9.3. Удаление песчаных пробок из скважин

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.

Для этого применяется 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 (рис. 9.2).

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 А. В. Мельников (рис. 9.2, а) состоит из патрубка 1 с фрезой 2 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.

Рис. 9.2. Наконечники для колонны промывочных труб.

а – фрезер – мундштук Мельникова;

б – фреза; в – карандаш; г – кососрезанная труба (перо).

Существенным недостатком прямой промывки является низкая скорость восходящей струи. При больших диаметрах эксплуатационной колонны скорость восходящего потока может оказаться недостаточной для выноса крупных зерен песка. Прямая промывка требует большого количества промывоч­ной жидкости, что связано со значительным повышением дав­ления на выкиде 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 долива воды).

Рабочая жидкость (рис. 9.3) подается под напором по трубе 1 от агрегата к соплу 2. Вследствие того, что она движется с боль­шой скоростью в камеру смешения 3 диффузора 4, в полости 5 создается разрежение. В камеру смешения начинает поступать жидкость с размытым (с помощью специальных сопел) пес­ком.

Рис. 9.3. Схема струйного насоса.

Техническая характеристика насоса:

Расход рабочей жидкости, л/с 1,5—2,5

Рабочее давление на выкиде

силового насоса, МПа 8,0

Производительность струйного

насоса, л/с 0,5

Время отбора из скважины пробки

высотой 1 м, мин 6—6,5

Рабочая жидкость техническая вода

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. В скважинах, где аппарат спус­кают на одном ряде труб и пропускают его внутри штангового насоса, наружный диаметр выбирают таким, чтобы он мог прой­ти через седло конуса и замок самого малого по размеру встав­ного глубинного насоса.

Струйный аппарат со сдвоенными трубами диаметром 90 мм имеет длину около 1 м и массу около 15 кг.

Техническая характеристика установки для очистки скважин

Струйный аппарат

Максимальный расход рабочей жидкости

(с учетом 1 л/с расходуемого на размыв), л/с…………………….2,5

Рабочее давление (для скважин глубиной до 600 м со статическим уровнем не более

560 м, т. е. напором 40 м), МПа …………………………………80

Время размыва пробки длиной 6 м, мин……………………………80

Время отбора пробки высотой 6 м, мин…………………………….35—40

Рабочая жидкость …………………………………техническая

вода

Сдвоенные трубы (рис. 9.4)

Диаметр наружной трубы, мм ……………………60—73

Диаметр внутренней трубы, мм ……………………32—48

Глубина спуска для труб из стали марки Д, м………..до 1000

Вертлюг (рис. 9.5)

Длина в собранном виде, мм ……………………1063

Масса в собранном виде, кг ………………………..65

Подъемная сила, кН ……………………до 250

Рабочее давление, МПа ……………………160

Гибкий шланг

Внутренний диаметр, мм …………………….38

Наружный диаметр, мм …………………….90

Рабочее давление, МПа ……………………..20,0

Длина, м …………………….9

Масса шланга с фланцами и муфтами, кг…………..105

С помощью струйного аппарата промывку скважин произ­водят следующими способами:

1. с применением специальных сдвоенных труб;

2. без подъема трубного насоса, без подъема вставного на­соса;

3. без сдвоенных труб;

4. со сдвоенными трубами в нижней части колонны НКТ;

5. с установкой пакера.

Гидробур (рис. 9.6) в скважину спускается на канате; после упора в пробку долотом он приподнимается на 2—3 м и ударя­ется о поверхность. При очередном подъеме плунжер засасы­вает жидкость с песком из-под долота, затем песок через гидроциклонный сепаратор подается в желон­ку, а жидкость — к поршневому насосу.

Во избежание сильных рывков каната гидробур над забоем следует поднимать на I или II скорости.

Техническая характеристика гидробура:

Общая длина, м ……………..9,8

Наружный диаметр, мм ……………..90

Максимальная производительность

за один рейс в 146-мм колонне, м ………….1,5

Полезная емкость желонки, л……………….25

Длина хода плунжера насоса, м……………..1,2

Диаметр плунжера, мм ………………88

Т еоретический объем плунжера, л ………….3,17

Диаметр тартального каната, мм …………….15

Общепринятая ликвидация песчаных пробок на скважинах, например в «Кубань-газпроме» сводится к следующему.

Для очистки призабойной зоны от пес­ка ее промывают, плотность промывочной жидкости и ее качество выбирают в зави­симости от величины пластового давления и состояния призабойной зоны. Это мо­жет быть и буровой (глинистый) раствор с низкой водоотдачей, а следовательно, с высокой стабильностью, и меловая суспен­зия на водном растворе КМЦ, плотность которой может быть от 1050 до 1300 кг/м³ и с условной вязкостью до 300 с, а также гидрофобные эмульсии с эмульгатором РЭМ. Плотность последних может коле­баться от 900 до 1300 кг/м³.

После того, как скважина заглушена, производят монтаж оборудования и подъемного агрегата. Снимают фонтанную арматуру, и работы по очистке призабой­ной зоны производят следующими спосо­бами:

а) промывкой забоя скважины жидкостью глушения;

б) разбуриванием песчаной пробки долотом.

Выбор того или иного способа зависит от состава пород, образующих пробку, и от ее прочности. Если установлено, что песчаная пробка на забое рыхлая, можно промыть забой сква­жины жидкостью глушения прямой промывкой, т. е. нагнета­нием жидкости через вертлюг и спущенные в скважину НКТ.

Рис. 9.4. Сдвоеннаятруба. 1 и 7 – предохранительные колпачки; 2-резьбовая муфта наружной трубы; 3-гладкая муфта внутренней трубы; 4-внутренняя труба; 5-наружная труба; 6-нипель внутренней трубы.

Жидкость, поднимаясь по затрубному пространству, захва­тывает размытый песок и через боковой отвод крестовины выносит его на поверхность. В процессе промывки, спуская НКТ, необходимо следить за давлением, и если оно станет по­вышаться, не обходимо приподнять колонну труб на 1,5 — 2м,

не прекращая при этом циркуляцию жидкости. Затем снова начать спуск с промывкой до тех пор, пока НКТ не дойдут до искусственного забоя. В случае, если таким способом песча­ную пробку размыть не удается, ее разбуривают долотом на бурильных трубах.

Рис.9.5. Вертлюг. 1-стальной корпус; 2-специальный ниппель; 3-угольник для подвода промывочной жидкости; 4-угольник для отвода жидкости; 5-патрубок; 6-резиновое уплотнение; 7-муфта специальная; 8-переводник; 9-патрубок соединяющий внутренние трубы с вертлюгом; 10-сухари; 11-резиновое уплотнительное кольцо; 12-болты; 13-серьга; 14-ось серьги; 15-крышки.

Рис. 9.6. Беструбный гидробур 2ГБ-90. 1-долото; 2-желонка; 3-плунжерный насос; 4-плунжер; 5-корпус насоса; 6-боковой клапан; 7-корпус желонки; 8-шариковый клапан; 9-центральная труба; 10-дужка

Плотность раствора необходимо определять на протяжении всего времени работы, т. к. разбуриваемый (размываемый) песок увеличивает плотность. Применяют и вариант обратной промывки.