§ 5. Эксплуатация штанговых насосных установок в осложненных условиях

При эксплуатации скважины осложнения происходят вследст­вие: поступления в нее песка из слабосцементированных пла­стов; попадания в насос большого количества свободного газа; отложения парафиновых корок на стенках труб; откачки нефти высокой вязкости и водонефтегазовых эмульсий, так как такие жидкости трудно извлекать в результате зависания колонны штанг с плунжером в высоковязкой среде; возникновения повы­шенных сил трения и истирания труб и муфтовых соединений штанг в искривленных и наклонных скважинах; отложения солей в подъемных трубах.

Так как в скважину из пласта вместе с нефтью поступает песок, плунжер и цилиндр насоса быстро изнашиваются и воз­растают утечки жидкости. Для предохранения насоса рыхлые пески цементируют смолами и специальными составами, кото­pfbie, скрепляя песчинки, оставляют часть пор пласта свобод­ными для фильтрации нефти. В призабойной зоне устанавли­вают фильтры, а на приеме насоса — якоря (песочные и га­зопесочные), отделяющие песок от жидкости.

На рис. VIII.11 показана схема однокорпусного газового якоря. Жидкость в насос поступает через верхнее сечение кор­пуса 2 и далее направляется к отверстиям 5 в нижней части центральной трубки 3. Верхняя ее часть соединена с всасываю­щим клапаном /. Газовые пузыри 4, выделяясь из жидкости, поднимаются по затрубному пространству, минуя насос. Изме­нение направления движения струи во время входа в якорь и потеря скорости при повороте способствуют интенсивной сепа­рации газа. Принцип действия песочного якоря (рис. VIII. 12) аналогичен газовому. Жидкость с песком попадает в якорь че­рез трубку / и при повороте струи песок осаждается в ниж­ней части корпуса 2. По мере накопления песка якорь с насо­сом извлекают на поверхность и очищают через заглушку 3. Песочные якоря можно использовать при незначительном вы­носе песка. В скважинах, в продукции которых содержится много песка, применяют насосы с плунжером типа пескобрей и другие, способные откачивать жидкости, содержащие песок. Чтобы песок не оседал над плунжером, увеличивают скорость восходящего потока, направляя жидкость на поверхность не по трубам, а по узкому каналу полых (трубчатых) штанг, или же подливают жидкость (чистую нефть) в затрубное пространство. Насос откачивает жидкость (подливаемую сверху и поступаю­щую из пласта), при этом увеличивается скорость ее подъ­ема в трубах и песок не оседает в них.

Для предотвращения отложений парафина используют трубы, внутренняя поверхность которых остеклована или по­крыта эмалями, кроме того, парафин удаляют также с

Рис. VIII.11. Схема однокорпус ного газового якоря

Рис. VIII. 12. Схема песочного якоря

помощью периодических тепловых обработок (прогрев труб на поверхности и в скважине паром с помощью передвижных па­рогенераторов). Кроме того, трубы промывают органическими

растворителями.

Значительно осложняют эксплуатацию скважин отложения солей на стенках труб, деталях насосов и другого подземного оборудования. Причины отложения солей: обогащение нагне­таемой воды гипсом и ангидритом за счет выщелачивания их из скелета породы; несовместимость нагнетаемых вод с пла­стовыми; нарушение равновесия солевых растворов и выпаде­ние из них твердых осадков в связи с термобарическими изме­нениями, которые происходят в системе при движении раство­ров в пласте или в скважине; испарение части жидкости с соответствующим увеличением концентрации солей в воде выше их предельной растворимости при данных условиях и т. д. Наиболее эффективны методы борьбы с солеотложениями, ос­нованные на предупреждении образования твердых осадков. Для этого пласт заводняют жидкостью, совместимой с пласто­вой, которая, смешиваясь, не снижает предельную раствори­мость солей ниже концентрации начала кристаллообразования в пластовых условиях. Используют также и другие технологи­ческие методы предотвращения солеобразования (ограничение притока вод, регулирование профилей приемистости и т. д.). Следует учитывать, что при вымывании солей из породы нагне­таемые воды, совместимые с пластовыми, способны в процессе фильтрации обогащаться гипсом и ангидритом и в этом случае желаемый эффект может быть не достигнут.

Для выноса солей из скважины и предупреждения солеот-ложения предложено большое число реагентов-ингибиторов. В зависимости от их состава механизм проявления ингибирую-щих добавок различен. Одни из них нейтрализуют ионы каль­ция, бария и железа, препятствуя их взаимодействию с ионами карбоната и сульфата, другие, адсорбируясь на поверхности микрозародышей кристаллов, препятствуют их зарождению и росту. Некоторые ингибиторы проявляют себя как разрушители кристаллов солей. Реагенты вводят в затрубное (кольцевое) пространство скважины дозировочными насосами или залав­ливают в призабойную зону пласта. В случае накопления солей в трубах (карбонаты кальция и магния) их удаляют соляной кислотой.

Разрабатывают и внедряют различные физические способы предупреждения процесса отложения солей. Установлено, на­пример, что некоторые виды полимеров, нанесенные на поверх­ность труб и оборудования, препятствуют отложению на них солей. Интенсивность солеотложений сокращается при магнит­ной обработке воды и акустическом воздействии на среду.

Как уже упоминалось, большие трудности возникают при откачке из скважины нефти или водонефтяных эмульсий вы­сокой вязкости, так как сила трения штанг о жидкость оказы­вается равной или больше веса штанг и они зависают в сква жине. Во избежание этого применяют различные насосы спе­циальных конструкций; подогрев жидкости электрическими на­гревателями, установленными на приеме насосов; введение в скважину через затрубное пространство дозировочными насо­сами поверхностно-активных веществ, снижающих вязкость во донефтяных эмульсий, и т. д. Истирание труб и штанг в наклон­ных и искривленных скважинах предотвращают, используя спе циальные муфты с износостойкими покрытиями.