Методы освоения нефтяных и газовых скважин

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АО

ГБОУ АО СПО «Астраханский государственный политехнический колледж»

Механическое  отделение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине:

«Эксплуатация нефтяных и газовых скважин»

на тему:

«Методы освоения нефтяных и газовых скважин»

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                    Выполнил студент группы РЭМ 441

                                                                                 Абдрахимов З.Б.                                                                                                                                                                               

                                                                              Проверил преподаватель:

                                                                                  Зайцева Ю.В.

 

Астрахань 2012

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АО

ГБОУ АО СПО  «Астраханский государственный  политехнический колледж»

 

 

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

 

Студенту_____________________________________________________________________

Тема:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Исходные  данные

 

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Содержание:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Иллюстрационный материал

 

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Задание выдала:    Зайцева Ю.В.______________

Содержание

Введение…………………………………………………………………….4

1        Характеристика Приобского месторождения…………………………….5

2       Методы освоения нефтяных и газовых скважин………………………....6

2.1     Цели и понятия освоения скважин………………………………………..6

2.2     Тартание…………………………………………………………………….7

2.3     Поршневание………………………………………………………………..7

2.4     Замена скважинной жидкости на  более лёгкую………………………….8

2.5     Компрессорный метод освоения…………………………………………..9

2.6     Освоение скважин закачкой газированной  смеси………………………11

2.7     Откачка глубинными насосами…………………………………………..13

3        Метод замены жидкости………………………………………………….15

        Заключение……………….……………………………………………….25

          Список использованной литературы………………………….…………26

 

Введение

 

Освоение скважин - комплекс работ  по вызову притока пластового флюида из продуктивных горизонтов на поверхность с целью достижения проектной производительности скважины.

Освоение скважин проводится после  вскрытия пласта и проведения работ, связанных с монтажом наземного и скважинного оборудования. При эксплуатации скважиной нескольких продуктивных горизонтов освоение скважин проводят последовательно, в основном сверху вниз. Освоение скважин осуществляется посредством снижения давления столба промывочной жидкости в скважине ниже пластового; при этом создается депрессия на пласт, благодаря которой и происходит вызов притока пластового флюида. Для этого в случае, когда пластовое давление выше гидростатического, заменяют тяжёлую промывочную жидкость на воду, а затем (если нет притока флюида) на нефть(газовый конденсат). Если пластовое давление не превышает гидростатическое, а пласт хорошо проницаем и незагрязнён, освоение скважин достигается снижением уровня жидкости следующими способами: газированием промывочной жидкости воздухом (эрлифт) или газом (газлифт), а также свабированием и откачкой жидкости насосом. В случае низкой проницаемости или сильной загрязнённости пласта перед освоением скважин выполняют работы по интенсификации притока пластового флюида в скважину. Если пластовое давление значительно ниже гидростатического, работы по освоению скважин проводят с использованием поверхностно-активных веществ. При положительных результатах освоения скважину, после испытания на различных режимах, передают в эксплуатацию.

 

 

1 Характеристика  Приобского месторождения

 

Приобское - гигантское нефтяное месторождение в России. Расположено в Ханты-Мансийском автономном округе, вблизи Ханты-Мансийска. Открыто в 1982 году. Разделено рекой Обь на две части: лево -; и правобережное. Освоение левого берега началось в 1988 г., правого - в 1999 г.

Геологические запасы оцениваются  в 5 млрд. тонн. Доказанные и извлекаемые  запасы оцениваются в 2,4 млрд. тонн.

Месторождение относится к Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Открыто в 1982 году. Залежи на глубине 2,3—2,6 км. Плотность нефти 863-868 кг/м³, умеренное содержание парафинов (2,4-2,5%) и содержание серы 1,2-1,3 %.

По данным на конец 2005 года, на месторождении  насчитывается 954 добывающих и 376 нагнетательных скважин, из них 178 скважин были пробурены в течение последнего года.

Добыча нефти на Приобском месторождении  в 2007 г. — составила 40,2 млн. тонн, из них «Роснефть» - 32,77, а «Газпром нефть» - 7,43 млн тонн.

В настоящее время разработку северной части месторождения (СЛТ) ведёт ООО «РН-Юганскнефтегаз», принадлежащее компании «Роснефть», а южной (ЮЛТ) - ООО "Газпромнефть - Хантос", принадлежащее компании «Газпром нефть». Также на юге месторождения выделяются сравнительно небольшие Верхне-Шапшинский и Средне-Шапшинский лицензионные участки, разработку которых с 2008 года ведет компания НАК "АКИ ОТЫР", принадлежащая ОАО «Русснефть».

 

2 Методы  освоения нефтяных и газовых  скважин

2.1 Цели  и понятие освоения скважин

Освоение  скважины - комплекс технологических операций но вызову притока и обеспечению ее продуктивности, соответствующей локальным возможностям пласта. После проводки скважины, вскрытия пласта и перфорации обсадной колонны, которую иногда называют вторичным вскрытием пласта, призабойная зона и особенно поверхность вскрытого пласта бывают, загрязнены тонкой глинистой взвесью или глинистой коркой. Кроме того, воздействие на породу ударных волн широкого диапазона частот при перфорации вызывает иногда необратимые физико-химические процессы в пограничных слоях тонко-дисперсной пористой среды, размеры пор которой соизмеримы с размерами этих пограничных слоев с аномальными свойствами. В результате образуется зона с пониженной проницаемостью или с полным ее отсутствием.

