Удаление песчанных 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 колон ной и промывочными трубами. По мере размывания пробки НКТ наращивают. С целью повышения эффективности разрыхления пробки на конец НКТ навинчивают специальные наконечники. 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 насоснокомпрессорным трубам. Промывка песчаных пробок является одним из самых простых способов их ликвидации.
В случаях когда отсутствует возможность в применение промывки (состояние обсадной колонны, большая приемистость пласта и др. ) используют 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). Схема струйного насоса Рабочая жидкость 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.
Удаление песчаных пробок с помощью ГНКТ Наиболее часто ГТ используют для очистки стволов скважин от песка, частиц (обломков) породы и других посторонних механических частиц и материалов. Для этого жидкость или газ закачивают в ГТ с возвратом потока по кольце вому пространству между рабочей и эксплуатационной колоннами труб. Поверхностное оборудование дополняется циркуляционным вертлюгом, обеспечивающим возможность закачивания жидкости в процес се спуска или подъема ГТ. Наряду с обычными методами очистки ствола скважин (прямая и обратная промывка) научный и практический интерес представляют два новых метода.
Первый метод заключается в использовании двух концентрических колонн ГТ, на нижнем конце которых закреплен струйный насос. Рабочая жидкость закачивается в скважину в кольцевое пространство, а возвращается на поверхность по внутренней колонне (или наоборот). Второй метод заключается в удалении твердой фазы (частиц) из скважины через колонну ГТ за счет газлифта, о чем было сказано выше. Необходимый для этого газ закачивается с поверхности в кольцевое пространство между колонной ГТ и эксплуатационной колонной. При этом для промывки скважин могут быть использованы вспененные жидкости.
Очистку эксплуатационной колонны (или забоя) от песка осуществляют с помощью ГТ и внутрискважинного оборудования, принципи альная схема размещения которого показана на рисунке. Основным требованием к технологии является необходимость обеспечения выноса твердых частиц из скважины, что актуально как при бурении, так при подземном ремонте скважин. При этом применение колонн гибких труб эффективность процесса увеличивается в 4 6 раз по сравнению с обычной технологией. Схема внутрискважинного оборудования при промывке забоя скважин с помощью ГТ: 1 - жидкость с частицами песка, подни мающаяся на поверхность; 2 - полимерный гель, закачиваемый в скважину; 3 –песок
Основные показатели процесса промывки скважины • скорость движения жидкости внутри колонны гибких труб г • скорость движения жидкости в затрубном пространстве з где dтр. н, dтр. в. , Dв – соответственно, наружный и внутренний диаметры гибкой трубы, внутренний диаметр лифтовых труб, в которые спущены ГT; Q - подача технологической жидкости.
Для оценки условий выноса твердых частиц потоком жидкости используют понятие установив шей ся скорости оседания частиц. Установившаяся скорость оседания y сферических твердых частиц малого размера может быть определена из эмпирического уравнения: где Re - число Рейнольдса для сферических частиц (для условий выноса песка в скважинах может принимать значения до 500); вязкость жидкости; Dч диаметр час тиц; ч плотность твердых частиц.
Анализ показывает, что установившаяся скорость оседания для частиц песка размером 0, 84 мм составляет 0, 128 м/с, а для 2 мм 0, 274 м/с. Поскольку гранулометрический состав песка в образующихся пробках достаточно разнообразен, то расчеты следует проводить с учетом максимальных размеров частиц, выносимых на поверхность. Считается, что для обеспечения выноса песка в вертикальной скважине скорость восходящего потока жидкости должна превышать установившуюся скорость оседания в 1, 5 2 раза, а в горизонтальных участках в 10 раз. Если ньютоновская жидкость не обеспечивает выноса песка, то необходимо использовать пену или газ.
Для повышения эффективности процесса разрушения пробки применяют гидромониторные насадки или другие устройства различной конструкции, устанавливаемые внизу колонны ГТ. Их действие основано на гидромони торном (гидродинамическом) эффекте, а отличаются они обычно числом отверстий и направлением струй. Для уменьшения гидростатического давления на пласт при удалении песчаных пробок существуют способы, основанные на применении струйного насоса, спускаемого на двух коаксиально расположенных колоннах гибких труб.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Для эффективной очистки призабойной зоны ствола скважины малого диаметра в продуктивных отложениях, сложенных слабоустойчивыми песчаниками, разработан и испытан гидравлический монитор МГСК-168 При работе гидромонитора буровой раствор через корпус 1 и ствол 2 может поступать в кольцевое пространство по двум направлениям: через промывочное центральное отверстие башмака 8 на забой, или при перекрытии его сбрасываемым шаром через щелевую насадку, образованную юбкой 3 и подвижной втулкой 4. В случае засорения кольцевой щели давление в проходном канале корпуса 1 ствола 2 и, следовательно, в полости между стволом 2, юбкой 3 и подвижной втулкой 4 увеличивается. При этом, под действием перепада давления подвижная втулка 4 перемещается вниз, деформируя упругий резиновый элемент 7. В результате увеличивается раскрытость щели и происходит её очистка. Таким образом, устройство автоматически поддерживает заданный технологический режим.
