ТЕХНОЛОГИИ ГЛУШЕНИЯ СКВАЖИН
Под технологическим процессом глушения следует подразумевать комплекс мероприятий по выбору жидкостей глушения, обеспечивающих безопасное и безаварийное проведение ремонтных работ, их приготовлению и закачке в скважину.
Глушение скважин жидкостью выполняют для создания противодавления на пласт с целью предотвращения открытого фонтанирования, выбросов нефти, газа при снятии устьевого оборудования и подъеме труб из скважины. При проведении процесса глушения производится замена скважинной жидкости на жидкость глушения. Глушение скважин допускается при полной или частичной замене скважинной жидкости с восстановлением или без восстановления циркуляции.
Работа по глушению скважины производится под руководством мастера бригады, либо ответственного за выполнение работ специалиста УПНП и РС согласно плану работ, утвержденному главным инженером и заместителем начальника по геологии УПНП и РС.
Для выполнения процесса глушения используется следующее оборудование:
— цементировочный (промывочный) агрегат с манифольдными трубопроводами;
— передвижные, герметичные емкости (автоцистерны);
— емкости для хранения жидкости глушения и долива ее в процессе ремонта скважины;
— передвижная паровая установка ППУ А-1600/100.
Требования к жидкостям глушения
Состав жидкости глушения (ЖГ) должен исключать засорение насосного оборудования при запуске скважины после ремонта в эксплуатацию.
ЖГ, применяемые для глушения скважин нефтяных месторождений, эксплуатируемых РУП «Производственное объединение «Белоруснефть», должны удовлетворять следующим требованиям:
· обеспечивать необходимую репрессию на пласт;
· не снижать проницаемость призабойной зоны
— быть химически инертной к горным породам, составляющим коллектор, совместимой с пластовыми флюидами и исключающей необратимую кольматацию пор пласта твердыми частицами;
— фильтрат жидкости глушения должен обладать ингибирующим действием на глинистые частицы, предотвращая их набухание;
— не образовывать стойких водонефтяных эмульсий первого и второго рода;
· вязкостные структурно-механические свойства жидкости глушения должны регулироваться с целью предотвращения поглощения ее продуктивным пластом;
· оказывать минимальное коррозионное и абразивное действие на ремонтное и эксплуатационное оборудование (скорость коррозии стали не должна превышать 0,10-0,12 мм/год);
· быть не токсичной и не взрывоопасной (класс опасности – не выше 3);
· быть термостабильной при высоких температурах и морозоустойчивой в зимних условиях, не дорогой и не дефицитной.
· быть технологичной в приготовлении и использовании, технологические свойства (плотность, наличие твердых частиц) ее должны регулироваться.
Раствор хлористого натрия в качестве ЖГ применять не желательно, т.к. он коррозионно активен.
Для снижения отрицательного воздействия ЖГ на пласт необходимо не допускать загрязнения растворов при транспортировке и закачке в скважину.
Плотность ЖГ должна определяться из расчета создания столбом жидкости давления в скважине, превышающего пластовое давление на величину:
— 10-15% для скважин глубиной до 1200 м, но не более 1,5 МПа;
— 5-10% для скважин глубиной до 2500 м, но не более 2,5 МПа;
— 4-7% для скважин глубиной более 2500 м, но не более 3,5 МПа.
Расчет плотности ЖГ следует производить по нижеуказанной формуле:
/1/
Рпл – пластовое давление на уровне верхнего отверстия интервала перфорации, МПа;
П – коэффициент безопасности работ, учитывающий возможность повышения пластового давления в призабойной зоне скважины в период ремонта, выбирается в соответствии с таблицей Б.1 приложения Б;
h – глубина по вертикали от устья скважины до кровли интервала перфорации или открытого ствола, м;
α – средний угол наклона (от вертикали) по стволу скважины, град.
В качестве жидкостей глушения следует применять:
– пресную, техническую и пластовую воду;
– водные растворы СаСl2;
– тяжелые жидкости глушения плотностью более 1400 кг/м 3 (КТЖ-1600, КТЖ 1600+Х, бромиды кальция, или аналоги).
– глинистые растворы с низкой водоотдачей;
специальные жидкости глушения:
– пластовую воду с добавками ПАВ с плотностью от 1000 до 1200 кг/м 3 ;
— водные растворы КМЦ;
— полисахаридные жидкости глушения (ПСЖГ).
