Главная страница
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
qrcode

Учебно-методический комплекс дисциплины студента по дисциплине Эксплуатация скважин в осложненных условиях для специальности


НазваниеУчебно-методический комплекс дисциплины студента по дисциплине Эксплуатация скважин в осложненных условиях для специальности
Анкорyskak umk eks sk v osloj usl 050708 2008.pdf
Дата25.02.2017
Размер1.64 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаyskak_umk_eks_sk_v_osloj_usl_050708_2008.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипУчебно-методический комплекс
#10417
страница5 из 11
КаталогОбразовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Почвенная коррозия является наиболее распространенным видом электрохимической коррозии, оказывающей воздействие на подземные металлические сооружения. Почвы и
грунты чрезвычайно разнообразны не только в пределах больших регионов, но даже ив пределах одного небольшого участка. Между почвой, самым поверхностным слоем земли, и грунтом четкой границы нет.
При повышении влажности скорость коррозии снижается и становится равномерной.
Такое явление можно объяснить условием протекания анодной и катодной реакций на стальной поверхности, находящейся в контакте с капиллярно – пористой средой, каковой является грунт.
Процесс анодного растворения железа во влажных грунтах начинается с перехода в почвенный электролит ион–атома металла, несущего положительный заряд. В дальнейшем происходит гидратирование ион атома полярными молекулами воды и превращение его в нейтральную частицу. При недостатке полярных молекул воды происходит накапливание положительных ион–атомов в приэлектродном слое, те. сдвиг потенциала в положительную сторону (анодная поляризация).
На поверхности металлических изделий, находящихся в контакте с почвенным электролитом, вследствие местных неоднородностей состава металла или электролита возникает большое количество коррозионных элементов, природа которых аналогична природе гальванических элементов. При этом коррозионному разрушению подвергаются анодные участки, имеющие более отрицательный электрохимический потенциал по сравнению с близрасположенными катодными участками, имеющими более положительный потенциал.
Электрохимическая коррозия-результат работы гальванических элементов. Она происходит следующим образом на анодных участках протекает реакция окисления с образованием ионов металла Fe
2+
, а на катодных участках под влиянием кислорода образуется гидроокись. Ионы и OH
- направляются друг к другу и образуют нерастворимый осадок Fe(OH)
2
который может разлагаться на окись железа и воду Fe
2
O
3
+H
2
O). Высвобождающиеся при реакции окисления электроны от анодного участка по металлу изделия перетекают к катодному участку и участвуют в реакции восстановления. Основными условиями возникновения почвенной коррозии металлов являются- наличие разности потенциалов двух разноименных металлических изделий или их деталей, а также отдельных участков поверхности одного итого же металла- наличие контакта двух металлов или двух участков металла с электролитом- соединение анода и катода металлическим проводником, которым является металл сооружения, если на его поверхности возникли анодные и катодные участки- наличие в электролите диссоциированных ионов.
Такие условия всегда наблюдаются на поверхности любого металла, находящегося в контакте с почвенным электролитом.
Коррозионная активность грунта, характеризуется показателем удельного электрического сопротивления почвы.
Под удельным электрическим сопротивлением почвы принято понимать сопротивление протеканию электрического тока в условном почвенном проводнике площадью поперечного сечениями длиной мОм м. Удельное электрическое сопротивление почвы находится в зависимости от её влажности и содержания водорастворимых солей в почвенном электролите. Практически удельное электрическое сопротивление почвы изменяется в широких пределах (от десятых долей до тысяч омметров).
Между удельным электрическим сопротивлением почвы и опасностью коррозии существует прямая зависимость чем меньше r , тем больше возможность коррозии.
Для предотвращения разрушения оборудования ив частности, трубопроводов применяют защиту
Катодная защита заключается в создании отрицательного потенциала на поверхности трубопровода, благодаря чему предотвращается возможность выхода электрического тока из трубы, сопровождаемое её коррозионным разъеданием.
С этой целью трубопровод превращают в катод путем подключения трубопровода к отрицательному полюсу постороннего источника постоянного тока, положительный полюс которого (анод) присоединяют к специальному электроду-заземлителю, установленному в стороне от трассы трубопровода. В результате достигается, так называемая катодная поляризация, при которой токи входят из грунта в трубу, так как она является в данном случае катодом по отношению к грунту. Под воздействием электрического поля источника начинается движение свободных валентных электронов в направлении- анодное заземление- источник тока-защищаемое сооружение.
Осн.: 6[433-497], [505-543], 4[Doc\es01006.htm], [Docs\ Доп
9 [204-205], [212-218], 7[197-204], 10[216-217]
Контрольные вопросы:
1.Что такое коррозия и чему она приводит?
2.Методы борьбы с коррозией оборудования.
3.Назовите виды ингибиторов коррозии.
ЛЕКЦИЯ №8. Водопроявления в скважинах.
Большая часть газовых месторождений разрабатывается в условиях водопорного режима (те. в законтурную водоносную область вода внедряется в нефтяную зону и вытесняет нефть к забоям добывающих скважин).
По мере вытеснения газа водой происходит закономерное и неизбежное обводнение газовых скважин, сопровождающееся накоплением воды на забое.
Рис 11 - Классификация основных факторов обводнения скважин
Согласно классификации факторов обводнения добывающих скважин (рис.11),
составленной по результатам опубликованных исследований, основные причины обводнения продукции скважин разделены на две большие группы- технические- геолого-физические и технологические.
Группа технических причин включает нарушения герметичности эксплуатационной колонны вследствие ослабления резьбовых соединений, коррозийного разрушения, прожога электрическим током, механического повреждения труб при ремонтных работах и других нарушений крепи скважины выше продуктивного интервала перфорации.
Вторая группа факторов объединяет причины, связанные с обводнением скважин водой,
поступающей по продуктивным пластам. При совместной эксплуатации пластов естественный темп обводнения скважин зависит от физико-геологических свойств породи насыщающих жидкостей, который ускоряется при искусственном заводнении при высоких давлениях нагнетания. Разница в вязкости воды и нефти в значительной мере усиливает процесс неравномерности продвижения фронта воды как по толщине, таки по площади.
Отбор нефти может сопровождаться прорывами воды в добывающие скважины (рис
12).
Причинами прорывов можно назвать проницаемостную и слоистую (по толщине пласта) неоднородность залежи вязкостную неустойчивость вытеснения особенности размещения добывающих и нагнетательных скважин залегание подошвенной воды наклон пласта наличие высокопроницающих каналов и трещин, особенно в трещиновато-пористом
коллекторе;
· негерметичность эксплуатационной колонны и цементного кольца.
Рис 12- Прорывы вод в добывающую скважину.
А преждевременное обводнение может происходить в результате образования языков закачиваемой воды по площади зонально неоднородной залежи

(охват заводнением по площади конусообразования подошвенной воды опережающего продвижения воды по проницаемым пропласткам (охват по толщине
пласта);
§ опережающего прорыва воды по высокопроницаемым трещинам

36
§ поступления воды из верхних, средних и нижних водоносных пластов из-за

негерметичности колонны и цементного кольца.
Преждевременное обводнение пластов и скважин приводит к снижению добычи нефти и конечной нефтеотдачи (вода бесполезно циркулирует по промытым зонам, к большим экономическим потерям, транспортированием, подготовкой и обратной закачкой в пласт больших объемов воды.
В зависимости от пластового давления и дебита, физических свойств пласта и газа,
числа пластов и термодинамических условий работы ствола скважины газовые и газоконденсатные скважины могут оборудоваться для совместной эксплуатации нескольких пластов, эксплуатации по фонтанным трубам (без пакера или с пакером) и раздельной эксплуатации посредством фонтанных труби пакеров.
Решающее значение имеет выделение и правильный выбор эксплуатационных объектов, те. объектов самостоятельной разработки.
Пласты, выделяемые как самостоятельный объект, должны отвечать условиям содержать рентабельные для извлечения запасы газа включать один или несколько газонасыщенных пластов (пропластков), отделенных

от выше- и нежележащих пород непроницаемыми породами иметь достаточно близкие литолого-физические свойства, пластового давления,
технологические режимы эксплуатации скважин и режимы разработки пластов не содержать агрессивных компонентов (H
2
S, Цель объединения нескольких пластов в один эксплуатационный объект – увеличение дебитов скважин и сокращение их числа при заданных отборе газа, условиях охраны недр и регулирование разработки месторождения.
Интенсивное обводнение связано с возрастанием объема закачки, что влияет нарост объема не только попутно добываемой закачиваемой воды на одну скважину, но и поступающей по заколонному пространству пластовой и контурной воды из-за приближения водонефтяного контакта.
По мере отбора нефти из залежи водо-нефтяной контакт постепенно поднимается, а контуры нефтеносности стягиваются к центру залежи. Сначала обводняются скважины,
близко расположенные к контуру нефти, а в дальнейшем и скважины, находящиеся в центре залежи. Эксплуатация залежи прекращаются, когда наступающая контурная вода достигнет забоев скважин, находящихся в наиболее повышенных частях залежи, и вместо нефти из
Рис.13- Схема образования языков обводнения»:
1-внешний контур нефтеносности 2-внутрений
контур
нефтеносности; линии обводнения залежи 4- скважины
всех скважин будет извлекаться только вода. Несмотря на то, что залеж полностью обводнена, в пласте всегда еще остается значение количество неизвлеченной нефти В результате всех процессов контур воды может продвигаться неравномерно к центру залежи, что приводит к образованию языков обводнения. рис Наличие языков воды сильно затрудняет планомерную эксплуатацию залежи. Залежь нефти преждевременно обводняется: отдельные языки могут соединиться друг с другом и разделить залеж на изолированные участки.
В пласте могут остаться большое количество неизвлеченной нефти. И наконец вся подошвенная часть залежи может быть занята водой.
Интенсивный отбор нефти из скважин в таких условиях способствует усиленному подъему и прорыву воды к забоям скважин снизу. В результате в призабойной зоне скважин образуются конусы обводнения».
(рис Осн 4 Доп Контрольные вопросы. Причины преждевременного обводнения скважин. Причины прорывов посторонних вод в скважину. Какие методы удаления с забоев скважин бывают. Образование языков обводнения и конусообразование подошвенной воды. Каким условиям должны отвечать пласты, выделяющиеся как самостоятельный объект?
ЛЕКЦИЯ №9. Методы борьбы с обводнением скважин.
Проблема борьбы с обводнением пластов и скважин становятся все более актуальной.