Цель  освоения - восстановление естественной проницаемости коллектора на всем протяжении вплоть до обнаженной поверхности пласта перфорационных каналов и получения  продукции скважины, соответствующей  ее потенциальным возможностям. Все  операции по вызову притока и освоению скважины сводятся к созданию на ее забое депрессии, т. е. давления ниже пластового. Причем в устойчивых коллекторах  эта депрессия должна быть достаточно большой и достигаться быстро, в рыхлых коллекторах, наоборот, небольшой  и плавной.

Различают методы освоения пластов с высоким  начальным давлением, когда ожидаются  фонтанные проявления, и с малым  давлением (на разработанных площадях), когда угрозы открытого фонтанирования нет и предполагается механизированный способ эксплуатации. В практике нефтедобычи  известно много случаев открытого  нерегулируемого фонтанирования скважин  с длительными пожарами в результате нарушения технологии вскрытия пласта и освоения скважины. Такие явления  не только выводят из строя саму скважину, но и приводят к истощению самого месторождения.

Можно выделить шесть основных способов вызова притока: тартание, поршневание, замена скважинной жидкости на более легкую, компрессорный метод, прокачка газожидкостной смеси, откачка глубинными насосами.

Перед освоением  на устье скважины устанавливается  арматура или ее часть в соответствии с применяемым методом и предлагаемым способом эксплуатации скважины. В  любом случае на фланце обсадной колонны  должна быть установлена задвижка высокого давления для перекрытия при необходимости  ствола скважины.

 

2.2 Тартание 

 

Тартание - это извлечение из скважины жидкости желонкой, спускаемой на тонком (16 мм) канате с помощью лебедки. Желонка изготавливается  из трубы длиной 8 м, имеющей в  нижней части клапан со штоком, открывающимся  при упоре на шток. В верхней  части желонки предусматривается  скоба для прикрепления каната. Диаметр  желонки обычно не превышает 0,7 диаметра обсадной колонны. За один спуск желонка  выносит жидкость объемом, не превышающим 0,06 м3.

Тартание - малопроизводительный, трудоемкий способ с очень ограниченными возможностями  применения, так как устьевая задвижка при фонтанных проявлениях не может быть закрыта до извлечения из скважины желонки и каната. Однако возможность извлечения осадка и  глинистого раствора с забоя и  контроля за положением уровня жидкости в скважине дают этому способу  некоторые преимущества.

 

2.3 Поршневание

При поршневании  (свабировании) поршень или сваб спускается на канате в НКТ. Поршень представляет собой трубу малого диаметра (25-37,5 мм) с клапаном, в нижней части открывающимся вверх. На наружной поверхности трубы (в стыках) укреплены эластичные резиновые манжеты (3- шт.), армированные проволочной сеткой. При спуске поршня под уровень жидкость перетекает через клапан в пространство над поршнем. При подъеме клапан закрывается, а манжеты, распираемые давлением столба жидкости над ними, прижимаются к стенкам НКТ и уплотняются. За один подъем поршень выносит столб жидкости, равный глубине его погружения под уровень жидкости. Глубина погружения ограничена прочностью тартального каната и обычно не превышает 75-150 м. Поршневание в 10-15 раз производительнее тартания.

Устье при  поршевании также остается открытым, что связано с опасностями неожиданного выброса.

 

2.4 Замена  скважинной жидкости на более  легкую

 

Замена  скважинной жидкости. Замена осуществляется при опущенных в скважину НКТ  и герметизированном устье, что  предотвращает выбросы и фонтанные  проявления. Выходящая из бурения  скважина обычно заполнена глинистым  раствором. Производя промывку скважины (прямую или обратную) водой или  дегазированной нефтью, можно получить уменьшение забойного давления на величину

∆Р=(p₁-p₂)Lgcosβ                                                                                         (1)     

где ρ₁-плотность глинистого раствора; ρ₂-плотность промывочной жидкости; L - глубина спущенных НКТ; β-средний угол кривизны скважины.

Таким способом осваиваются скважины с большим  пластовым давлением и при наличии коллекторов, хорошо поддающихся освоению. Как видно из формулы 1, при смене глинистого раствора на нефть максимальное снижение давления составит всего лишь 25 % от давления, создаваемого столбом глинистого раствора.

Этим  по существу и ограничиваются возможности  метода.

Замена  жидкости в скважине проводится с  помощью насосных агрегатов, а иногда и буровых насосов. В некоторых  случаях, когда по опыту освоения скважины данного месторождения  имеется уверенность в безопасности, применяют дополнительно поршневание  для отбора части жидкости из скважины и дальнейшего снижения забойного  давления.

 

2.5 Компрессорный  метод освоения

Компрессорный способ освоения. Этот способ нашел  наиболее широкое распространение  при освоении фонтанных, полуфонтанных  и частично механизированных скважин. В скважину спускается колонна НКТ, а устье оборудуется фонтанной арматурой. К межтрубному пространству присоединяется нагнетательный трубопровод от передвижного компрессора.

При нагнетании газа жидкость в межтрубном пространстве оттесняется до башмака НКТ или  до пускового отверстия в НКТ, сделанного заранее на соответствующей  глубине. Газ, попадая в НКТ, разгазирует  жидкость в них. В результате давление на забое сильно снижается. Регулируя  расход газа (воздуха), можно изменять плотность газожидкостной смеси  в трубах, а следовательно, давление на забое р₃. При р₃<p_пл начинается приток, и скважина переходит на фонтанный или газлифтный режим работы. После опробований и получения устойчивого притока скважина переводится на стационарный режим работы.