Выбор технологии глушения
Все скважины в зависимости от величины пластового давления делятся на категории:
— I категория – скважины с пластовым давлением больше давления
статического столба скважинного флюида или равным ему;
Глушение скважин производится следующими способами:
Процесс глушения следует выполнять, руководствуясь следующими положениями:
— Скважины с аномально низкими пластовыми давлениями (при статическом уровне ниже 500 м) и газовым фактором до 200 м 3 /м 3 глушить не рекомендуется.
— Скважины с аномально низким пластовым давлением и газовым фактором более 200 м 3 /м 3 следует глушить дегазированной нефтью.
— Глушение скважин с градиентом давления 3 /сут при депрессии 5 МПа, при глушении скважин I категории, также скважин, эксплуатирующихся ШГН, работы по глушению выполняются циклами на замещение.
Нагнетательные скважины с высокой приемистостью и фонтанные скважины с Кпр>10м 3 /сут·МПа следует глушить на поглощение.
Нагнетательные и фонтанные скважины с Кпр 3 /сут·МПа должны глушиться на циркуляцию.
1.Подготовительные работы:
1.1 Проверить герметичность устьевого оборудования и фланцевых соединений;
1.2 Определить величину текущего пластового давления;
1.3 Зафиксировать все основные параметры работы скважины (в соответствии с приложением Д):
1.4 Определить необходимое количество жидкости глушения:
V= VНКТвнут + (Vэ/к внут до НКТ – VНКТнаруж) + Vэ/к внутр ниже НКТ,м 3 /2/
где: VНКТвнут – внутренний объем НКТ, рассчитывается по формуле:
rв нкт – внутренний радиус НКТ, м;
Hнкт – глубина спуска НКТ, м;
(Vэ/к внут до НКТ – VНКТнаруж) – объем жидкости в затрубном пространстве;
Vэ/к внут до НКТ – внутренний объем эксплуатационной колонны до глубины спуска НКТ:
где: rэ/к – внутренний радиус эксплуатационной колонны, м;
VНКТ наруж—наружный объем НКТ, рассчитывается по формуле:
где: rн нкт – наружный радиус НКТ, м;
Vэ/к внутр ниже НКТ–объем жидкости ниже спуска НКТ, рассчитывается по формуле:
где: Hт.з. – текущий забой, м.
1.5 Произвести расчет плотности жидкости глушения (согласно п. 7.5).
1.6 Приготовить требуемый объем жидкости соответствующейплотности с учетом аварийного запаса, объем которого определяют из геолого-технических условий.
1.6.1 Для скважин I категории объем аварийного запаса жидкости долива принимается равным 15% объема скважины.
1.6.2 Для скважин II категории объем аварийного запаса выбирается в зависимости от проводимых на скважине работ в процессе ремонта. Если работы связаны с воздействием на призабойную зону пласта с применением кислоты, то аварийный запас берется равным 5 % объема скважины.
1.7 Создаваемое давление при глушении скважины не должно превышать давления опрессовки эксплуатационной колонны, а в случаях негерметичности колонной головки и наличии связи колонного и межколонного пространства не должно превышать давления опрессовки технической колонны. При глушении всех скважин в межколонном пространстве должно контролироваться давление.
1.8 Перед началом глушения всю систему обвязки нагнетательных трубопроводов следует опрессовать на полуторакратное ожидаемое рабочее давление.
1.9 Нагнетательную линию следует оборудовать обратным клапаном.
1.10 Трубное и затрубное пространства необходимо оборудовать манометрами, произвести замеры буферного давления. Замеры буферного давления в скважине производятся в течение 2-3 ч с момента герметизации скважины.
1.11 Произвести разрядку скважины. Разрядка может производиться в разряженную до атмосферного давления нефтелинию или до давления в ней. Допускается разрядка скважины на технологическую емкость с применением жесткой линии.
2. Заключительные работы:
2.1 Демонтаж оборудования.
2.2 Сборка устьевого оборудования.
2.3 Пуск скважины в работу.
Определение плотности жидкости глушения.
2.1. Плотности жидкости для глушения скважин рассчитывается в зависимости от величины пластового давления и расстояния до ВНК по вертикали (в практике работ до кровли пласта), указанных в плане на ремонт скважины. Погрешность в расчетах на кровлю пласта незначительна и составляет менее 0.1%.
(формула 1)
Для скважин с обводненностью продукции 80% и более и газовым фактором не более 100 м 3 /м 3 допускается уменьшение коэффициента запаса 5%.
Для скважин, в которых вскрыто несколько пластов с разными пластовыми давлениями и расстоянием между ними более 50 м, в расчетах принимается величина расстояния до кровли пласта (ВНК) с более высоким пластовым давлением. При этом для предотвращения поглощения жидкости пластом с меньшим пластовым давлением, первый объем жидкости глушения (3-5 м 3 ) должен быть загущен полиакриламидом или КМЦ.
При отсутствии достоверных данных о текущем пластовом давлении, не позднее, чем за трое суток до ремонта скважины оно должно быть определено.
(формула 2)
На фонтанных скважинах текущее пластовое давление замеряется глубинным манометром.
Для глушения, в ОАО «Томскнефть» ВНК, используются следующие жидкости глушения:
| Вид жидкости глушения | Плотность, г/см 3 |
| Сеноманская вода Пластовая вода Раствор хлористого натрия Раствор Хлористого кальция | До 1.03 – 1.05 1.05 – 1.18 1.18 – 1.30 |
Количество реагента (NaCl, CaCl2), требующегося для приготовления необходимого объема жидкости глушения определенной плотности, рассчитывается по формуле:
жидкости глушения, г/см 3
При приготовлении жидкости глушения можно пользоваться данными, приведенными в «Приложение-1».
Дата добавления: 2016-03-05 ; просмотров: 7469 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Geolib.net
Справочник по геологии
Глушение скважин
Общая информация о глушении
При проведении некоторых работ по ТКРС используется циркулирующая в скважине жидкость. При бурении раствор выносит шлам, охлаждает долото и поддерживает стенки ствола скважины до установки обсадной колонны.
Рис. 1. ЦА 320 на базе КаМАЗ повсеместно используемый для глушения скважин.
При ТКРС циркулирующая жидкость может выносить песок из скважины, предотвращать выбросы, и обеспечивать гидравлическую мощность для скважинных приборов, а также выполнять функцию бурового раствора. Обрушивающиеся частицы закупоривают тонкие каналы, ухудшая проницаемость породы, поэтому нефть и газ уже не могут с легкостью проникать в скважину. Жидкость оказывает давление на боковые стенки ствола скважины, точно так же как и вода в пластиковом бассейне давит на его боковые стенки изнутри.
Бригады ТКРС часто используют пластовую соленую воду, так как она имеется в наличии и не наносит повреждения пласту. В то время как другие жидкости могут привести к обрушению частиц пород со стенок ствола. В качестве добавок могут служить сульфат бария (барит) и глина. Добавление измельченной глины увеличивает вязкость жидкости, т.е. заставляет ее течь медленнее. Частицы глины также обволакивают или «зашпаклевывают» стенки ствола скважины, как шпаклевка для отделочных работ.
Таблица 1. Классификация жидкостей глушения
Однако, часто скважину приходится глушить, и здесь важность пачек глушения выходит на первый план. Чтобы заглушить скважину, необходимо закачать в скважину жидкость с более высоким гидростатическим давлением, чем пластовое давление. Поскольку скважина проектировалась для того, чтобы добывать нефть, перфорации или освоение с открытым стволом должны иметь проницаемость, чтобы таким образом жидкость проникала в пласт. Хорошая жидкость для КРС должна быть чистой, отфильтрованной и не содержать твердой фазы. Поэтому она не может образовывать фильтрационную корку и будет быстро уходить в пласт. Для предотвращения поглощения жидкости в пласт используют пачки глушения. Неэффективная пачка глушения не только создаст потенциальные проблемы с контролем НГВП, но также может повредить перфорации и пласт, закупоривая их нерастворимыми твердыми частицами.
Пачка глушения или любой химический реагент в составе жидкости для ТКРС должен извлекаться обратно после проведения ТКРС, когда скважину переводят обратно в режим эксплуатации; или он должен разрушаться потоком углеводородов или обработкой водой или кислотой. Любые инородные твердые частицы в составе жидкости для ТКРС несут опасность остаться в пласте навсегда. Коллекторы с широким диапазоном проницаемости особенно подвержены неэффективной очистке. По возможности скважина не должна глушиться задавливанием в пласт содержимого НКТ, так как при этом вся грязь и отложения внутрри НКТ проникнут в пласт, нанося непоправимый вред пласту-коллектору.
