Полная версия

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

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

РАЗРАБОТКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И ТЕХНОЛОГИЙ БОРЬБЫ С ОСЛОЖНЕНИЯМИ В ПЕСКОПРОЯВЛЯЮЩИХ ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИНАХ

Осредненные значения параметров фракционного состава твердых взвешенных частиц и применение забойных фильтров

Гранулометрический состав как для каждой из свит, так и для проб одной свиты, отобранных с разной глубины, представлены неоднородным составом. Потому предлагается усреднить данные характеристик для каждой свиты (рис. 23).

На основе анализа полученных кривых определены характеристики керна для каждого из пластов (табл. 11). Под Dx подразумевается размер частиц, при котором накопленный вес частиц (относительный) с размером более Dx равен х.

Исходя из рекомендаций производителя фильтров, анализа имеющегося в мировой практике опыта, разработан алгоритм подбора фильтрующих устройств, представленный на рис. 24.

Осредненные кривые распределения частиц для каждой из свит

Рис. 23. Осредненные кривые распределения частиц для каждой из свит: -а- - долганской; -ф- - насонской

Характеристики керна

Таблица 11

Пласт

Ао

Ао

Ао

Ао

As

Ао/Аз (коэффициент отсорти- рованности)

Ао/Ао (коэффициент однородности)

Содержание мелких фракций (< 44 мкм),

%

Насон

220

130

115

30

20

11

4

13

Долган

270

130

100

5

5

54

26

30

В данной матрице (матрица диапазонов применимости технологий контроля пескопроявлений (МДПТ)), исходя из 2 характеристик керна, предлагается ряд технологий для ограничения выноса песка.

Следует отметить, что в ряде случаев возможно не единственное решение задачи: так, для очень мелкого песка при коэффициенте однородности менее 5 возможно использование как многослойных сетчатых фильтров, так и гравийной набивки или расширяемых фильтров.

Алгоритм подбора фильтрующих устройств

Рис. 24. Алгоритм подбора фильтрующих устройств

Для пластов долганской свиты рекомендуется использование гравийной набивки или расширяемых фильтров, а для пластов насо- новской свиты возможно также использование многослойного сетчатого фильтра. В силу технических сложностей с оперативной организацией гравийной набивки решено было остановиться на использовании для контроля пескопроявлений фильтров различных типов. В силу множественности решения задачи было принято решение о проведении опытных испытаний с целью выбора наилучшей технологии по контролю пескопроявлений.

В течение 2010 г. были проведены опытно-промышленные испытания фильтров различной конструкции: щелевых - двух типов: 1щ и Пщ и многослойных сетчатых - также двух типов: 1с и Пс. Основные технические требования, предъявляемые к данным фильтрам, представлены в табл. 12.

Технические требования к фильтрам

Таблица 12

Фильтр сетчатого типа

Фильтр щелевого типа

Пропускная способность > 2 000 м3/сут

Общая длина компоновки 200 м, эффективная длина фильтра > 160 м

2 слоя сетки с точностью фильтрации 100 мкм (фильтрующая сетка) и 200 мкм (дренажная сетка) каждый

Ширина щели 100 мкм

Наилучшие результаты как по темпу снижения ТВЧ после запуска, так и по минимальному значению ТВЧ при запуске были получены при использовании фильтров сетчатого типа.

На рис. 25 представлены результаты испытаний при выводе скважин на режим. Значения ТВЧ усреднены посуточно. Во всех случаях отмечается постепенное снижение ТВЧ после запуска установки.

С учетом тренда изменения, а также конечных значений концентрации взвешенных частиц (КВЧ), наилучшие результаты были получены при использовании многослойного сетчатого фильтра 1с.

По скважинам, в которых установлены фильтры типа Вз-12, 1с (поз d на рис. 26), для наглядности построена диаграмма изменения выноса твердых взвешенных частиц во времени для определения характера изменения работоспособности данного фильтра. Тренд показывает на постепенное снижение работоспособности фильтра.

