Размещено на http://www.allbest.ru/

26

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Выполнен курсовой проект на тему «Проект предупреждения и ликвидации песчаных пробок на месторождении Кокжиде» соответственно заданию.

Цель выполнения курсового проекта состоит в том, чтобы, выполняя эту практическую работу, закрепить теоретические знания, полученные в процессе учебы в университете на лекциях, практических и лабораторных занятиях.

Задача выполнения курсового проекта состоит в том, чтобы собрать техническую, научную, научно-популярную литературу, материалы исследования в скважинах промысла, производственные отчеты, все это необходимо для выполнения курсового проекта и в дальнейшем - выполнения дипломного проекта.

Курсовой проект состоит из двух частей: первая - теоретическая часть содержит в себе анализ литературных источников - технических, научных, материалов исследований скважин месторождения, производственных отчетов. Приводятся геологические характеристики структуры, физико-химические характеристики сырья. Вторая часть содержит технику и технологию разработки и эксплуатации месторождения.

1.Теоретическая часть

1.1 Литературный обзор

Как правило, эти проблемы связаны либо с фильтрацией в рыхлых слабосцементированных коллекторах, либо с недопустимым снижением забойного давления и разрушением даже хорошо сцементированных терригенных коллекторов. В обоих случаях (при отсутствии соответствующего оборудования забоев скважин) в процессе эксплуатации на забое скважины может образовываться песчаная пробка. С гидродинамической точки зрения ее образование связано с недостаточной скоростью восходящего потока продукции в интервале забой--башмак фонтанного лифта. Песчинки, поступающие из призабойной зоны, в данном случае осаждаются, формируя на забое песчаную пробку. С течением времени размеры плотность пробки возрастают, что приводит к резкому снижению дебита скважины вплоть до ее остановки. Предотвратить образование песчаной пробки можно использованием специальных хвостовиков, которые представляют собой насосно-компрессорные трубы меньшего, чем подъемник, диаметра и спускаются до нижних перфорационных отверстий. Скорость движения продукции в хвостовике должна быть большей, чем скорость осаждения песчинок. В случае же образования песчаной пробки средством их разрушения и выноса является промывка с использованием гидромониторных насадок. Эффективными являются и сконструированные для этих целей струйные насосы. Эксплуатация пескообразующих скважин, как правило, требует периодических чисток условно делят на 3 группы: -- механические методы, предполагающие создание искусственных перемычек, доступ песка в скважину; химические методы, основанные на закачке в пласт веществ, впоследствии твердеющих и цементирующих песок; комбинированные методы, предполагающие использование механических фильтров и химическое закрепление зерен песка. При выборе способа борьбы с выносом песка в скважину учитывается ряд факторов. Большое значение имеет конструкция забоя скважин. При закачивании скважин с открытым забоем, как правило, используются механические или комбинированные способы. Химические методы закрепления песка применяются, в основном, в новых скважинах, где еще не успели образоваться каверны из-за выноса песка. При выборе способа борьбы с выносом песка учитываются температурные ограничения. Для химических методов допускаемые пределы температур составляют 16-175° С, для механических методов таких ограничений нет, кроме тех случаев, когда при образовании набивок используются нефть или загущенные растворы.

1.2 Краткая геологическая характеристика месторождения Кокжиде

1.2.1 Общие сведение по месторождению

Месторождение Кокжиде находится в Мугалжарском районе Актюбинской области Республики Казахстан. В орографическом отношении площадь работ располагается в пределах Предуральское плато. Рельеф местности представляет собой слабо всхолмленную равнину с редкой сетью балок и оврагов. Минимальные (140м) отметки рельефа приурочены к долине р.Эмба, а максимальные (260м) к отдельным возвышенностям. В целом отметки повышаются с запада на восток. На правобережье р. Эмба, от р . Темир на севере до поселка Кожасай на юге, развит массив барханных развеваемых песков Кокжиде шириной от 5 до 9 км.

Гидрографическая сеть представлена р. Эмба и ее левыми притоками р. Атжаксы и р. Ащисай. Главной водной артерией является р. Эмба. Она пересекает площадь с северо-востока на юго-запад. Река имеет постоянный водоток, хорошо выработанную долину, которая полностью заливается весной в период снеготаяния. В летнее время река значительно мелеет. Вода в реке солоноватая и пригодна только для технических нужд. Долина реки довольно широкая, в некоторых местах достигает 1,5 -2 км. Река на своем протяжении имеет небольшую глубину и песчаное дно, крутой, обрывистый левый берег и очень пологий правый, вдоль которого тянутся цепи барханных песков Кокжиде. Притоки р. Эмбы постоянного водотока не имеют, а наполняются водой во время весеннего половодья. Летом притоки пересыхают, образуя отдельные плесы.