Методы удаления жидкости с забоев газовых скважин подразделяются на:
·механические (плунжерный лифт, различные модификации газлифта,
автоматизированные продувки и другие);
·физико-химические при помощи пенообразова-тельных реагентов).
Периодическое удаление жидкости из газовых скважин осуществляется остановкой скважин для поглощения жидкости (с добавлением ПАВ продувкой скважины в атмосферу продувкой через сифонные трубки вспениванием жидкости путем ввода в скважину пенообразователя.

Для непрерывного удаления воды применяют:
Рис.14- Схема образования конуса обводнения

38
ü эксплуатацию скважин при скоростях газа, обеспечивающих вынос воды с забоя непрерывную продувку через сифонные и фонтанные трубки плунжерный лифт откачку жидкости глубинным насосом диспергирование жидкости (вспенивание).

Сущность любой ремонтно-изоляционной работы в добывающей скважине с применением водоизолирующего материала сводится к перекрытию путей притока воды в нее избирательным воздействием на источник обводнения на смежные пласты и пропластки-обводнители, обводненные зоны в продуктивном объекте, а также на пути водопритоков в виде трещин в коллекторе и других каналов в заколонном пространстве. Для этой цели разработаны различные методы с применением водоизолирующих материалов и технических средств. Методы ограничения притока вод в скважины в зависимости от влияния закачиваемого реагента на проницаемость нефтенасыщенной части пласта,
вскрытого перфорацией, делятся на селективные и неселективные (рис. Такое разделение определяется физико-химическими свойствами материала.
Выбор метода удаления жидкости обусловлен геолого-промысловой характеристикой месторождения, конструкцией скважин, стадией разработки месторождения, количеством и причинами поступления воды из пласта в скважину.
При небольших дебитах воды достаточно эффективны периодические методы, при больших дебитах воды эффективнее непрерывные методы.
Одним из недорогих, эффективных и широко применяющихся методов удаления жидкости является метод вспенивания забойной жидкости. Поэтому методу в скважину нагнетают определенное количество поверхностно-активного вещества (ПАВ) - пенообразователя, который растворяется в жидкости на забое скважины.
В результате образуется столб пены за счет пробулькивания газа, поступающего из пласта в скважину. Пена, имеющая малую плотность, легко выносится на поверхность.
Если нефтяное и газовое месторождение имеет несколько пород пластов, то ускорения
разработки многопластового месторождения и снижения себестоимости добычи нефти и газа можно достичь применением одновременно-раздельной эксплуатации двух или нескольких пластовой скважиной.
При раздельной одновременной эксплуатации пластов встречаются самые разнообразные сочетания все пласты – нефтяные или все пласты – газовые одни пласты газовые, другие нефтяные из всех пластов отбирается продукция и одновременно вовсе или отдельные пласты нагнетается рабочий агент (вода, газ).
Сущность метода состоит в том, что все продукции пласты или основные из них вскрываются (перфорируются) водной скважине ив последующем совместно разрабатываются как единый объект.
Пласты разобщают один от другого путем установки в колонне между интервалами перфорации разобщающих устройств, называющих пакерами, и эксплуатируют пласты раздельно одновременно.
Работа каждого пласта не влияет на работу других пластов ив каждом пласте можно проводить необходимое исследования и мероприятия по поддержанию заданного режима его работы. Этот метод эксплуатации может осуществляться в зависимости от условий притока в скважину следующими способами- эксплуатация пластов фонтан-фонтан;
- насос-насос;
- фонтан-насос, насос-фонтан.
Для борьбы с преждевременным обводнением пластов и скважин применяют ю группу методов регулирования процесса разработки

