифольдов типа 1БМ-700 С. Для расчетного варианта ГРП устье оборудуется арматурой АУ-700.

Давление, при котором  пакер будет находиться в равновесии с учетом потери напора при движении жидкости в НКТ, определяем по формуле

 

где G - вес НКТ, H;

       Н₁ - глубина спуска пакера (Н₁=2890 м);

        ρ₁ и ρ₂ - соответственно плотность жидкости в трубах и затрубном пространстве; так как скважина заполнена водой, то ρ₁=ρ₂=1000 кг/м³;

      D_B - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, D_B = 0,133 м;

       d_Н = 0,073 м; d_B=0,0615 м - соответственно наружный и внутренний диаметры НКТ.

Полученное значение давления, при котором пакер должен находиться в равновесии, оказалось меньше, чем ожидаемое давление разрыва. Поэтому необходимо вместе с пакером  спустить якорь. Для подбора якоря  определим усилие G_я, необходимое для удержания пакера в равновесии. Для этого воспользуемся уравнением, преобразовав его и представив в следующем виде:

 

где σ_Т - сила трения пакера о стенки обсадной колонны, принимается σ_Т =15·10³ Н.

Выбираем тип якоря, удерживающее усилие которого равно 0,77 МН.

В качестве пакера и якоря выбираем соответственно:  пакер ПВГС-146-500 и якорь ЯПГ-146-500.

1.17. Чистка скважины желонкой

После гидроразрыва значительная масса песка окажется в скважине, поэтому производится чистка желонкой.

Чистка скважины желонкой имеет следующие преимущества:

• простота применяемого оборудования и процесса очистки;
• исключения проникновения в призабойную зону пласта технологических жидкостей;
• возможность очитки скважин с негерметичными эксплуатационными колоннами.

Однако данный способ чистки имеет и недостатки к которым  относиятся:

• длительность процесса;
• возможность протирания эксплатационной колонны;
• возможность обрыва каната, на котором спускается инструмент;
• загрязнение террриитории вокруг устья скважины извлечённым материалом;
• невозможность чистки желонкой колонн, имеющих смятия или сломы.

При очистке желонкой скважины она должна быть оборудована подъёмником, колонна НКТ должна быть поднята  и уложена на мостки; рядом с  устьем скважины установлен отбойный ящик для сбора материала пробки.

 

Диаметр желонки выбирается в зависимости  от диаметра   эксплуатационной колонны, для данной скважины, имеющей 146 мм колонну диаметр желонки составляет 115 мм. В зависимости от характера пробки используют следующие виды желонок: для рыхлых пробок – простые, при плотных – поршневые, в специальных случаях – автоматические. Простую желонку подвешивают на тартальном канате диаметром 16 или 19,5 мм  при оснастке талевой системы на прямую. В процессе работ следует систематически проверять надёжность крепления каната желонке и состояние каната. Длина каната, намотанного на барабан лебёдки должна быть такой, чтобы при самом нижнем положении желонки в скважине на барабане оставалось не   менее одного ряда каната. Поршневые желонки (рис. 10) отличаются от простых наличием  в них поршня, установленного на штоке, свободно проходящем через верхнюю крышку корпуса. Шток поршня должен быть достаточно массивным, чтобы обеспечивать его движение вниз относительно корпуса желонки при провисании каната. Для амортизации удара на шток надеты две пружины – одна снаружи, другая внутри корпуса. Для обеспечения перетока жидкости из подпоршневой полости в надпоршевую в поршне имеется ряд осевых каналов, закрытых сверху эластичной шайбой. Клапан в нижней части желонки снабжают штоком с пикообразным наконечником. При достижении желонкой забоя клапан открывается, а поршень опускается вниз пока верхняя пружина не упрётся в пробку.

 

Рис. 10. Поршневая

желонка

Во время подъёма каната сначала начинает двигаться вверх  поршень, в результате чего давление под поршнем уменьшается и  песок с жидкостью через открытый клапан засасывается внутрь корпуса. После  отрыва корпуса желонки от забоя  клапан закрывается и предупреждает  освобождение желонки от песка.

Автоматическая желонка  имеет более сложное по сравнению  с вышеописанными устройство. Принцип  её действия основан на использовании  двух герметичных камер – воздушной  и песочной. Эти камеры имеют герметичные  клапаны. Приёмный клапан при достижении  желонкой песочной пробки открывается и, поскольку давление в скважине значительно превышает давление воздуха во внутренней полости желонки, песочная камера интенсивно заполняется материалами, образовавшими пробку.

В процессе очистки скважины желонкой следует соблюдать следующие  правила:

1. Скорость спуска желонки выбирается такими образом, чтобы исключить образование петель каната, которые могут возникнуть во время спуска желонки в скважину.
2. При подъёме не допускать затаскивания желонки под кронблок. Для этого на тартальном канате выше желонки на 100 м навязывают метку. При подходе метки к барабану лебёдки машинист уменьшает скорость подъёма и сосредотачивает внимание на устье скважины, ожидая появления желонки.

Для данной скважины используем поршневую желонку диаметром 127мм, так как она является наиболее распространенной и простой в использовании.

 

1.18.Обработка призабойной зоны кислотой

 

Скважины, эксплуатирующие  слабопроницаемые пласты (песчаники, сцементированные глинистой фацией, плотные известняки), нередко оказываются малодебитными. Для увеличения их производительности проводят солянокислотную обработку. Этот процесс основан на способности соляной кислоты растворять известняковистые породы. При этом происходят следующие реакции:

 а) в известняках          2НС1+СаСО₃ = СаС1₂+Н₂О+СО₂,

б)  в доломитах                 4HCl+CaMg(CO₃)₂=CaCl₂+MgCl₂-2H₂O+2CO₂.

Полученные  в результате воздействия соляной  кислоты СаС1₂ и MgCl₂ хорошо растворимы в воде и при пуске скважины выносятся из их призабойной зоны. Углекислота, находящаяся в газообразном виде или растворенная в воде (в зависимости от давления), легко удаляется, но,кроме того, ее присутствие в призабойной зоне значительно увеличивает нефтеотдачу продуктивных пластов за счет снижения вязкости нефти.

Расчет кислотной  обработки призабойной зоны скважины сводится к определению объема рабочего раствора соляной кислоты выбранной концентрации, количества воды, необходимой для его приготовления, количества различных добавок к рабочему раствору: ингибиторов коррозии, стабилизаторов или замедлителей скорости реакции между соляной кислотой и породой, интенсификаторов или ПАВ. 

При наличии в  скважине зумпфа-отстойника следует  рассчитать также количество хлористого кальция, необходимого для приготовления раствора с целью заполнения зумпфа и изоляции его от кислотного раствора.

Необходимо определить количество соляной кислоты и других химреагентов для обработки нефтяной скважины, имеющей следующую характеристику: глубина 2890 м; пласт представлен песчаником с контактным и глинистым цементом; эффективная толщина пласта 20 м; проницаемость пород 0,06×10^-12 м²;  пластовое давление  28,5 МПа;  ниже вскрытой  части пласта в эксплуатационной колонне имеется зумпф- отстойник глубиной 60 м; внутренний диаметр эксплуатационной колонны 0,133 м; внутренний диаметр НКТ 0,0615 м. Для заданных условий концентрацию кислоты для первичных  обработок принимают  8—10%.   Примем   10%. Количество кислоты, расходуемой на 1 м толщины пласта, для песчаников составляет 0,4—0,6 м³, принимаем 0,5м³. В этом случае общий объем рабочего кислотного раствора составит 0,5∙20 = 10 м³. На приготовление 10 м³  10 %-ного рабочего солянокислотного 
раствора,   согласно   данным   табл. 12   требуется    3890   кг 
27,5%-ной НС1 и 6,6 м³ воды.

 

 

Таблица №12

 

Количество кислоты  и воды, потребных для приготовления соляно-кислотного раствора.

Объем разведенной кислоты, м3	Концентрация разведенной  кислоты,%
	8	10	12	14
6   8     10

Примечание.    В   числителе - количество  концентрированной   кислоты,   кг;   в   знаменателе — количество воды, м³. 

Количество концентрированной  товарной соляной кислоты для  приготовления 10 %-ного рабочего солянокислотного раствора можно найти по формуле

W_k =

;

где А и В — числовые коэффициенты, значения которых приведены ниже; x и z —концентрации соответственно рабочего солянокислотного раствора и товарной соляной кислоты; W — объем рабочего кислотного раствора, равный 10 м³.

 А, В      214     218                  221,5

 z, x          5,15—12,19 13,19—18,11 19,06—24,78

А, В           226                 227,5               229,5                232

,z, х          25,75—29,57   29,95—31,52     32,1—33,4     34,42—37,22

 

В нашем случае для 10 %-ной соляной кислоты числовой коэффициент А = 214, а для 27 %-ной коэффициент B = 226; х—10%-ная концентрация солянокислотного раствора; z—27,5%-ная концентрация товарной кислоты; W=10 м³ — объем рабочего кислотного раствора.

Следовательно, по формуле (1)  имеем:  

После приготовления  рабочего раствора соляной кислоты  проверяют полученную концентрацию раствора НС1, и если она не соответствует выбранной, добавляют к раствору воду или концентрированную кислоту.

Количество добавляемой  воды  при  концентрации  НС1>10%

q_в =

;

количество добавляемой  соляной кислоты, если концентрация HCl< 10%

q_к =

,

где q_B и q_K — объемы добавляемой воды и концентрированной кислоты, м³; р — плотность раствора выбранной концентрации; p₁ и р₂ — плотность приготовленного раствора соответственно пониженной и повышенной концентрации; р₃ — плотность концентрированной соляной кислоты; W—объем солянокислотного раствора 10 %-ной концентрации.

В качестве ингибитора коррозии принимаем катионоактивный  реагент — катион А в количестве 0,01 % объема рабочего кислотного раствора Q_и= 10∙ 0,01 ∙0,01=0,001 м³.

Против выпадения  из солянокислотного раствора содержащихся в нем солей железа добавляют в рабочий раствор уксусную кислоту в количестве

Q_УК = 1000 b_у

,

где b_y — количество уксусной кислоты, % от рабочего раствора соляной кислоты (b_у=f+0,8, где f — содержание в соляной кислоте железа, равное f=0,5%, тогда b_У = 0,5+0,8= 1,3 %); W —объем рабочего солянокислотного раствора, равный 10 м³; С_у — концентрация уксусной кислоты (принимаем С_у = 80%). Подставляя числовые значения величин в формулу имеем: