Новітні технології по відновленню нафтових свердловин і підвищення видобутку нафти

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

З дисципліни

“Техніка та технологія галузей народного господарства”

на тему:

“Новітні технології по відновленню

нафтових свердловин і підвищення видобутку нафти”

Фактичні дебіти
нафтових свердловин, як правило, у кілька разів менше потенційних дебітів. Це зв'язано з погіршенням фільтраційних властивостей шару в присвердловинній зоні внаслідок забруднення колектора мікрочастинками при буравленні, демонтажі, розкритті шару перфорацією і ремонті шпар, у результаті чого відбувається погіршення умов припливу нафти із шару в шпару. Зміна продуктивності шпари при цьому кількісно описується параметром ОП, що представляє собою відношення продуктивності шпари до погіршення фільтраційних властивостей присвердловинної зони до продуктивності шпари після погіршення фільтраційних властивостей привердловинної зони. Зменшення проникності колектора в присвердловинній зоні шару в п'ять разів приводить до зменшення продуктивності шпар у два рази, а зменшення проникності в 10 разів приводить до падіння продуктивності в 3,5 рази.

Результати гідродинамічних досліджень
шпар родовищ Західного Сибіру показують, що в 50% шпар продуктивність знижена в два рази, у 25% - у чотири рази, і в 10% шпар у 10-30 разів. Значно забруднені високо проникаючі шари, для яких середнє значення параметра ОП дорівнює 3.0. Геофізичними дослідженням установлено, що відношення працюючих інтервалів до перфорованих не перевищує 30-40%, а середнє значення глибини проникнення фільтрату бурового розчину складає 3-4 діаметра шпари.

З метою збільшення продуктивності нафтових шпар
використовується імпульсно-струминна технологія реалізована через комплекс устаткування ІСК-1, модулі якого встановлюються на поверхні і на глибині в інтервалі перфорації.

Останніми роками розроблені і використовуються нова технологія й устаткування (імпульсно-струминний комплекс - ІСК-1) для відновлення свердловин і збільшення видобутку нафти. Технологія захищена поруч авторських посвідчень і запатентована. Устаткування, що входить у комплекс імпульсно-струминного впливу виробляється компанією "ХИОН".

Для відновлення і збільшення продуктивності нафтових свердловин пропонується імпульсно-струминний комплекс (ІСК-1)
, модулі якого встановлені на поверхні (на устя свердловини) і на глибині в зоні перфорації.

В основі технології обробки прискважинной зони шару ІСК-1 лежить вплив на колектор імпульсами тиску, що пульсують струменями і статичними депресіями великої амплітуди. Перевагою технології є: абсолютна екологічна чистота, висока ефективність, мобільність, широта діапазону розв'язуваних задач.

Застосовуваний у комплексі мультиплікаторний генератор імпульсів принципово відрізняється від існуючих вітчизняних і світових аналогів високим коефіцієнтом корисної дії.

Генерування імпульсів відбувається за рахунок використання енергії потоку робочої рідини, що протікає через генератор, а також за рахунок роботи імпульсно-депресійної установки розташованої на поверхні.

ПЕРЕВАГИ ТЕХНОЛОГІЇ

· абсолютна екологічна чистота;

· висока ефективність;

· мобільність;

· широта діапазону розв'язуваних задач

ПРИЗНАЧЕННЯ ІСК-1

Комплекс імпульсно-струминного впливу ІСК-1 призначений:

для створення динамічних навантажень (експресійних і депресійних) на присвердловинну зону на різних глибинах з метою поліпшення фільтраційних характеристик пористо-проникного середовища;

для генерації імпульсно-струминного тиску, що сприяє гідророзриву шару.

Даний комплекс дозволяє здійснювати вплив на шар, як у середовищі пластового флюїду, так і в середовищі хімічних реагентів, що забезпечує найбільш ефективне реагентно-импульсное вплив, що сполучить фізико-хімічну і фізико-механічну обробку шару. ІСК-1 може також застосовуватися для освоєння свердловин після капітального ремонту і буравлення.

СКЛАД ІСК–1

1. генератор імпульсно - струминних коливань;

2. імпульсно-депрессіонна установка із системою гідравлічного керування

3. струминний насос;

4. пристрій блокування ежектора струминного насоса;

5. пристрій блокування генератора імпульсів;

6. блок автоматичної синхронізації роботи струминного насоса і генератора імпульсів;

7. гідродинамічний фільтр;

8. пакет (від замовника).

ІСК-1 призначений для використання у видобувних і нагнітальних свердловинах діаметром 127, 152 мм.

ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ІСК-1

· Робоча рідина - вода, нафта, неграничний гас, водяні розчини кислот (до 8 %), крім HF, інші неагресивні рідини з в'язкістю не більш 25 Сст і температурою не більш 120° С.

· Витрата робочої рідини 3..6 дм з/с при перепаді тиску рідини на ІСК-1 5...20 Мпа.

· Частота генеративних імпульсів - 10... 160 1 / хв.

· Піковий рівень підвищення тиску при роботі генератора імпульсно- струминних коливань у зоні перфораційних отворів 10...20 Мпа;

· Рівень депресії при роботі струминного насоса - 20...30 Мпа.

· Різьблення насосно-компресорних труб (гладких) 73 трубна за ДСТ 6211-81

· Габаритні розміри основного модуля - генератора імпульсно-струминних коливань, діаметр 118, довжина 1200 (мм).

· Сумарна маса комплексу - 300 кг.

ОПИС РОБОТИ ІСК–1

Устаткування, використовуване при проведенні технологічних операцій, включає насосну установку ЦА-320, бурову ємність, блок долива, фільтр, лінії нагнітання і буровий рукав,

Імпульсно-струминний комплекс, призначений для реалізації описуваного способу роботи, містить колону (1) насосно-комрессорних труб і встановлений на колоні струминний апарат з активним соплом (2), камерою змішання (3), дифузором (4), каналом підведення активного середовища (5) і каналом підведення пасивного середовища (6). Установка додатково постачена пакером (7), гідроімпульсним пристроєм (8), з турбогенераторною голівкою (9). Вставка, що блокує, 11 (мал.1) установлена з можливістю заміни її в залежності від виробленої операції на депресивну вставку 12 (мал.4).

Канали (5,6) підведення активного і пасивного середовищ до струминного апарата перекриті при установці вставки, що блокує, (11) стінками останньої, при установці депресивної вставки (12) - зазначені канали відкриті але ізольовані друг від друга шляхом перекриття поперечного переріза колони насосно-компресорних труб (1) стінкою депресивної вставки (12).

На поверхні встановлене імпульсно-депресійний пристрій, що складається з камери розрядки (13), у якій переміщаються з можливістю замкового сполучення плунжер (14) і підпружинена втулка (15). При цьому хід плунжера (14) обмежений поперемінно установлюваними фіксаторами (16) на відстані (а) мал.2, і (17) на відстані (б). Плунжер (14) приводиться в рух гідроциліндром (18) з підпружування штока пружиною (19) і з можливістю гідравлічного замикання поршневої порожнини гідрозамком (20) з керуванням від гідророзподільника (21) і подачею від гідронасоса (22) робочої рідини з бака (23). Камера розрядки (13) має дренажний вільний гідравлічний висновок у ємність (24).

По колоні насосно-компресорних труб (1) подають під тиском активне рідке середовище, у якості якої використовують неагресивні чи рідини розчини з кінематичною в'язкістю не більш 25мм/з (сантистокс) і температурою не вище 120 С, наприклад: нафта, неграничний гас, водяні розчини кислот (до 8%), крім НР, сольові розчини і т.п.

Під робочим тиском активне рідке середовище по колоні (1) надходить у мультиплікатор тиску, установлений нижче зони перфорації. На цьому етапі роботи ІСК-1 вставка, що блокує, (11), попередньо встановлена в струминному апараті, перешкоджає надходженню середовищ у канали (5) підведення активного середовища і (6) підведення пасивного середовища. Одночасно з цим під дією тиску активного середовища закритий її прохід через систему зворотних периферійних клапанів (10). При цьому пакер (7) знаходиться в транспортному положенні (не распакерований) і не перешкоджає перетіканню середовища між підпакерною і надпакерною зонами.