39
Рис 15 - Классификация методов ограничения притока вод в скважины
Под регулированием нефтяных месторождений понимают целенаправленное поддержание и изменение условий эксплуатации залежей в рамках технологических решений с целью достижения возможно высоких технологических и экономических показателей разработки.
Методы регулирования можно разделить на две группы:
1.
без изменения системы воздействия и добуривания новых скважин;
2.
частичное или полное изменение системы воздействия.
К первой группе можно отнести такие методы регулирования воздействию на призабойную зону пласта, которое обеспечивает улучшение гидродинамического совершенства и увеличение продуктивности скважин изоляцию (ограничение) притока воды в добывающих скважинах выравнивание и расширение профиля притока нефти и закачки воды (газа) по толщине пласта в добывающих и нагнетательных скважинах.
Изменение технологических режимов работы скважин добывающих (форсированный отбор жидкости, периодическое изменение
отборов);
ü нагнетательных увеличение и ограничение расходов закачки, повышение давления
нагнетания, перераспределение закачки по скважинам, периодическая или
циклическая закачка, одновременно-раздельная эксплуатация (отбор, закачка)
нескольких пластов вой скважине на многопластовых месторождениях.
Регулирование разработки осуществляется в течение всей продолжительности эксплуатации месторождения.
Уменьшения языков и конусообразования вод можно достичь оптимизацией технологических режимов работы скважина предотвращения опережающего движения воды – применением методов одновременно раздельной эксплуатации.
Осн.: 4[Doc\es01005.htm]
Доп.:8[134-138]
Контрольные вопросы. Непрерывное и периодическое удаление вод с забоев газовых скважин. Как можно уменьшить языки и конусообразование вод. Какие методы регулирования относятся к первой группе методов?
ЛЕКЦИЯ № 10. Новые методы уменьшения обводненности скважин.
Ремонтно-изоляционные работы проводились с целью:
• селективной изоляции водопритока;
• направленной изоляции водопритока (отключение водонасыщенных интервалов и нижних вод);
• ликвидация заколонных перетоков;
• ликвидация негерметичности эксплуатационной колонны.
Селективная изоляция водопритока применяется в условиях обводнения всего продуктивного пласта. Как показывает опыт, благодаря анизотропии продуктивного пласта обводнение происходит по наиболее промытыми проницаемым пропласткам. Поэтому при закачке в скважину сшивающегося полимерного состава или другого тампонажного материала на основе водного раствора его проникновение в пласт происходит по водопроводящим каналам, не затрагивая нефтенасыщенные пласты, чему помимо прочего способствуют гидрофобные свойства нефти. В этом случае происходит селективная блокада сшитыми полимерами высокопроницаемых водонасыщенных зон.
Направленная изоляция водопритока применяется в пластах с отсутствием выраженной фильтрационной неоднородности по толщине и поинтервальным обводнением скважин пластовой и закачиваемой водой, а также по заколонному пространству. В практике технология направленной изоляции реализуется потрем схемам
направленная закачка ВУС в обводненные интервалы с отсечением пакером нефте- насыщенных зон;
• направленная закачка ВУС с пересыпкой нижних нефтенасыщенных интервалов зернистым материалом;
• направленная закачка ВУС с предварительной установкой в интервале перфорации временного цементного моста, последующего разбуривания и вторичного вскрытия обводненных интервалов.
Ликвидация заколонных перетоков осуществляется либо через спецотверстия, либо через существующие нижние или верхние интервалы перфорации. Ликвидация нарушений герметичности эксплуатационной колонны производится в зависимости от характера нарушения с применением специальных тампонажных составов. Для всех перечисленных видов работ применяются следующие изоляционные материалы:
• вязко-упругий состав на основе водного раствора низкомолекулярного полиакриламида и сшивателя (технология ВУС);
• кремнийорганические соединения разных модификаций (технология АКОР);
• составы на основе синтетических смол
Вид материала для проведения ремонтно-изоляционных работ определяется в каждом конкретном случае. Часто используются комбинированные технологии, например
ВУС+АКОР.
Основным способом разработки месторождений страны является заводнение. При этом способе эффективность извлечения нефти зависит от полноты охвата пласта воздействием закачиваемой воды.
Целью настоящей технологии является изоляция водоносных зон в продуктивной части нефтяного пласта в призабойной зоне скважина также устранение заколонных и межпластовых перетоков. Механизм действия технологии с применением силикатных гелей
(СГ) и силикатно-полимерных гелей (СПГ) заключается в селективной изоляции высокопроницаемых водоносных пропластков и трещин за счет перехода закачиваемого в скважину силикатно-полимерного раствора в гель при повышенной температуре пласта.
Технологический процесс состоит из определения зоны притока либо поглощения воды, приготовления и закачки гелеобразующего состава, выдержки его до образования геля с последующим запуском скважины в работу.
Время начала гелеобразования раствора зависит от состава и природы компонентов раствора и от пластовых условий. Это позволяет осуществлять процесс приготовления раствора не только непосредственно на устье скважины, но и на стационарных установках.
Рекомендуемые композиции удовлетворяют требованиям к составам для изоляционных работ- достаточная прочность, позволяющая обеспечить изоляцию;
-способность разрушаться под действием щелочного реагента;
-различная скорость гелеобразования при различном соотношении компонентов позволяет выбирать наиболее рациональное время гелеобразования в зависимости от пластовой температуры.
Технология предназначена для селективной изоляции высокообводненных пропластков, заколонных и межпластовых перетоков в нагнетательных и добывающих скважинах продуктивных пластов нефтяных месторождений, имеющих повышенную температуру, заводняемых пресной или минерализованной водой. Средняя приемистость пласта в добывающей скважине при давлении закачки должна быть не менее 192 м
3
/сут., в нагнетательной - 360 м
3
/сут. Давление закачки не должно превышать давление гидроразрыва пласта.
Скважины для обработки выбираются на обводненных участках залежи, имеющих слоисто-неоднородные пласты. Пласты должны иметь высокопроницаемые пропластки, по которым в добывающую скважину прорвалась вода. Для этого в скважинах определяется профиль притока и характер поступающей жидкости. Основная задача любой технологии

