44Подземный ремонт скважин
При эксплуатации скважин любого назначения (нефтяных, газовых, нагнетательных и др.), так же как и при эксплуатации любого другого инженерного сооружения, необходимо периодически их ремонтировать.
Время, затрачиваемое на ремонтные работы при эксплуатации скважин, а также на простои скважин по различным причинам, учитывается так называемым коэффициентом эксплуатации действующего фонда скважин, т. е. отношением времени фактической эксплуатации скважин к их общему календарному времени за месяц, квартал, год.
Подземный ремонт скважин в зависимости от вида и сложности работ условно разделяют на текущий и капитальный.
ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ СКВАЖИН
Текущим ремонтом скважин (ТРС) называется комплекс работ, направленных на восстановление работоспособности скважинного и устьевого оборудования, и работ по изменению режима эксплуатации скважины, а также по очистке подъёмной колонны и забоя от парафиносмолистых отложений, солей и пробок бригадой ТРС.
Классификатор работ, выполняемых при ТРС
ТР 1 – Оснащение скважин скважинным оборудованием при вводе в эксплуатацию (из бурения, освоения, бездействия, консервации)
ТР 2 – Перевод скважин на другой способ эксплуатации
ТР 3 – Оптимизация режима эксплуатации
ТР 4 – Ремонт скважин, оборудованных ШГН
ТР 5 – Ремонт скважин, оборудованных ЭЦН
ТР 6 – Ремонт фонтанных скважин
ТР 7 – Ремонт газлифтных скважин
ТР 8 – Ревизия и смена оборудования артезианских и поглощающих скважин
ТР 9 – Очистка, промывка забоя
ТР 10 – Опытные работы по испытанию новых видов подземного оборудования
ТР 11 – Прочие виды работ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПАРМЕТРЫ ПРОЦЕССА ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН
При планировании развития нефтяной промышленности, а также при проектировании и анализе разработки отдельных нефтяных месторождений рассматривают затраты труда и материальных ресурсов не только в их натуральном виде, но и в денежном выражении. Полную оценку различных вариантов разработки каждого отдельного нефтяного месторождения и развития нефтяной промышленности в стране или в регионе в целом можно осуществить с использованием как натуральных показателей геологоразведочных работ, разработки месторождений и добычи нефти, так и комплекса экономических и технико-экономических показателей, исчисляемых в денежных, денежно-натуральных или натуральных единицах (рубль на тонну нефти, рубль на метр проходки, тонна нефти на одного работника и т. д.).
В технологических схемах и проектах разработки нефтяных месторождений используют следующие главные экономические показатели:
капитальные вложения;
удельные капитальные вложения на добычу 1 т нефти и 1 т новой мощности;
текущие затраты, без затрат на амортизацию основных фондов;
эксплуатационные затраты, включая затраты на амортизацию основных фондов;
себестоимость продукции;
прибыль;
экономический эффект.
ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ И ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИМЕНЯЕМОЕ ПРИ ТРС
Все подземные и капитальные ремонты скважин, а также операции по обработке призабойных зон сопровождаются спуском скважину и подъемом из нее труб, штанг, различных инструментов. Поэтому над устьем скважины на время проведения ремонтных работ должны быть установлены подъемное сооружение (вышки или мачты) соответствующей высоты и подъемный механизм (механизированные лебедки, смонтированные на тракторах или автомобилях).
На нефтяных и газовых промыслах широко распространены подъемные агрегаты для подземного ремонта скважин, в которых вышка и лебедка размещены на одной транспортной базе—тракторе или автомобиле.
Схема оснащения вышки или мачты для проведения спуско-подъемных операций с трубами, штангами и различными инструментами приведена на рис. 1. Аналогично производится оснащение передвижных агрегатов, имеющих собственную мачту или вышку.
Вышка оснащается обычным полиспастом или талевой системой с крюком, на котором при помощи специальных приспособлений подвешивается поднимаемый груз (трубы, штанги). Неподвижные ролики полиспаста, собранные в один узел, называемый кронблоком, устанавливаются на верхней площадке вышки. Обычно все ролики кронблока свободно насажены на один вал, укреплённый на массивной раме.
ПРОМЫВКА СТВОЛА СКВАЖИН
На практике периодически приходится прибегать к ремонтным работам по ликвидации пробок. Эти работы могут быть как планово-предупредительными с периодичностью, устанавливаемой в соответствии с технологическим режимом работы скважин, так и аварийными, если пробки серьезно нарушают установленный технологический режим. Песчаные пробки ликвидируют или при помощи желонок или путем промывки скважин. Иногда продувают скважину сжатым воздухом.
В зависимости от направления циркуляции жидкости различают следующие способы промывки: прямую, обратную и комбинированную. При прямой промывке жидкость нагнетается в скважину через стояк, гибкий шланг, вертлюг и колонну промывочных труб, а размытый песок выносится на поверхность по кольцевому пространству между промывочными трубами и обсадной колонной через специальный тройник. При промывке фонтанных скважин между вертлюгом и промывочными трубами монтируют предохранительную задвижку для быстрого соединения с фланцем на устье скважины в случае выброса.
При прямой промывке обеспечивается хороший размыв пробки почти любой плотности, особенно с использованием специальных насадок для увеличения скорости выходящей струи. К недостаткам прямой промывки относится сравнительно малая скорость восходящего потока, так как площадь кольцевого межтрубного сечения обычно очень велика по сравнению с площадью сечения промывочных труб. В результате этого уменьшается выносная способность восходящей струи и увеличиваются сроки промывки. При наращивании труб во избежание прихвата их нижнего конца оседающим при прекращении циркуляции песком необходимо поддерживать циркуляцию до чистой воды и только после этого приступать к наращиванию труб; это также отнимает много времени.
Промышленное применение имеет скоростная прямая промывка с использованием специальной промывочной соловки, позволяющей наращивать трубы без длительной прокачки жидкости (рис. 10.10). Последовательность операций при осуществлении промывки следующая.
При подходе верхней муфты промывочных труб к промывочной головке под эту муфту в корпусе головки вставляют сменный вкладыш и насаживают на него трубы. Непрекращая циркуляции, начинают отвинчивать вертлюжный патрубок от колонны труб. На короткое время кран 1 закрывают, а кран 2 открывают, направляя тем самым поток промывочной жидкости в приемный чан. В это время окончательно отвинчивают вертлюжный патрубок и на головку навинчивают крышку, а затем, закрыв кран 2 и открыв кран 5, направляют жидкость через промывочную головку 8. Как только очередная труба или звено будут подготовлены для наращивания, циркуляцию вновь временно прекращают (кран 5 закрыт, кран 2 открыт), отвинчивают крышку промывочной головки 8, наращивают трубы и возобновляют нормальную промывку через кран 1. Так осуществляется прямая и почти непрерывная промывка.
Для увеличения выносной способности восходящей струи на промыслах часто применяют обратную промывку (рис. 10.11). Промывочную жидкость нагнетают в кольцевое пространство между обсадными и промывочными трубами, восходящий же поток направляют через промывочные трубы, тройник на верхнем их конце и шланг. Надобность в промывочном вертлюге отпадает, но устье скважины должно быть герметизировано. Для этого на фланце обсадной колонны устанавливают специальный сальник, через который спускают промывочные трубы с муфтами. При обратной промывке достигаются большие по сравнению с прямой промывкой скорости восходящего потока при одних и тем же расходах промывочной жидкости, а это способствует лучшему выносу более крупных фракций песка. Возможность прихвата труб при этом почти полностью исключается, так как в затрубном пространстве песка нет. Обратная промывка имеет недостатки, заключающиеся в малой интенсивности размыва пробки и невозможности применения насадок для усиления размывающего действия струи.
За счет увеличения напора и затрачиваемой мощности при обратной промывке обеспечивается значительное ускорение процесса. Для реализации преимуществ и устранения недостатков как прямой, так и обратной промывок иногда применяют комбинированную промывку: периодически изменяют направление циркуляции промывочной жидкости путем открытия и закрытия соответствующих задвижек устьевой обвязки. Для размыва пробки применяют пряную промывку, а для последующего выноса направление потока изменяют.
При комбинированной промывке сохраняется все оборудование, необходимое для обратной промывки, но обвязка устья усложняется. Для обеспечения циркуляции промывочной жидкости необходим мощный промывочный насос. Обычно пользуются передвижными промывочными агрегатами, в которых насос (двухцилиндровый поршневой двойного действии) располагают на раме трактора и приводят в действие через коробку отбора мощности от автотракторного двигателя. Такие агрегаты, обладая большой маневренностью, позволяют регулировать давление и
подачу жидкости путем переключения скоростей на передаче от двигателя к насосу.
I, 2 и 5 - кран; 3 - линия от насоса; 4 - выкид; 6 - скважина; 7 - тройник;
8 - промывочная головка
Рис 5 - Схема компоновки оборудования для прямой скоростной
промывки скважин:
Рис. 6 - Схема компоновки оборудования для обратной промывки
скважин: 1 — ёмкость с промывочной жидкостью; 2 — вход; 3 — выход
В качестве промывочной жидкости можно использовать нефть, воду, эмульсии, иногда глинистые растворы Чаше всего используют воду, так как она наиболее доступна. Однако при промывке фильтровой зоны пресной или морской водой происходит иногда поглощение промывочной жидкости пластом, что в дальнейшем затрудняет освоение скважин. Объясняется это оттеснением нефти и созданием вокруг скважины зоны высоких капиллярных давлений, особенно в мелкозернистых песках, так как вода обладает значительным поверхностным натяжением на границе с нефтью - от 20 до 30 мН/м.
Для облегчения освоения скважины при подходе к фильтровой зоне промывочную воду лучше заменить нефтью. На основе промыслового опыта установлено также, что эффект повышается, если продуктивную зону вскрывать с применением пластовой щелочной воды. Эта вода характеризуется низким поверхностным натяжением на границе с нефтью (1-5 мН/м), что способствует более легкому удалению ее из пласта в скважину при освоении последней. Щелочная вода, однако, способствует набуханию глин, что нежелательно.
Промывка фильтровой зоны скважины часто сопровождается настолько сильным поглощением промывочной жидкости, что циркуляция прекращается. Тогда для ликвидации песчаных пробок прибегают к промывке скважины аэрированной жидкостью по способу обратной промывки с подкачкой в затрубное пространство сжатого воздуха, к продувке скважины сжатым воздухом или к механическому удалению пробки при помощи желонки.
Последовательность проведения отдельных видов текущего ремонта скважин
ТР1-3. Ввод скважин, оборудованных ШГН.
Снизить давление в трубном и затрубном пространстве до атмосферного.
Поднять глубинное оборудование.
Спустить шаблон, оборудованный патрубком со скошенным концом.
Промыть скважину с допуском НКТ до забоя.
5. Поднять шаблон, оборудованный патрубком со скошенным концом, на НКТ.
Проверить работу скважинных штанговых насосов.
Спустить НКТ с цилиндром невставного или с замковой опорой вставного насоса.
Установить колонну труб на планшайбу.
Спустить штанги с плунжером невставного насоса или со вставным насосом.
Посадить плунжер в цилиндр невставного насоса или вставной насос в замковую опору.
Подогнать полированный шток.
Собрать устьевое оборудование.
ТР1-4. Ввод скважин, оборудованных ЭЦН.
Снизить давление в трубном и затрубном пространстве до атмосферного.
Поднять глубинное оборудование.
Спустить шаблон, оборудованный патрубком со скошенным концом.
Промыть скважину с допуском НКТ до забоя.
5. Поднять шаблон, оборудованный патрубком со скошенным концом, на НКТ.
Провести сборку УЭЦН.
Спустить НКТ с УЭЦН.
Собрать устьевое оборудование.
Вывести УЭЦН на режим.