Полная версия

Главная arrow География arrow Защита насосного оборудования нефтяных скважин в осложненных условиях эксплуатации

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Фильтры, устанавливаемые на забоях нефтяных и водозаборных скважин

Существует несколько типов конструкций забоев скважин, снижающих содержание механических примесей в добываемой продукции (рис. 16). Выбор того или иного типа забоя скважины зависит от прочности пород, технико-технологических и геологических условий.

Конструкции забоев скважин, предотвращающие вынос механических примесей

Рис. 16. Конструкции забоев скважин, предотвращающие вынос механических примесей: 1,2 - забойный и гравийный фильтры; 3 - центратор; 4 - расширенная часть ствола скважины; 5 - проницаемый тампонажный состав; 6 - открытая поверхность искусственного фильтра

В существующей практике по борьбе с пескопроявдениями определились три основных направления в технологии оборудования забоев скважин фильтрующими устройствами [34]:

1. Обсаженные добывающие скважины оснащаются вставными фильтрами, которые устанавливаются на забое в интервале перфорации с помощью пакера, располагаемого выше верхних отверстий интервала перфорации. Разновидностью данной технологии является установка противопесочного фильтра на приеме насосной установки.

  • 2. Сооружение гравийных фильтров в процессе заканчивания скважин бурением. Скважина имеет открытый ствол, в расширенном интервале которого установлен противопесочный фильтр. Между фильтром и пластом закачивают гравий, состоящий из крупнозернистого отсортированного кварцевого песка.
  • 3. Предотвращение пескопроявлений в паронагнетательных скважинах, фильтры которых имеют отличия, связанные с особенностями работы этих скважин.

Для всех перечисленных технологий предотвращения пескопроявлений основным звеном является фильтр-каркас.

Анализ работы фильтрующих устройств, выпускаемых в России и других странах и используемых в нефтегазовой отрасли, показал, что они должны удовлетворять следующим основным требованиям [36]:

  • • иметь достаточно высокую механическую прочность и устойчивость против коррозии и эрозионного воздействия среды;
  • • обеспечивать стабильную гидродинамическую связь с продуктивным пластом и суффозийную устойчивость пород в призабойной зоне пласта;
  • • обеспечивать возможность проведения механической или химической очистки фильтра (регенерацию) без извлечения его из скважины.

Наиболее отвечающими задачам ограничения пескопроявлений считаются каркасные фильтры с горизонтальными щелями, у которых меньше гидравлическое сопротивление и влияние интерференции отверстий [34, 35].

Основными параметрами фильтра, позволяющими регулировать фракционный состав выносимых твердых частиц, являются при прочих равных условиях размер и форма фильтрационных отверстий и геометрия элементов фильтрующей оболочки. Хотя единого мнения в выборе размера отверстий в настоящее время не существует, но можно определенно сделать некоторые выводы:

1. В подборе противопесочного забойного фильтра для скважин с обсаженным стволом необходимо учитывать не только фракционный состав и оптимальный размер щелевого отверстия, но и значение кольцевого зазора между фильтром и стенкой эксплуатационной колонны, где формируется естественная набивка из пластового песка с высокой проницаемостью. При этом как бы получается эффект двойного забойного фильтра.

  • 2. Сравнение работы проволочных фильтров с круглым и трапецеидальным сечением фильтрующей обмотки показало, что гидродинамические параметры у фильтров с круглым сечением проволоки лучше, а пескоудерживающие характеристики, включая и сводообразование, лучше у фильтров с трапецеидальным сечением обмотки.
  • 3. При содержании глинистых частиц не более 10% забойные фильтры с титановыми фильтроэлементами показывают хорошие результаты.
  • 4. Фильтроэлементы из металлорезины эффективны для забойных фильтров, используемых в паронагнетательных скважинах и при пароциклической обработке скважин, в продукции которых имеются механические примеси.

Одним из направлений по борьбе с проявлениями механических примесей является использование гравийных фильтрующих устройств, создаваемых в процессе заканчивания скважин бурением [11, 34]. Сущность технологии создания гравийного фильтра заключается в следующем. Эксплуатационная скважина бурится и цементируется до кровли продуктивного пласта, после чего долотом меньшего размера разбуривается продуктивный пласт. Затем проводится расширение ствола в интервале продуктивного пласта, спуск фильтра с учетом возможного перекрытия этого интервала и закачка гравия (крупнозернистого отсортированного кварцевого песка) в расширенный интервал между пластом и фильтром. При этом очень важно правильно подобрать диаметр зерен гравийной набивки. Анализ работ, проведенных в нашей стране и за рубежом, показал, что оптимальным является диаметр

где б/Грав - диаметр гравия; D50 - диаметр зерен 50%-й фракции кривой механического состава пластового песка.

В зарубежной практике имеются различные технологии намыва гравия, разработаны жидкие составы, не снижающие продуктивности пласта, выпускается серийное оборудование для расширения продуктивных интервалов пластов и регенерации фильтров без их демонтажа, дающее возможность заменять гравийную набивку в случае необходимости [57-59].

Из зарубежных компаний в деле предотвращения пескопроявле- ний с помощью гравийных фильтров значительных результатов достигли фирмы «Тип Петролеум», «Лайенс», «Локомэтик» (США), «Но- гаока» (Япония), «Шлюмберже» (США) и др.

Фирмой «Тип Петролеум» на месторождении Сан-Арго (округ Монтеррей, штат Калифорния) в 14 скважинах с высокими показателями механических примесей в продукции были установлены забойные гравийные фильтры. В результате этого общий прирост среднесуточной добычи нефти и суммарных темпов отбора нефти, соответственно, составил 46 и 72 %. Стоимость ремонтов по причинам пескопроявлений снизилась на 49 %.

Опыт создания гравийного намывного фильтра с использованием оборудования фирмы «Лайенс» был осуществлен на Южно- Бугундырском участке (Краснодарский край) в процессе бурения скважины №22 [17, 34]. Эксплуатационная колонна диаметром 168 мм была спущена до отметки -168 м при забое 200,3 м и зацементирована с помощью манжетной заливки. После этого провели расширение диаметра пилотного ствола скважины до 240 мм, после чего в расширенный интервал до глубины 192,5 м спустили проволочносварной каркас забойного фильтра. Через затрубное пространство было закачено (намыто) 2 050 кг гравия, зафильтровое пространство за- пакеровали и освоили скважину. При освоении и опытной эксплуатации скважины выноса песка не наблюдалось.

Аналогичная технология применяется и в других нефтедобывающих регионах мира.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>