В климатическом отношении район относится к зоне сухих степей и полупустынь. Климат резко континентальный с сухим жарким летом и холодной зимой. Самыми холодными месяцами являются январь и февраль. Минимальная температура воздуха в эти месяцы достигает -45С. Самым жарким месяцем является июль, когда температура воздуха поднимается до + 43С. Снеговой покров обычно ложится в середине ноября и сохраняется до конца марта. Вначале зимы толщина снегового покрова бывает незначительной, но в течение зимы она увеличивается до 25 см. В январе и феврале наблюдаются сильные бури, во время которых снег сносится в пониженные участки рельефа. Глубина промерзания почвы достигает 1,3 м. Характерной особенностью климата района является наличие сильных ветров, преимущественно восточного направления, вызывающие в зимний период снежные бураны, а летом - песок и пыль, образующие песчаные бури.

Среднегодовое количество осадков не превышает 170 мм. При этом основная часть осадков приходится, главным образом, на осенне-весенний период.

Растительность района бедная. Травяной покров, представленный полынью, ковалем и различными злаками, обилен весной, к лету выгорает. По балкам встречаются заросли кустарника, а по берегам р. Эмба и на окраине песков растет тальник, джида, редко ветлы.

Ближайший населенный пункт - пос. Кожасай находится в 1,5 км к юго-востоку от скв.П-2, железнодорожная станция Жем, расположена в 120 км к северо-востоку. В непосредственной близости, в 5 км к северо-востоку находится разрабатываемое с 1982г. месторождение Жанажол. Здесь построен базовый поселок нефтедобытчиков, на территории месторождения проведена линия электропередач.

На расстоянии 15 км к востоку от месторождения располагается подстанция «Жанажол Южный» ЛЭП -110кв, ЛЭП -35кв. Эта подстанция является основным объектом поставки электроэнергии при разработке Кокжиде

Источники питьевой воды находится непосредственно на самом месторождении, в северной оконечности песчаного массива Кокжиде.

1.2.2 Стратиграфия

В геологическом строении межкупольного поднятия Кокжиде, в его изученной части разреза, принимают участие отложения от антропогеновой системы до верхнепермского отдела.

Кайназойская группа

Отложения кайнозойской группы на Кокжидинской площади представлены только антропогеновой системой.

Антропогеновая система.

Отложения этого возраста представлены породами аллювиального, элювиального, делювиального происхождения. Породы аллювиального происхождения, представленные глинами, суглинками и песками распространены по балкам и в долине реки Темир. Элювиальные и делювиальные отложения, представленные суглинками, супесями, галькой и щебнем, покрывают склоны возвышенностей и холмов. Мощность антропогеновой системы составляет 0-8м.

Мезозойская группа

Разрез мезозойской группы на Кокжидинской площади представлен меловой, юрской и триасовой системами.

Меловая система

В состав меловой системы входят оба отдела: верхний и нижний.

Верхнемеловой отдел

Из отложений верхнемелового отдела на Кокжидинской площади присутствуют только породы кампанского и сантонского ярусов.

Нижнемеловой отдел

Нижнемеловой отдел слагается породами альбского, аптского, барремского и готеривского ярусов.

Кампанский ярус

Кампанский ярус представлен нижним и верхним подъярусами, но их выделение производится только по данным палеонтологического анализа ввиду литологического сходства. Отложения яруса представлены глинами с прослоями мергелей и песков. Глины зеленовато-серые, неравномерно известковистые, гипсоносные, прослоями мергелистые, неравномерно песчанистые. Мощность кампанского яруса 0-41м..

Сантонский ярус

В составе сантонского яруса выделяется два подъяруса: верхний и нижний. Выделение яруса и подъярусов можно производить только по палеонтологическим определениям.

Верхнесантонский подъярус сложен глинами зелеными и светло-серыми, песчанистыми участками известковистыми и гипсоносными ,а также песками зеленовато-серыми, разнозернистыми, иногда содержащими гальку фосфорита. Нижнесантонский подъярус, имеющий мощность 1,5м, представлен фосфоритоносным слоем, иногда сцементированным в плиту.

Мощность сантонского яруса составляет 0-8м.

Альбский подъярус

Палеонтологические и литологические данные позволяют выделять в разрезе альбского яруса все три подъяруса: верхний, средний и нижний.

Верхнеальбский подъярус

Отложения этого возраста, представлены песками и песчаниками с прослоями глин, характеризуются высокими кажущимися сопротивлениями и повышенными значениями нейтронного гамма-каротажа.

Пески желтые, слюдистые

Песчаники охристо-желтые, мелкозернистые, известковистые, различной крепости и сцементированности.

Глины серовато-желтые, неравномерно алевритистые и песчанистые.

Мощность верхнеальбского подъяруса составляет 0-35м.

Нижнемеловой отдел слагается породами альбского, аптского, барремского и готеривского ярусов.

Кампанский ярус

Кампанский ярус представлен нижним и верхним подъярусами, но их выделение производится только по данным палеонтологического анализа ввиду литологического сходства. Отложения яруса представлены глинами с прослоями мергелей и песков. Глины зеленовато-серые, неравномерно известковистые, гипсоносные, прослоями мергелистые, неравномерно песчанистые. Мощность кампанского яруса 0-41м..

Сантонский ярус

В составе сантонского яруса выделяется два подъяруса: верхний и нижний. Выделение яруса и подъярусов можно производить только по палеонтологическим определениям.

Верхнесантонский подъярус сложен глинами зелеными и светло-серыми, песчанистыми,участками известковистыми и гипсоносными ,а также песками зеленовато-серыми, разнозернистыми, иногда содержащими гальку фосфорита. Нижнесантонский подъярус, имеющий мощность 1,5м, представлен фосфоритоносным слоем, иногда сцементированным в плиту.

Мощность сантонского яруса составляет 0-8м.

Среднеальбский подъярус

Разрез подъяруса слагается толщей песков с подчиненными прослоями глин, алевритов, песчаников и бурых углей.

Пески белые и светло-серые, кварцевые, слюдистые, прослоями слабоуплотненные.

Глины серые, светло-серые, темно-серые, черные и темно-зеленые, слоистые, местами косослоистые, изредка известковистые, сильноалевритистые и песчанистые, слюдистые, иногда пиритизированные, с частыми обуглившимися растительными частицами.

Алевролиты серые и светло-серые, известковистые, глинистые, с включениями пирита.

Песчаники серые и светло-серые, кварцевые, преимущественно мелкозернистые, известковистые, глинистые, плотные, крепкие.

Бурые угли и углистые сланцы буровато-черные и черные иногда листоватые, с обуглившимися растительными частицами и включениями пирита.

Мощность подъяруса колеблется в пределах 76,5-118м.

Нижнеальбский подъярус

Нижнеальбские отложения представлены породами морского происхождения. В толще глин встречаются частые прослои алевролитов, песков и песчаников.

Глины серые, темно-серые и темно-серые до черных, алевритистые ,песчанистые, слюдистые, с кристаллами пирита и обуглившимися растительными частицами.

Мощность нижнеальбского подъяруса составляет 6,5-32,5м.

Аптский ярус

Большая часть разреза яруса слагается глинами с тонкими прослойками песков, алевролитов и песчаников. В основании ярус обычно слагается пачкой песков и песчаников с подчиненными прослоями глин.

Глины темно-серые до черных и черные, слюдистые, алевролитистые, песчанистые, с кристаллами пирита.

Пески серые, кварцевые, мелкозернистые, слюдистые.

Алевролиты серые и светло-серые, известковистые, глинистые, слабослюдистые.

Песчаники темно-серые, кварцевые мелкозернистые, известковистые, пиритизированные.

Мощность аптского яруса колеблется в пределах 29,0-43,0м.

Барремский ярус

Барремский ярус представлен континентальными пестроцветными глинами с прослоями песков, алевролитов и песчаников. В основании его разреза залегает пачка песков и песчаников, чередующихся с тонкими прослоями глин и известняков.

Глины пестроцветные, пятнистой струкуры, неравномерно алевритистые и песчанистые, изредка известковистые, с включениями известняка и пирита.

Алевролиты зеленовато-серые, зеленовато-бурые, зеленовато-светло-серые, голубовато-зеленые и светло-серые, слоистые, известковистые, слюдистые, крепкие, с прожилками кальцита.

Песчаники различных оттенков серого цвета, кварцевые, мелкозернистые, известковистые, слюдистые, глинистые, с включениями пирита и трещинами, выполненными кальцитом.

Мощность яруса изменяется от 45,5 до 75,0м.

Готеривский ярус

Породы готеривского яруса в основном представлены глинами. В верхней и нижней частях разреза преобладают алевриты, пески и песчаники. Отложения имеют морское происхождение.

Глины зеленовато-серые, зеленовато-темно-серые, голубовато-зеленые и голубовато-серые, слоистые, алевритистые и песчанистые, с включениями пирита и фауной.

Алевролиты серые и темно-серые, известковистые, плотные, крепкие.

Песчаники различных оттенков серого цвета, кварцевые, мелкозернистые, известковистые, с включениями пирита и фауной.

Известняки темно-серые

Мощность яруса составляет 32,5-40,0м.

Юрская система

Палеонтологическими данными в разрезе юрской системы Кокжидинской площади установлено наличие всех трех отделов: верхнего, среднего и нижнего.

Верхнеюрский отдел

Отложение этого возраста вскрыты небольшим количеством скважин и представлены переслаиванием глин, алевритов, песков, известняков, песчаников и конгломератов.

Мощность отдела варьируется от 0 до 24м.

Среднеюрский отдел

Среднеюрские отложения представлены довольно однообразной толщей часто переслаивающихся глин, алевритов, песков, песчаников и алевролитов, с обуглившимися растительными частицами и включениями пирита.

Алевриты светло-серые, глинистые, слюдистые, с обуглившимися растительными частицами.

Алевролиты серые и темно-серые, известковистые, слюдистые.

Песчаники серые, светло-серые и темно-серые, кварцевые, мелкозернистые, известковистые, с обуглившимися растительными частицами.

Бурые угли черные и буроватые, с обуглившимися растительными частицами.

Мощность среднеюрского отдела составляет 43,5-66,0м.

Нижнеюрский отдел

Разрез отложений этого возраста в отличие от средне-юрского характеризуется преобладанием псефито-псаммитового материала. Облик литологических разностей пород является аналогичным среднеюрскому отделу.

Мощность нижнеюрского отдела изменяется от13 до60,5м.

Триасовая система

Разрез триасовой системы представлен только ее нижним отделом.

Нижнетриасовый отдел.

Литологические особенности и каротажная характеристика позволяют выделять в разрезе этого отдела три толщи: верхнюю, среднюю и нижнюю.

Верхняя толща относится к баскунчакской серии, а две остальных толщи - к ветлужской серии.

Верхняя толща относится к баскунчакской серии, а две остальных толщи - к ветлужской серии.

Песчаники серые, светло-серые, зеленовато-серые, коричневато-серые и бурые, полимиктовые, преимущественно мелкозернистые, неравномерно известковистые, с редкими включениями пирита и известняка.

Пески такого же цвета, как и песчаники, в основном мелкозернистые, глинистые, уплотненные.

Алевролиты и алевриты серые и светло-серые, иногда с розоватыми, зеленоватыми, реже голубоватым оттенком, глинистые, песчанистые, слабо известковистые, часто содержащие зерна пирита.

Конгломераты коричневато-серые, песчанистые, глинистые, состоящие из галек глинистых и кварцево-кремнистых пород.

Мощность отложений нижней пачки нижнетриасового отдела составляет 42,0-153,0м

1.2.3 Тектоника

В тектоническом отношении межкупольное поднятие Кокжиде расположено в восточной окраинной части Урало-Эмбенской солянокупольной области. Это поднятие со всех сторон окружено соляными куполами, с которыми оно граничит через узкие и неглубокие прогибы. На севере поднятие Кокжиде граничит с соляным куполом Арансай, на западе - с куполом Бозоба, на юго-западе - с куполом Кенкияк; на юге - с куполом Башенколь и на юго-востоке - с куполом Мортук.

По сейсмическим данным, подсолевые отложения образуют обширное поднятие. Наличие солевого штока не подтверждается, но соленосные отложения с платами и линзами остаточной соли возможно присутствуют, хотя влияния на структуру поднятия они не оказывают.

Вскрытый комплекс пород имеет различное тектоническое строение и образует два структурных этажа: нижний и верхний. Нижний структурный этаж включает отложения верхнепермского и нижнетриасового отделов. Породы юрской и меловой системы образуют верхний структурный этаж. Этажи отделяются друг от друга поверхностью древнего пенеплена с угловым несогласием, достигающим 10

В результате этого углы падения пород в структурных этажах довольно значительно отличаются друг от друга. Если углы падения пород в нижнем структурном этаже составляют 5-15, то в верхнем они уменьшаются до 030'-2°. Угловое несогласие с эрозионной поверхностью обуславливает и стратиграфическое несогласие: породы нижнеюрского отдела залегают на всех трех толщах нижнетриасового отдела.

Строение верхнего структурного этажа представляет собой широтно-ориентировочную брахиантиклинальную складку, сводовая часть которой значительно осложнена небольшими поднятиями с амплитудой от нескольких до 15 метров. Эти локальные поднятия образуют три тектонические линии. Две из них проходят по обоим крыльям брахиантиклинальной складки. Северная линия включает два поднятия, а нижняя - три. В юго-восточной и восточной частях площади проходит третья тектоническая линия с двумя поднятиями. Нужно заметить, что в восточной половине площади широтное простирание локальных поднятий сменяется северо-восточным. Их размеры по длине изменяются от 2,2 до 5,5км., а размеры по ширине - от 0,7 до 2,5км.

Брахиантиклинальное поднятие Кокжиде имеет полные размеры порядка 12,5х22,5км. Его амплитуда составляет около 60-65м.

Характерной особенностью разреза Кокжидинского поднятия является наличие эрозионных поверхностей. Кровля каждого из выделенных стратиграфических горизонтов (кроме аптского яруса) является в той или иной мере размытой, поэтому на границе двух стратиграфических единиц имеется незначительное угловое несогласие. Это обуславливает выполаживание в залегании пород по мере перехода от нижних горизонтов к более верхним. Какие-либо тектонические нарушения в разрезе Кокжидинской площади не установлены. Это является благоприятным фактором для накопления и сохранения нефтяной залежи.

1.2.4 Коллекторские свойства продуктивных горизонтов

В разрезе Кокжидинского месторождения выделен один продуктивный горизонт, относящийся к верхней части среднеюрского отдела. Он соответствует первому среднеюрскому нефтеносному горизонту Кенкиякского месторождения.

Разрез среднеюрского отдела характеризуется значительной фациальной изменчивостью, быстрая смена фаций присуща и продуктивному горизонту. Залежь нефти Кокжидинского месторождения является литологически экранированной, а в юго-восточной части - даже «шнурковой». Исходя из этого, залежь приурочивается к различным тектоническим условиям поднятия: от самой повышенной до самой пониженной. Какое-либо совпадение контуров залежи с тектоническим строением поднятия отсутствует.

1.2.5 Физико-химическая характеристика нефти

Поверхностные признаки наличия нефти или газа на Кокжидинской площади отсутствует. Ближайшие выходы закированных песчаников, пропитанных битумами, расположены на соседнем куполе Мортук в верховьях балки Курсай.

Различная пропитанность пород нефтью по керну отмечена в разрезах 38 структурно-поисковых скважин площади. Нефтесодержащие породы приурочены к отложениям всех выделенных стратиграфических подразделений, кроме кампанского и сантонского ярусов.

Нефтеностный песчаник альбского яруса вскрыт в структурно-поисковой скважине К-10 в интервале 20-26м. Скважина расположена в прогибе, отделяющем Кокжидинское поднятие от соляных куполов Кенкияк и Бозоба.

Нефтеносные породы аптского яруса вскрыты в скважине К-179, расположенной на одном из поднятий, осложняющих сводную часть Кокжидинской брантиантиклинали. С интервалов 161,0-162,5 и 162,5-167,0 м подняты керны разнозернистого песчаника мощностью соответственно 0,1 и 0,6м, содержащие примазки нефти. С интервала167,0-172,5м поднято 2м песчанистой глины, редкие тонкие прослойки и скопления песка в которой пропитаны нефтью.

Нефтенасыщенность пород барремского яруса установлена структурно-поисковыми скважинами К-4 и К-199. В скважине К-4 глина с зеркалами скольжения с глубины 208- 218м имеет запах бензина, а в скважине К-199 аргиллит с глубины 181-185м по трещинам содержит примазки нефти.

Спорадическая нефтенасыщенность приурочена к двум частям разреза яруса, к верхней и нижней. В верхней части незначительное нефтесодержание отмечено в песках и песчаниках, а в нижней части - в песках и песчаниках-ракушняках. В песчаниках пропитанность нефтью увеличивается в тех участках, где отмечается наибольшее скопление раковин макрофауны.

В отложениях юрской системы нефтеносные керны пород подняты в большом количестве структурно-поисковых скважин. Нефть различного характера встречена по всему разрезу юрской системы, но подавляющее большинство ее приурочено к верхней части среднеюрского отдела.

Характер нефтенасыщенности пород, каротажная характеристика разреза и другие данные позволяют сказать, что из всех стратиграфических горизонтов внимание заслуживает только среднеюрский отдел, в верхней части которого находится один промышленно нефтеносный горизонт.

2.Технико-технологическая часть

2.1 Причина образования песчаных пробок в скважинах

Большинство исследователей объясняют вынос песка в скважину действием сил трения и образующимся при этом градиентом давления при фильтрации жидкости в скважину. При высоких градиентах давления и недостаточной прочности цементирующего материала зерна песчаника отделяются от основного массива и выносятся в скважину. При разработке продуктивных пластов, сложенных рыхлыми песчаниками, в ПЗП может образовываться зона подвижного песка (пластическая область). В этом случае впервые месяцы эксплуатации скважины наблюдается интенсивное неконтролируемое пескопроявление, связанное с вымыванием песка и образованием каверны у кровли пласта, либо у неразрушенного (более прочного) пропластка при неоднородном пласте. На образование и характер пластической области влияют многие факторы: перераспределение около горной выработки ранее существовавших напряжений, вызванное бурением; действие бурового раствора на цементирующий материал, скрепляющий зерна песка; ударные нагрузки на призабойную зону при кумулятивной перфорации; темпы отбора пластового флюида и ряд других. Вынос песка обычно увеличивается с ростом отбора продукции, при увеличении водонефтяного фактора, истощении эксплуатируемого пласта и др. Вероятно, что песок пластической области удерживается от выноса в скважину силой трения, определяемой давлением вышележащих толщ песка. Величина давления на любой глубине пластической области зависит от веса вышележащей толщи песка и горного давления вышележащих пород. Установлено, что вынос песка уменьшается с ростом давления обжима; при достижении давления обжима 0,3 МПа вынос песка стабилизируется и стремится к постоянной величине; песок, имеющий глинистый цемент, может быть подвержен упрочнению. Нередко роль связующего между песчинками в пласте -- коллекторе выполняет сам скважинный флюид: например, в залежах высоковязкой нефти и битумов. В таких залежах интенсивность выноса песка из пласта в ствол скважины зависит от величины депрессии. Чем выше депрессия, тем больше песка поступает в скважину. Однако вследствие высокой вязкости скважинного флюида в стволе скважины песчаной пробки может не образовываться. Весь песок остается во взвешенном состоянии в нефти и с нею выносится на поверхность.

Применение теплового воздействия на призабойную зону скважин при добыче высоковязких нефтей, с одной стороны, снижая вязкость

2.2 Технологические методы снижения пескопроявлений в скважинах

Применяемые методы, направленные на предотвращение выноса песка в скважину, условно делят на 3 группы: механические методы, предполагающие создание искусственных перемычек, предотвращающих доступ песка в скважину; химические методы, основанные на закачке в пласт веществ, впоследствии твердеющих и цементирующих песок; комбинированные методы, предполагающие использование механических фильтров и химическое закрепление зерен песка. При выборе способа борьбы с выносом песка в скважину учитывается ряд факторов. Большое значение имеет конструкция забоя скважин. При закачивании скважин с открытым забоем, как правило, используются механические или комбинированные способы. Химические методы закрепления песка применяются, в основном, в новых скважинах, где еще не успели образоваться каверны из-за выноса песка. При выборе способа борьбы с выносом песка учитываются температурные ограничения. Для химических методов допускаемые пределы температур составляют 16-175° С, для механических методов таких ограничений нет, кроме тех случаев, когда при образовании набивок используются нефть или загущенные растворы. К технологическим методам предотвращения пескопроявления в скважинах относится, прежде всего, регулирование отборов флюидов из скважины. При этом определенное значение имеет вязкость флюида в пластовых условиях. Чем выше вязкость флюида, тем меньший градиент давления может быть критическим, то есть таковым, при котором начинается вынос песка. Газ имеет значительно более низкую вязкость, чем вода или, тем более, тяжелая смолистая нефть. Поэтому газовый пласт, сложенный слабосцементированными песчаниками, может подвергаться более значительным депрессиям, поэтому в процессе разработки газового месторождения по мере отбора газа происходит стягивание контура водоносности или подъем подошвенной воды, благодаря чему вода приближается к эксплуатационной газовой скважине и, в конце концов, поступает на забой. Если песчаник сцементирован глинистым или известковистым материалом, то вода по мере ее отбора из скважины постепенно вымывает этот материал, способствуя разрушению пласта даже при более низких депрессиях, чем первоначально. На практике осуществить такое регулирование отборов, чтобы совершенно предотвратить вынос песка из призабойной зоны в ствол скважины, невозможно. Спустя некоторое время песок будет накапливаться в стволе, образуя песчаную пробку. В то же время пробка может не образоваться, если скорость потока флюида в подъемных трубах будет выше критической, то есть такой, когда скорость восходящего потока флюида в трубках равна скорости падения песчинки в жидкости под действием силы тяжести. Подъемная сила струи флюида пропорциональна квадрату диаметра песчинки, а скорость падения под действием силы тяжести пропорциональна кубу диаметра песчинки. Расчеты показывают, что в зависимости от вязкости флюида, в котором во взвешенном состоянии находятся песчинки, критический размер песчинки лежит в пределах 0,35--0,15 мм. Песчаники меньшего размера не выпадают в осадок и не образуют пробки в стволе скважины. Если в ствол скважины из ПЗП выносятся более крупные песчинки, то, чтобы не допустить образования песчаной пробки, надо обеспечить скорость подъема флюида из скважины, способную вынести песок на поверхность. Однако, чем выше скорость подъема (отбора жидкости из скважины), тем выше депрессия на пласт, что недопустимо вследствие интенсификации разрушения пласта. Чтобы этого не допустить, применяют различные технологические мероприятия: используют подъемные трубы уменьшенного диаметра, подлив жидкости в затрубное пространство насосных скважин, полые насосные штанги, хвостовики, скребки-завихрители, глубинные насосы с плунжером «пескобрей» и др. Хвостовики-трубы небольшого диаметра, присоединяемые к глубинному насосу и опускаемые до нижних дыр фильтра обсадной колонны, предназначены для всасывания, выносимого в ствол скважины песка из призабойной зоны и выноса его на поверхность. Скребки-завихрители устанавливаются, как правило, на первой штанге над глубинным штанговым насосом и создают вихревое движение жидкости, скорость которого увеличивается у стенок труб, и препятствуют оседанию песка над насосом. Объемный расход жидкости, необходимой для выноса различных фракций песка на поверхность, определяется по графику. Расчет производится по диаметру самых крупных песчинок, поступающих в ствол скважины из призабойной зоны пласта. Размер песчинок отложен на оси абсцисс, а скорость потока -- на оси ординат. Отметив на оси абсцисс точку, соответствующую расчетному диаметру песчинок, проводят вертикаль до пересечения с кривой соответствующей вязкости жидкости и на пересечении горизонтали, проведенной из этой точки, с осью ординат получают необходимую скорость w. Обычно на практике принимают скорость восходящего потока V = 2w.

2.3 Удаление песчаных пробок из скважины

При образовании песчаных пробок на забое скважин, несмотря на принимаемые меры по их предупреждению, дебит скважин снижается или скважина полностью прекращает подачу продукции. Требуется проведение текущего ремонта по удалению песчаной пробки с забоя скважины. Используется обычная желонка, которая представляет с собой трубу диаметром 75-100 мм. с тарельчатым или шариковым клапаном на нижнем конце с дужкой для прикрепления каната с верху. Длина обычной такой трубы составляет 8-12 метров. Кроме простой желонки также используют желонки поршневого действия, в которых захват песка происходит в результате создания вакуума. Очистка ствола скважины от песка желонками - это длительная и малоэффективная операция за каждый рейс желонка на поверхность извлекается не большое количество песка. Кроме того при этом изнашивается канат, портится эксплуатационная колона в результате трение об нее каната. Также для ликвидаций песчаных пробок используют промывку их водой или нефтью. Бывает прямая или обратная промывка ствола скважины, при этом нижний конец НКТ оборудуется специальными наконечниками либо используется струйный насос, а в трудных случаях при сильно уплотненных песчаных пробках -- гидробур. При прямой промывке рабочую жидкость нагнетают в НКТ, спущенную до пробки, при этом размытая порода выносится по кольцевому пространству между эксплуатационной колонной и промывочными трубами. По мере размывания пробки НКТ наращивают. С целью повышения эффективности разрыхления пробки на конец НКТ навинчивают специальные наконечники. При необходимости создания большей скорости размывающей струи используют наконечник-мундштук -- конусный патрубок, на конце которого имеется отверстие диаметром около 25 мм. Недостатком мундштука является необходимость его извлечения после промывки при пуске скважины в эксплуатацию. Фрезер-мундштук состоит из патрубка, с фрезой на его нижнем конце и приваренным упорным кольцом сверху. На патрубке просверлены отверстия, предназначенные для поступления жидкости через них при эксплуатации скважины. В процессе промывки фреза работает как отбойный молоток.

Существенный недостаток. Прямая промывка требует большого количества промывочной жидкости, что связано со значительным повышением давления на выкидке насоса. При обратной промывке жидкость закачивают в затрубное пространство скважины, а водопесчаная смесь выносится по насосно-компрессорным трубам. Промывка песчаных пробок является одним из самых простых способов их ликвидации. Однако иногда (состояние обсадной колонны, большая приемистость пласта и др.) нет возможности использовать этот способ. В таких случаях применяют струйные аппараты, позволяющие производить промывку, без давления на пласт со скоростью, почти равной скорости при обычной промывке. Установка для очистки скважин указанным способом состоит из: струйного аппарата, промывочных труб, поверхностного оборудования (шланги, вертлюга, приспособления для доливав воды). Рабочая жидкость подается под напором по трубе от агрегата к стволу. Вследствие того, что она движется с большой скоростью в камеру смешения , диффузора , в полости создается разрежение .В камеру смешения начинает поступать жидкость с размытым (с помощью специальных сопел) песком. Струйные аппараты (диаметром 41 мм) состоят из струйного насоса и размывочной головки. В скважинах, где чистка пробок производится со специальными сдвоенными трубами, диаметр аппарата равен 90 мм.

2.4 Применение гравийных фильтров

Для предотвращения выноса песка из призабойной зоны в качестве противопесочных фильтров применяют следующие: проволочные однослойные и многослойные, металлокерамические и сетчатые. Они изготавливаются из стандартных труб с прорезанными в них отверстиями; с проволочной обмоткой; набивные забойные фильтры, заполняемые песком или другими материалами на поверхности; гравийные набивки из отсортированного песка, образуемые путем заполнения затрубного пространства в интервале залегания продуктивного пласта. Первые три конструкции фильтров обеспечивают задержание уже вынесенного песка, но они быстро разрушаются. Гравийные набивки обеспечивают искусственное закрепление пород в ПЗП В необсаженном продуктивном интервале, сложенном слабосцементированными песчаниками, наиболее эффективным методом предотвращения пескопроявлений и обеспечения длительной эксплуатации высокодебитных скважин без снижения их производительности и остановок на ремонт признано заканчивание скважин с созданием гравийного фильтра. При осуществлении этого метода скважину бурят и крепят эксплуатационной колонной до кровли продуктивного пласта, который затем вскрывают пилотным стволом с отбором керна, если это необходимо для определения фракционного состава пластового песка. После проведения комплекса геофизических исследований расширяют пилотный ствол по всей длине или выборочно механическим расширителем с применением бурового раствора, не ухудшающего коллекторских свойств продуктивного пласта, и определяют конфигурацию ствола с помощью каверномера -- профилемера для расчета необходимого объема гравия. Затем в скважину спускают компоновку с фильтром-каркасом, за который намывают в продуктивный интервал гравий с герметизацией кольцевого пространства между компоновкой и эксплуатационной колонной до и после намыва -- в зависимости от применяемой техники и технологии. Большинство исследований гравийных набивок сводится к определению их состава и соотношения между размером щелей хвостовика или частиц гравия и размерами песка, выносимого из пласта. Размер зерен гравия выбирается на основе ситового анализа образцов пластового песка. По результатам ситового анализа строится график распределения зерен пластового песка. По данным зарубежных исследований, минимальный размер гравия должен в 4--6 раз, а максимальный -- в 6 раз превышать размер зерен пластового песка, соответствующий 10%-ной точке отсева на графике ситового анализа.

Эффективность работы гравийного фильтра наряду с конструкцией и выбором гравийного материала определяется технологией его установки, в частности, большое значение имеет выбор жидкости -- носителя. Применяют вязкие жидкости с низкой скоростью закачки и высокой концентрацией гравия. С увеличением отклонения ствола скважины от вертикали существенно возрастает сложность и стоимость ее заканчивания с гравийным фильтром в необсаженном продуктивном интервале. Так, если в скважинах близких к вертикальным, затраты на создание гравийного фильтра не превышают, как правило, 10% стоимости скважины, то в скважинах с горизонтальным участком ствола, протяженность которого в 10--30 раз превышает толщину продуктивного пласта, затраты на эти работы соизмеримы со стоимостью бурения скважины и не всегда дают ожидаемые результаты. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании заканчивания горизонтальных скважин, предусматривая применения противопесочных фильтров других конструкций в тех случаях, когда их установка не грозит серьезными осложнениями из-за пескопроявлений в процессе эксплуатации скважин.

2.5 Техника безопасности

1.При чистке песчаных пробок желонкой необходимо иметь металлический крючок, ящик-отбойник с «подушкой», сточный желоб и шланг от водяной линий.

Запрещается опорожнять желонку непосредственно на пол рабочей площадке.

2.В случае соскакивание тартального каната с оттяжного ролика или кронблочного шкива следует прекратить спуско-подъемные операций, а канат до завода его в ролик надежно закрепить а устье скважины двумя зажимами, расположенными на крест.

3.Запрещается спуск желонки при образовании напуска каната. Последний должен быть немедленно на барабан лебедки.

4.Запрещается во время спуска и подъема желонки стоять у устья скважины.

5.Запрещаеться чистка желонкой песчаных пробок в фонтанных скважинах, а также в скважинах выделяющих газ.

6.На насосе промывочного агрегата должен быть установлен манометр и предохранительное устройство для предотвращения разрыва насоса, напорные линий, шланга и запорной арматуры. Выкид от предохранительного устройства должен быть направлен под пол агрегата и укреплен.

7. Промывочный шланг должен иметь по всей длине петлевую обвивку из металлического канатика, прочного прилепленного к стояку и вертлюгу.

8. При промывке песчаной пробки водой промывочную жидкость следует отводить в промышленную канализацию. Промывку пробки нефтью производить по замкнутому циклу.

9. При промывке пробок в скважина, из которых возможны выбросы, следует установить на промывочных трубах противовыбросовую задвижку или на устье установить герметизирующие устройство и применять промывочную жидкость с удельным весом, обеспечивающим гидростатическое давление столба, равное пластовому давлению.

10.При внезапном отключение освещение во время промывки скважин следует находящиеся в ней трубы приподнять и посадить на элеватор, не прекращая циркуляцию промывочной жидкости.

Заключение

На месторождении применяют обратную промывку. Прямая промывка требует большого количества промывочной жидкости, что связано со значительным повышением давления на выкидке насоса. При обратной промывке жидкость закачивают в затрубное пространство скважины, а водопесчаная смесь выносится по насосно-компрессорным трубам. Промывка песчаных пробок является одним из самых простых способов их ликвидации. Однако иногда (состояние обсадной колонны, большая приемистость пласта и др.) нет возможности использовать этот способ. В таких случаях применяют струйные аппараты, позволяющие производить промывку, без давления на пласт со скоростью, почти равной скорости при обычной промывке. Установка для очистки скважин указанным способом состоит из: струйного аппарата, промывочных труб, поверхностного оборудования (шланги, вертлюга.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

геологическое месторождение вынос песок фильтр

1. Бухаленко Е.И., Абдуллаев Ю.Г. Монтаж, обслуживание и ремонт нефтепромыслового оборудования. М., Недра, 1974.

2. Арбузов В.Н. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. М., Недра, 2003.

3. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти. Издательство Нефть и газ 2003.

4. Муравьев В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин.Недра 1973.

5. Оркин К.Г., Юрчук А.М. Расчеты в технологии и технике добычи нефти. М., изд. Недра, 1967.

6. Муравьев В.М. Спутник нефтяника. М., Недра, 1977.

7. Мищенко Скважинная добыча нефти. М., Недра, 1980.

8. Юрчук А.М. Расчеты в добычи нефти. М., изд. Недра, 1969.

9. Бойко В.С. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений. М., Недра, 1979.

10. Техника и технология добычи нефти и газа/И.М. Муравьев, М.Н. Базлов, А.И. Жуков и др. М., Недра, 1971.

Размещено на Allbest