Принципы работы струйного насоса Давление Скорость
Динамика потока в концентрических ГНКТ Выносимая жидкость Рабочая жидкость и песок
Вакуумная насадка Sand-Vac™ Концентрические Струйный насос Прямая струя ГНКТ Входные отверстия Смесь песка с жидкостью Песчаная пробка
Насадка Vortex Wash • • Основные характеристики Производительность на 30% выше, чем у стандартных промывочных головок Cкорость истечения струи из насадки превышает 140 метров в секунду Скорость вихревого вращения - более 8 000 оборотов в минуту Способность работы в многофазных средах Насадка Vortex Wash имеет четыре касательно смещенных насадки, которые, при направлении струи из гидромониторных насадок на изогнутые поверхности трубы, обсадный колонны или открытого ствола, обеспечивают образование мощного вихревого потока (закру ченной массы) жидкости. Cкорость истечения из насадок и скорость вихревого вращения обычно превышает 140 метров/секунду и 8 000 оборотов в минуту, соответственно, а направ ляющее устройство потока, при поступлении кумулятивного потока в ствол скважины, улучшает коге рентность и проекцию струи.
СИСТЕМА Sand-Vac™ Решаемые задачи: • • • вынос песка в скважинах с тяжелой нефтью неравномерный поток в горизонтальных скважинах понижение водоотдачи низкое пластовое давление извилистые профили горизонтальных скважин недостаточная скорость потока в затрубном пространстве для выноса частиц
НАСАДКИ Tornado™ Насадка Tornado направляет поток промывочной жидкости в двух направлениях: направлениях • для разрушения и разжижения плотных отложений при спуске в ствол скважины • затем переключают поток на задние форсунки для эффективного "вымывания" осадков из нижней части ствола скважины в процессе подъема.
Создание гравийных фильтров при заканчивании скважин Фильтры изготавливаются из стандартных труб с прорезанными в них отверстиями; с проволочной обмоткой; набивные забойные фильтры, заполняемые песком иди другими материалами на поверхности; гравийные набивки из отсортированного песка, образуемые путем заполнения затрубного пространства в интервале залегания продуктивного пласта. Первые три конструкции фильтров обеспечивают задержание уже вынесенного песка, но они быстро разрушаются. Гравийные набивки обеспечивают искусственное закрепление пород в ПЗП.
В не обсаженном продуктивном интервале, сложенном слабосцементированными песчаниками, наиболее эффективным методом предотвращения пескопроявлений и обеспечения длительной эксплуатации высокодебитных скважин без снижения их производительности и остановок на ремонт признано заканчивание скважин с созданием гравийного фильтра. При осуществлении этого метода скважину бурят и крепят эксплуатационной колонной до кровли продуктивного пласта, который затем вскрывают пилотным стволом с отбором керна, если это необходимо для определения фракционного состава пластового песка.
Для создания гравийных фильтров в необсаженном продуктивном интервале ствола скважин при их заканчивании необходимы следующие технические средства и материалы: • • • расширитель для увеличения диаметра пилотного ствола; гравий и фильтр каркас гравийной набивки; управляемая циркуляционная муфта; пакеры для подвески компоновки фильтра хвостовика в нижней части эксплуатационной колонны и герметизации кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и компоновкой; а также для изоляции непродуктивных пропластков — при необходимости; установочный инструмент для спуска и установки в скважине компоновки фильтра хвостовика, для управления плашками и передачи нагрузки на пакер подвеску; устройство с узлом перекрестных потоков — для намыва гравия через циркуляционную муфту за фильтр каркас, уп лотнения гравийной набивки промывкой и др. ; технологическая оснастка компоновки фильтра хвостовика (глухая башмачная пробка, башмачный патрубок, центраторы, контрольный фильтр и др. ); устьевое оборудование, обеспечивающее спуск подъем и вращение инструмента с циркуляцией (прямой и обратной); гравиесмесительная установка для приготовления и по дачи в скважину смеси гравия с жидкостью носителем; фильтровальная установка для тонкой очистки жидкости носителя гравия от механических примесей; технологические емкости для промывочной жидкости и жидкости носителя, насосные агрегаты, нагнетательные и прочие трубопроводы для обвязки наземного оборудования; химические реагенты для приготовления промывочной жидкости и жидкости носителя.
Скачать презентацию Удаление песчанных пробок из скважин При образовании песчаных
24_пескопроявления условия и борьба-5.ppt