Скважины с низким коэффициентом продуктивности (Кпрод) более подвержены повреждению, чем скважины с высоким Кпрод. Для глушения этих скважин требуются специальные пачки глушения, чтобы не снижать поглощение до эксплуатационно приемлемого уровня, но предотвращать повреждение. Скважины, на которых проводился гидроразрыв, сильно подвержены повреждению:
• Отмечается снижение Кпрод на 40%;
• Они требуют другого подхода. В некоторых районах закачивают пачку 20/40 карболитового расклинивающего агента в интервал гидроразрыва, а потом сверху закачивают пачку крупнозернистого пластозакупоривающего материала.
Основное предназначение жидкости глушения заключается в обеспечении необходимого противодавления на продуктивный пласт, исключающего ее самопроизвольный выброс и гарантирующего сохранение коллекторских свойств прискважинной зоны.
Определение плотности жидкости глушения
Одноцикличное глушение
Для глушения скважин за один цикл через насосно-компрессорные трубы, спущенные до забоя, с полной заменой скважинной жидкости и продавливанием жидкости глушения в пласт, необходимая ее плотность рассчитывается по формуле:
где П — коэффициент безопасности работ, учитывающий возможность повышения пластового давления в призабойной зоне скважины в период ремонта; Рпл — пластовое давление, Па; hиз — отметка положения искусственного забоя по вертикали скважины, м; lиз — отметка положения искусственного забоя по стволу скважины, м; α — средний зенитный угол ствола скважины, град.
Многоцикличное глушение
Количество циклов глушения для фонтанных скважин с длиной лифта до интервала перфорации — один, во всех остальных случаях количество циклов определяется отношением глубины искусственного забоя и глубиной спуска подземного оборудования:
Для глушения скважин механического фонда в условиях отстоя необходима частичная замена скважинной жидкости в интервале от устья до подвески насоса. В этом случае плотность закачиваемой за один цикл жидкости рассчитывается по формуле:
hтр — отметка глубины спуска НКТ или насоса, м; ρн — плотность жидкости под насосом.
При многоцикличном глушении скважин механического фонда при отсутствии необходимой приемистости (в скважинах с низкой проницаемостью менее 0,05 мкм 2 ) или если действующими инструкциями запрещается задавливать скважинную жидкость в пласт, плотность жидкости глушения при втором и последующих циклах глушения определяется по формуле:
Сначала жидкость глушения замещают до глубины спуска насоса, а затем через расчетное время повторяют глушение. Расчетное время Т определяют по формуле Т = H/v, где Н — расстояние от приемной сетки насоса до забоя скважины, м; v — скорость замещения жидкостей, м/с (ориентировочно можно принять 0,04 м/с).
Согласно Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности плотность жидкости глушения должна определяться из расчета создания столбом жидкости глушения гидростатического давления в скважине, превышающего пластовое давление на величину:
Определение объёма жидкости глушения
Объем жидкости глушения скважины, необходимой для глушения и технологических нужд при текущем ремонте скважин определяется:
Объем эксплуатационной колонны определяется в зависимости от длины ствола скважины, ее диаметра и толщины стенки колонны:
где hтз — глубина текущего забоя; dвн — внутренний диаметр эксплуатационной колонны.
Кроме того, на период ремонта скважина должна быть обеспечена запасом жидкости соответствующей плотности в количестве не менее двух объемов скважины на солерастворный узел.
Технология глушения
Расстановка и монтаж оборудования
Агрегаты должны быть расстановлены на расстоянии не менее 10 м от устья скважины и таким образом, чтобы их кабины не были обращены к устью. Агрегаты устанавливаются с подветренной стороны и расстояние между ними должно быть не менее 1 м. Выхлопные трубы должны быть оборудованы глушителями и искрогасителями. Не допускается установка агрегата под линии электропередач. Нагнетательные линии от агрегатов должны быть оборудованы обратными клапанами, тарированными предохранительными устройствами заводского изготовления и манометрами. Отвод от предохранительного устройства на насосе должен быть закрыт кожухом и выведен под агрегат.
Рис. 2. Расстановка наземного оборудования при глушении скважин.
Монтаж нагнетательного трубопровода должен производиться из труб и стальных шарнирных соединений высокого давления. Трубы нагнетательной линии раскладываются от насосных агрегатов к устью скважины:
Рис. 3. Схема быстроразъёмного соединения.
Испытание на герметичность
После сборки линий производится испытание линий на герметичность:
Линии считаются герметичными, если в течение 3-х минут давление опрессовки не падает. В случае обнаружения пропусков, давление снизить до атмосферного, произвести устранение пропусков и повторить опрессовку снова.
