Подземный ремонт нефтяных и газовых скважин

 

  Определение относительного  давления в системе  скважина–пласт 

     Под относительным давлением Р_отн понимают отношение давления в пласте Р_пл к гидравлическому давлению в скважине Р_гс. 

где P_пл= 225 атм (табл. 1). 

где Н = 2350 м – глубина скважины (табл. 1);

   ρ = 860 кг/м³ – плотность нефти в скважине;

g – ускорение силы тяжести, м/с² (g=9,81 м/с²).

     Тогда:

Па;

1962601 Па = 196,2601 атм; 

Пластовое давление превышает гидростатическое. Следовательно для глушения скважины необходима жидкость глушения с плотностью больше 1000кг/м³ 

  Определение плотности,  объема жидкости  глушения скважины (ЖГС)  и количества циклов  глушения 

     Плотность ЖГС определяется по формуле: 
 
 

где К₁ – коэффициент, учитывающий рост пластового давления с глубиной:

     Для скважин глубиной свыше 1200 м К₁=1,05 (исходя из правил безопасности ПБ 08-624-03);

     g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с²;

     Н = 2650 – глубина скважины, м.

  кг/м³.

     Объем ЖГС определяется по формуле:  
 
 

где К₂ – коэффициент, учитывающий объем ЖГС для долива в скважину при подъеме НКТ. Принимается К₂=1,1.

       V_скв – объем скважины, м³. 

где D_вн = 0,146-0,015 = 0,131 м – внутренний диаметр эксплуатационной колонны.

     Тогда:

  м³.

  м³.

Принимаем 35 м³

     Рассчитав объем жидкости для глушения скважины, следует учесть, что при глушении скважины, в емкостях должно быть дополнительно  100% жидкости в качестве резерва.

     Количество  циклов глушения: 

где V_кп – объем кольцевого пространства (затрубного) между колонной НКТ и Д_вн. Он определяется по формуле: 

где  D_нкт=0,073 м (табл. 2);

      

   L=2306,5 м (середина интервала продуктивного пласта, на данную длину спускается НКТ);

D_вн=0,112 м.

     Тогда:

  м³; 

     Принимаем N=2.

  Выбор состава  и свойств жидкости  для глушения скважины 

  Таблица 2

Состав  и параметры ГЭР без твердого утяжелителя

Номер состава	Состав 1 м3 ГЭР				Параметры ГЭР
	нефть плотностью 0,87г/см3	ЭС-2 плотностью 0,95г/см3	водная  фаза		плотность, г/см3	вязкость по ВП-5, с	статическое напряжение сдвига, сПа
			плотность, г/см3	количество			через 1 мин	через 10 мин
1	0,392	0,008	1,00	0,600	0,95	500-650	30-40	40-50
2	0,397	0,003	1,10	0,600	1,00	550-600	25-30	30-35
3	0,397	0,003	1,18	0,600.	1,05	450-600	20-25	25-0
4	0,396	0,004	1,25	0,600	1,09	400-600	25-28	28-35
5	0,396	0,004	1,30	0,600	1,12	350-500	18-25	20-30
6	0,395	0,005	1,36	0,600	1,16	300-450	12-18	18-23

 
 

      Определяем  количество необходимых компонентов  для приготовления всего рассчитанного  количества ГЭР исходя из объемов, применяемых  для изготовления 1 м³ раствора (табл. 3);

     Объем нефти:

V_н = V_жгс · V_{н.удельн} = 35 ·0,397 = 13,895 м³;

     Объем эмульгатора-стабилизатора:

V_э-с = V_жгс · V_{э.удельн} = 35·0,003 = 0,105 м³;

     Объем пластовой воды:

V_п.воды = V_жгс · V_{п.в.удельн} = 35·0,6 = 21 м³.

 

  Жидкости  глушения на основе минеральных солей

     В группе ЖГ на водной основе ведущая  роль принадлежит не содержащим твердой  фазы водным растворам минеральных  солей. Широкое применение солевых  растворов, используемых как ЖГ, обусловлено  простотой и непродолжительностью их приготовления, устойчивостью к  воздействию температур. Из комплекса  причин, вызывающих снижение проницаемости  продуктивного пласта при воздействии на них ЖГ, в случае использования таких рассолов, исключается необратимая направленная кольматация пор твердыми частицами, набухание глинистых минералов пласта (ингибирующий эффект).

     К положительным качествам рассолов можно отнести также их морозостойкость, что важно для условий Западной Сибири, и экологическую чистоту.

     Однако  ЖГ на основе минеральных солей, контактируя  с продуктивным пластом, фильтруются  в него, что приводит к снижению проницаемости призабойной зоны. Для снижения фильтрации ЖГ в пласт  необходимо применять полимерные реагенты (модифицированный крахмал, реагенты группы оксиэтилцеллюлозы), осуществляя контроль за реологическими и фильтрационными  свойствами рассолов.

     К недостаткам ЖГ на основе минеральных  солей также можно отнести: образование  нерастворимых осадков при контакте с пластовыми водами; эмульсионное блокирование пор пласта жидкостью  глушения в результате капиллярных  давлений, образующихся на границе  раздела фаз. Хотя по некоторым свойствам  эти жидкости не совсем отвечают требованиям, предъявляемым к ЖГ, простота и  возможность их приготовления без  особых затрат в условиях промыслов  обусловили их повсеместное применение.

      

   Пластовая вода, подтоварная  вода

   Свойства  жидкости

   Плотность, г/см^{3 ……………………………………...……..}1,08-1,12

   Динамическая  вязкость, мПа·с ……….……1 5-3 6

   рН  ………………………………………..…..6-7

   Температура замерзания, °С ………………Минус 7-12

   Содержание  примесей,  % ………………….До 1,0

   Содержание  компонентов, %:

   NaCl …………………………………….…….6,0

   CaCl₂ …………………………………….……0,45

   MgCr₂ …………………………………………0,2

   Минерализация вод, мг-экв/л ……………….3000-7000 

  Выбор насосного агрегата и емкостей

     Выбираем  агрегат ЦА-320, так как пластовое  давление (табл. 1) близко по значению к  максимальному давлению данного  агрегата. В таблице 3 приведены характеристики агрегата ЦА-320. На рисунке  1 приведена схема цементировочного агрегата ЦА-320. 

  Таблица 3

Техническая характеристика агрегата ЦА-320

Агрегат	Поршневой насос	Максимальная  подача, л/с	Давление при  максимальной подаче, МПа	Максимальное  давление, МПа	Подача при  максимальном давлении, л/с	Водоподающий  блок	Максимальное  давление, МПа	Максимальная  подача, л/с
ЦА-320М	9Т	22,8	3,7	32,0	2,1	Насос 1В	1,5	1,5

 

Рис. 1.   Схема цементировочного агрегата: 1 – шасси автомобиля КрАЗ-250, КрАЗ-65101, 2 – коробка отбора мощности, 3 – блок водоподающий с центробежным насосом, 4 – насос НЦ-320, 5 – колено шарнирное 50х70, 6 – колено шарнирное сдвоенное 50х70, 7 – бак мерный с донными клапанами, 8 – бачок цементный, 9 – манифольд, 10 – труба L=4065, 11 – труба L=2065, 12 – труба L=1140 

     Учитывая  агрессивную среду жидкости для  глушения (параметры табл. 3) выбираем автоцистерну АЦН-10С-4320. Изготовитель – «УралСпецТранс».

     Исходя  из рассчитанного объема жидкости (35 м³) и учитывая резервный объем (3 м³), заключаем, что нам необходимо 4 цистерны.

  Автоцистерна АЦН-10с-4320 предназначена для транспортирования технической воды, глинистых и солевых растворов и подачи их к передвижным насосным и смесительным установкам при проведении различных промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах. Цистерна оборудована системой подогрева жидкости от установки типа «ППУ». 

  Таблица 5

  Техническая характеристика автоцистерны АЦН-10С-4320

Базовое шасси для автоцистерны	УРАЛ 4320-1920
Двигатель	ЯМЗ-236НЕ2
Мощность, кВт (л. с.)	169 (230)
Колесная  Формула	6x6
Вместимость автоцистерны, л	10 000
Наибольшая  плотность транспортируемой жидкости, т/м3	1,4
Наибольшая  масса транспортируемой жидкости, т	12
Полная  масса автоцистерны, кг, не более	21 300
Длина	9 165
Ширина	2 500
Высота	2 850
Вакуумный насос	1СЦЛ-00А
Производительность, м3/ч	21,6
Глубина самовсасывания, м, не менее	4,5
Напор, м	30

 

Рис. 2. Автоцистерна АЦН-10С-4320 

Расстановка выбранных агрегатов  и обвязка