42
заизолировать именно тот интервал пласта, из которого поступает вода и при этом нефтенасыщенный интервал должен остаться открытым для движения нефти. В связи с этим определяется профиль приемистости добывающей скважины, по которому определяется поглощающий интервал пласта. При совпадении интервалов притока воды и основного поглощения закачиваемой жидкости происходит изоляция основного источника обводнения скважины.
Объем закачиваемого в скважину гелеобразующего состава определяется мощностью обводненной высокопроницаемой зоны пласта, пластовым давлением, депрессией, наличием глинистых перемычек и составляет от 1 домна метр мощности пласта. Конкретный объем закачки раствора устанавливается для каждой скважины индивидуальным планом работ.
Технология РИР, как и другие технологии повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти, имеет различную эффективность в зависимости от тех геолого-физических условий, в которых она применяется. В связи стем, что в основе технологии РИР лежит образование силикатного геля при повышенной температуре пласта,
которое препятствует поступлению воды из скважины, определенные требования предъявляются как параметрам пласта и свойствам нефти, таки к условиям проведения работ.
Для проведения работ отбираются неоднородные пласты с глинистыми перемычками от 0,5 метра и более, в процессе эксплуатации которых добывающие скважины обводнились вследствие прорыва воды по высокопроницаемым прослоям, а менее проницаемые остались неохваченными воздействием закачиваемой водой.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

перейти в каталог файлов

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей