Процессы работы подземного хранилища природных газов (ПХГ)

3.1 Конструкция скважин, оборудование устья и забоя

Газовые и газоконденсатные скважины предназначены для подачи газа и конденсата из продуктивного пласта на поверхность. Для этого они оснащены специальным подземным и наземным оборудованием.

Назначение подземного оборудования следующее.

1. Не допустить разрушение призабойной зоны пласта.

2. Предохранить (защитить) от коррозии и эрозии эксплуатационные трубы и другое оборудование.

3. Предупредить образование гидратных пробок в стволе скважины.

4. Предотвратить значительное растепление вечномерзлых пород, окружающих ствол скважины на месторождениях Севера.

5. Не допустить открытого фонтанирования скважины перекрытием потока газа на забое.

6. Обеспечить подачу на забой и в ствол скважины ингибиторов коррозии и гидратообразования, а также глинистого раствора при “глушении” скважины.

7. Обеспечить проведение работ по увеличению производительности скважины.

8. Снизить темп обводнения и изолировать обводняющиеся пропластки.

9. Обеспечить удаление жидкости и твердых частиц с забоя.

10. Обеспечить возможность проведения исследовательских и ремонтных работ.

Подземное оборудование состоит из оборудования забоя и ствола скважины. Комлекс подземного оборудования представлен на рисунке 3.1.

Забой может быть открытым, перфорированным и оборудованным фильтрами.

Рисунок 3.1 - Комплекс подземного оборудования ствола скважины

1 - пакер эксплуатационный; 2 - циркуляционный клапан; 3 - ниппель; 4 - забойный клапан-отсекатель с уравнительным клапаном; 5 - разобщитель колонны НКТ; 6 - ингибиторный клапан; 7 - клапан аварийный, срезной; 8 - НКТ; 9 - жидкий ингибитор коррозии и гидратообразования; 10 - хвостовик

Наземное оборудование предназначено для следующих целей:

1. Герметизации межтрубных пространств скважины;

2. Регулирование и управления потоками газа;

3. Регулирование дебита скважины и поддержания заданного режима эксплуатации;

4. Пуска, остановки и глушения скважины;

5. Подачи на забой и в ствол ингибиторов коррозии и гидратообразования;

6. Контроля за устьевыми давлениями и температурами;

7. Проведения исследовательских и ремонтных работ, а также работ по увеличению производительности скважины.

На рисунке 3.2 представлено наземное оборудование скважины. Оно состоит из колонной и трубной головок и фонтанной арматуры – “ёлки”.

Рисунок 3.2 – Наземное оборудование скважины («ёлка»)

Выбор оборудования и оснащение им скважин проводят индивидуально не только для каждого месторождения, но и для каждой скважины. При этом учитывают геолого-физические свойства пласта, содержание в газе конденсата и агрессивных примесей (H₂S и СО₂), обводнение скважин, давление, температуру, рабочие дебиты и т. д. Оборудование должно соответствовать всем геолого-промысловым условиям, только в этом случае оно обеспечивает бесперебойную и надежную работу скважины.

Работу скважины характеризуют технологическим режимом, т.е. дебитом и соответствующим ему устьевым давлением. Назначают технологический режим на основании результатов комплексных исследований скважины, с учетом обводнения скважины, коррозии и эрозии оборудования, образования гидратов в стволе и т. д.

Оператор обязан поддерживать назначенный технологический режим, соответствующим образом управляя, регулируя и обслуживая оборудования скважины.

Производительность скважин всегда стремятся повысить как подбором и регулированием оборудования скважины, так и специальным воздействием на призабойную зону пласта.

Для этого вскрывают и осваивают продуктивный пласт таким образом, чтобы не ухудшилось его естественные фильтрационные свойства, искусственно улучшая эти свойства механическими и физико-химическими воздействиями на пласт, крепят рыхлые породы, кроме того, устраняют помехи на пути движения газа от пласта до устья, удаляя из скважины воду, конденсат, песок. Для каждой скважины индивидуально решается вопрос о применении того или иного метода увеличения производительности.

Подземное оборудование скважин состоит из оборудования забоя и ствола.

Оборудование забоя. Предназначено для предотвращения разрушения продуктивного пласта и выноса на забой твердых частиц, а также для изоляции обводнившихся пропластков. Оборудование забоя должно иметь по возможности наименьшее гидравлическое сопротивление, обеспечивать возможность проведения работ по увеличению производительности скважин. Забой может быть открытым, перфорированным, оборудованным фильтрами, закрепленным смолами.

Открытый забой оставляют в прочных, устойчивых породах пласта (известняки, доломиты). Преимущества такого забоя – наименьшее гидравлические сопротивления при притоке газа и конденсата к скважине. На скважинах с открытым забоем требуется исключительно строго следить за проявлением твердых частиц пород пласта в потоке газа. Длительное и устойчивое содержание таких частиц – признак разрушения забоя. В этом случае снижают дебит скважины и, если вынос частиц не прекратится, приступают к капитальному ремонту с целью оборудования забоя.

Оператор должен помнить, что на скважинах с открытым забоем недопустимо, даже кратковременно, повышать дебит выше допустимого.

Перфорированный забой применяется, когда прочные и крепкие пласты при бурении могут разрушаться при движении газа к скважине. Гидравлическое сопротивление выше, чем при открытом забое и возрастает в зависимости от вида перфорации (гидропескоструйной, кумулятивной, пулевой). При такой конструкции забоя присутствие твердых частиц в газе не всегда служит признаком разрушения пласта. Может происходить очистка призабойной зоны, и постепенно количество твердых частиц уменьшится. Характер и причины поступления твердых частиц на забой изучают при газогидродинамических исследованиях скважин. При постоянном, но допустимом поступлении частиц пород принимают меры по выносу твердых частиц с забоя, оставляя прежней конструкцию забоя.

При обводнении скважин, в отдельные обводненные пропластки закачивают цемент и изолируют их от газоносных пластов.

Фильтрами оборудуют забой скважин, вскрывающих рыхлые, неустойчивые, слабосцементированные породы. Фильтры не пропускают твердые частицы пород пласта на забой, но должны иметь сравнительно небольшое гидравлическое сопротивление. Применяют щелевые, керамические и металлокерамические, гравийные набивные и гравийные намывные фильтры. Диаметр отверстий и пор в фильтрах должен быть меньше основного размера частиц породы и изменяться от 0,5 до 3 мм.

При эксплуатации скважин, оборудованных фильтрами, необходимо очень аккуратно и внимательно следить за изменением дебита скважины, чтобы он ни в коем случае не превышал допустимый, не изменять резко дебит, не продувать скважину в атмосферу. Оператор должен регулировать работу скважины так, чтобы не разрушить фильтр. О разрушении фильтра можно судить по резкому увеличению содержания твердых частиц в газе. Признак засорения фильтра – заметное снижение дебита скважины при постоянной депрессии на пласт.

Закрепление призабойной зоны пласта смолами бывает экономически выгоднее применения фильтров. Процесс крепления достаточно сложный. Поэтому контроль за содержанием частиц в газе должен быть особенно тщательным. Частицы могут выноситься из зон, не заполненных смолами, при разрушении смол и т.д. Повышение депрессий на таких скважинах очень опасно, так как может произойти разрушение закрепленного скелета пласта, а восстановить его сложно и дорого.

Оператор должен точно знать оборудование забоя каждой обслуживаемой скважины и все работы на скважине проводить с учетом особенностей конструкции забоя.

К наземному оборудованию скважин относят: оборудование устья, прискважинные установки и сооружения.

Оборудование устья скважины предназначено для подачи газа из ствола скважины в газосборную сеть, подвески фонтанных труб, герметизации и обвязки обсадных колонн, для установления, регулирования и контроля за технологическим режимом эксплуатации скважины.

Оборудование устья должно обеспечить возможность глушения скважины, проведение ремонтов и мероприятий по увеличению производительности, исследование скважины.

Для удобства обслуживания (открытия и закрытия задвижек, замены штуцеров, проведение ремонтов и исследований) на устье монтируют специальные мостики.

Оборудование устья состоит из головки колонной ГК и арматуры фонтанной АФ, состоящей в свою очередь из головки трубной ГТ и фонтанной елки ФЕ. Соединения узлов арматуры фланцевые. В фонтанной арматуре на ρ=14 Мпа применяют крановые запорные устройства.

Трубная головка ГТ предназначена для обвязки одного или двух рядов фонтанных труб, герметизации межтрубного пространства между эксплуатационной колонной и фонтанными трубами, проведения технологических операций при освоении, эксплуатации и ремонте скважин. Трубная головка состоит из корпуса, трубной подвески и боковых отводов.

Боковые отводы на трубной головке позволяют закачивать в затрубное пространство воду и глинистый раствор при глушении скважины, ингибиторы гидротообразования и коррозии, измерять затрубное давление, а также отбирать газ из затрубного пространства.

---

Дата добавления: 2015-08-20