Закачивание раствора глушения
Глушение скважин может производиться прямым и обратным способом. При прямом способе, жидкость глушения закачивается через НКТ, при обратном — в затрубное пространство.
Процесс глушения (в пределах одного цикла) должен быть непрерывным. Прокачивание необходимого объёма жидкости глушения должно быть непрерывным с поддерживанием противодавления жидкости на линии выхода жидкости из скважины в пределах 2-3 МПа. При поглощении жидкости глушения пластом-коллектором необходимо уменьшить противодавление на пласт, регулируя его в диапазонах коэффициента К и снизить противодавление на линии выхода жидкости до минимума, производя глушение на ёмкость.
При закачивании необходимо наблюдать за показаниями манометров и герметичности нагнетательных линий. Не допускается нахождение персонала в зонах близлежащих к нагнетательным линиям.
Если производится глушение в два и более циклов, то скважина закрывается и ставится на отстой на время указанное в плане. Перерыв между циклами глушения должен составлять:
При глушении скважины в 2 цикла (для скважин с глубиной спуска насоса, хвостовика или НКТ, составляющей более половины длины ствола скважины до интервала перфорации) объем жидкости глушения должен быть для первого цикла не менее величины полного объема эксплуатационной колонны от глубины спуска насоса (башмака хвостовика или НКТ) до забоя.
Для второго цикла не менее полного объёма эксплуатационной колонны до глубины спуска насоса или хвостовика с учетом водоизмещения НКТ. Без наличия этого объема на скважине начинать глушение запрещается.
Перед глушением, кроме случаев, связанных с негерметичностью лифтов НКТ, производится сбитие сбивного клапана путём сбрасывания лома.
Объём жидкости глушения для 1-го цикла глушения определяется по формуле:
Объём жидкости глушения для 2-го цикла глушения определяется по формуле:
где Vводоизм — водоизмещение НКТ.
Признаком окончания глушения скважины является соответствие плотности жидкости выходящей из скважины плотности жидкости глушения, при этом объем прокаченной жидкости глушения должен быть не менее расчетной величины.
Замер плотности жидкости глушения
Контроль плотности раствора является неотъемлемой частью процесса глушения скважин. Для замера плотности используется ареометр. Чтобы замерить плотность с помощью ареометра необходимо:
Плотность жидкости глушения должна соответствовать плотности, указанной в согласованном плане работ.
Стравливание давления из скважины
Стравливание давления после окончания глушения происходит по следующей последовательности:
После того как скважина заглушена (давление в трубном и затрубном пространстве равны нулю), можно приступать к монтажу подъёмного агрегата и к самому ремонту скважины.
Определение плотности жидкости глушения.
2.1. Плотности жидкости для глушения скважин рассчитывается в зависимости от величины пластового давления и расстояния до ВНК по вертикали (в практике работ до кровли пласта), указанных в плане на ремонт скважины.
(формула 1)
· Для скважин с обводненностью продукции 80% и более и газовым фактором не более 100 м3/м3 допускается уменьшение коэффициента запаса 5%.
· Для скважин, в которых вскрыто несколько пластов с разными пластовыми давлениями и расстоянием между ними более 50 м, в расчетах принимается величина расстояния до кровли пласта (ВНК) с более высоким пластовым давлением. При этом для предотвращения поглощения жидкости пластом с меньшим пластовым давлением, первый объем жидкости глушения (3-5 м3) должен быть загущен полиакриламидом или КМЦ.
· При отсутствии достоверных данных о текущем пластовом давлении, не позднее, чем за трое суток до ремонта скважины оно должно быть определено.
(формула 2)
· На фонтанных скважинах текущее пластовое давление замеряется глубинным манометром.
· Для глушения, (к примеру) используются следующие жидкости глушения:
Вид жидкости глушения
Раствор хлористого натрия
Раствор хлористого кальция
· Количество реагента (NaCl, CaCl2), требующегося для приготовления необходимого объема жидкости глушения определенной плотности, рассчитывается по формуле:
жидкости глушения, г/см3
При приготовлении жидкости глушения можно пользоваться данными, приведенными в «Приложение-1».
· Не допускается отклонение величины плотности жидкости глушения от расчетной более чем на + 0.02 г/см3.
Допускаемые отклонения плотности жидкости глушения.