Роботу мультиплікатора тиску можливо проводити шляхом прокачування через нього активного рідкого середовища в плині 20-30 хвилин з витратою 3-6 л/с, потім витрата поступово збільшити до 6-12 л/с. Обробку починають установивши мультиплікатор тиску (вихідні канали) нижче рівня перфорації приблизно на 2 метри, потім його чи східчасто плавно піднімають уздовж стовбура свердловини і роблять обробку з частотою створюваних імпульсів від 70 до 150 імпульсів у хвилину і з величиною тиску від 1,7 до 2,2 величини статичного тиску в свердловині на рівні шару. Час обробки в залежності від механічних властивостей колектора складає, як правило, 90-120 хвилин на 1 метр інтервалу перфорації.

На кожнім інтервалі перфорації роблять обробку в двох режимах – депресійним імпульсним пристроєм, розташованим на поверхні (мал. 2):

Перший режим фіксатор (16) установлюють на відстані (а) від торця ступіні плунжера (14) мал.1. У початковому положенні за допомогою гідроциліндра (18) плунжер (14) підгортається до втулки (15) і герметизує свердловину. Далі поршнева порожнина гідроциліндра (18) перекривається гідрозамком (20) і за допомогою насосного агрегату виробляється підйом тиску до установленої величини 10...15Мпа. Після чого за допомогою розподільника (21) гідрозамок (20) виключається з'єднуючи поршневу порожнину гідроциліндра (18) зі зливом. Під дією пружини (19) і свердловинного тиску плунжер різко переміщається на відстань (а) відкриваючи на невеликий проміжок часу свердловину. При цьому рідина з великою швидкістю почне переміщатися в утвореному зазорі між плунжером (14) і втулкою (15). Втулка (15) під дією власної пружини і гідравлічного тиску в свердловині також переміститься на величину (а) чи трохи більше (що забезпечується конструкцією) і різко зістикується з плунжером (14).

Різке перекриття потоку рідини зі свердловини викликає зворотний гідроудар, що буде поширюватися в свердловину і впливати гідростатичним імпульсом на призабійну зону (мал.3).

Другий режим роботи депрессионной імпульсної установки зв'язаний з переміщенням плунжера (14) на відстань (б) при установці фіксатора (17). При цьому переміщення втулки (15) обмежується відстанню (а), наприклад застосуванням стопорного кільця, отже оскільки а>б забезпечується постійний відкритий зв'язок свердловини з камерою (13) і ємністю (24).

Завдяки наявності рідини в порах свердловини, створювані імпульсно-депресійне навантаження поширюються в присвердловинній зоні шару. У результаті виникають механічні порушення в пористому середовищі, відбувається розущільнення кольматиуючого матеріалу і глинистих включень, від стінок порових каналів відокремлюються забруднюючі частки, внесені в пори на стадії буравлення свердловини (частки бурового розчину), так і на стадії експлуатації свердловини (при глушінні свердловини й інших операцій).

Під час роботи стежать за наявністю зважених часток у, що витягається зі свердловини рідкому середовищу. По закінченні обробки піднімають мультиплікатор тиску приблизно на два метри вище верхніх отворів перфорації, потім свердловину глушать, демонтують лінію нагнітання, монтують фонтанну арматуру. Зворотним промиванням піднімають вставку, що блокує, (11), фонтанну арматуру демонтують і встановлюють пакер (приводять його в робоче положення), а в струминному апараті встановлюють депресивну вставку (12), ізолюючи друг від друга канали підведення (5 і 6).

Далі шляхом прокачування активного рідкого середовища через струминний апарат у при свердловинній зоні створюють депресію, викликаючи приплив пасивного рідкого середовища із шару і вимиваючи в такий спосіб із присвердловинної зони зважені частки, причому відкачку пасивного середовища роблять через систему зворотних периферійних клапанів (10), установлених на колоні насосно-компресорних труб (1) нижче пакера (7).

мал. 1
імпульсно-струминний комплекс у період гідроімпульсної обробки свердловини за допомогою мультиплікатора

мал. 2
період "пролонгованого" хвильового впливу на шар з поверхні

мал. 3
період депресійної "розрядки" свердловини

мал. 4
період відкачки середовища зі свердловини