Динамика изменения усредненного значения ТВЧ при ВНР

Рис. 25. Динамика изменения усредненного значения ТВЧ при ВНР: а - скважины Вз-4 (фильтр 1щ); 6 - скважины Вз-3 (фильтр Ищ); в - скважины Вз-5 (фильтр 11с); г - скважины Вз-12 (фильтр 1с); ? - ТВЧ, мг/л;--дебит, м3/сут

Диаграмма изменения выноса твердых взвешенных частиц во времени и линия тренда:^ - поз. d скважины Вз-12 (фильтр 1с); — - логарифмическая (поз. d) скважины Вз-12 (фильтр 1с)

Рис. 26. Диаграмма изменения выноса твердых взвешенных частиц во времени и линия тренда:^ - поз. d скважины Вз-12 (фильтр 1с); — - логарифмическая (поз. d) скважины Вз-12 (фильтр 1с)

Исходя из тренда изменения расхода механических примесей во времени по всем типам фильтров, а также их конечных значений, можно констатировать, что наилучшие результаты были получены при использовании многослойного сетчатого фильтра (поз d рис. 26).

В результате внедрения противопесочных фильтров на забоях скважин Ванкорского месторождения в течение 12 мес. удалось увеличить среднюю наработку УЭЦН на отказ с 16 сут (без использования фильтров) до 77 сут. Вынос механических примесей на начальной стадии на скважинах со спущенными фильтрами значительно ниже по сравнению с ТВЧ на скважинах, работающих без фильтров (рис. 27). Среднее значение ТВЧ составляет: 1 800 мг/л на скважинах с проволочными фильтрами, 600 мг/л на скважинах с сетчатыми фильтрами, 10 000 мг/л на скважинах без фильтров. После стабилизации режима работы и создания естественного фильтрующего прослоя в призабойной зоне (15 дней на скважинах с сетчатыми фильтрами, 30 дней на скважинах с проволочными фильтрами) наблюдается снижение количества твердых взвешенных частиц до 200 мг/л.

На основании проведенных мероприятий по опытно-промышленным испытаниям противопесочных фильтров было принято решение оборудовать весь фонд водозаборных скважин Ванкорского месторождения забойными фильтрами сетчатого типа. Количество скважин, эксплуатируемых с помощью сетчатых фильтров, увеличилось с одной до двадцати семи за последний год.

Динамика изменения усредненного значения ТВЧ по месяцам

Рис. 27. Динамика изменения усредненного значения ТВЧ по месяцам:

- Iщ (ВЗ-4); - 11ид (ВЗ-З); -*г- - Ic (ВЗ-12); -а- - lie (ВЗ-5)

Изначально проектная конструкция водозаборных скважин не предусматривала использования каких-либо средств для контроля выноса песка, что привело к низким наработкам УЭЦН на отказ (вплоть до 16 сут), невозможности обеспечения требуемых уровней закачки и риску невыполнения всей программы ППД на Ванкорском месторождении.

Своевременный анализ гранулометрического состава керна, понимание геологического строения водоносных пластов, а также использование матриц диапазонов применимости технологий позволило обоснованно подойти к выбору технологии для контроля пескопрояв- лений. Неединственность решения данной задачи была устранена путем проведения испытаний различных типов фильтров, по результатам которых многослойные сетчатые фильтры были признаны наилучшим выбором для контроля пескопроявлений. В результате срок наработки на отказ УЭЦН увеличился в 5 раз и составил 77 сут. Появилась возможность обеспечить необходимые уровни добычи воды, а значит, и закачки для системы ППД. Снижение КВЧ в воде с водозаборных скважин позволило существенно упростить ее подготовку и обеспечить характеристики, необходимые для закачки ее в нефтенасыщенные пласты на Ванкорском месторождении.

Однако значительное содержание ТВЧ даже при использовании забойных фильтров заставляет искать дополнительные средства защиты УЭЦН от ТВЧ.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>