Способы эксплуатации скважин

1.

Способы эксплуатации скважин
9.1 Немеханизированная добыча
9.2 Механизированная добыча

2.

Немеханизированная добыча
Различают два вида эксплуатации :
Немеханизированный
Механизированный
Под немеханизированным способом понимают :извлечение нефти из
пласта за счет естественной энергии (фонтанирование,
бескомпрессорный газлифт ).
• Под механизированным способом понимается извлечение нефти из
пласта с помощью скважин ,оборудованных насосными , либо
компрессорными установками.

3.

Немеханизированная добыча
Фонтанирование .Под фонтанированием понимают способ добычи нефти, при
котором энергия потоков в пласте (Wп) должна быть больше или равна суммарной
энергии, затрачиваемой на фильтрацию флюида в пустотной среде и его подъём по
стволу скважины. При этом скважинная жидкость поднимается на дневную
поверхность самостоятельно. Энергия потока складывается из природной
потенциальной энергии газа Wг (если Рзаб ниже Рнас) и потенциальной энергии
закачиваемого агента Wз.
Если Wз = 0 , то наблюдается естественное фонтанирование, если Wз больше 0, то
фонтанирование искусственное.
При естественном фонтанировании и Wг=0 наблюдается артезианское
фонтанирование.
В зависимости от соотношения видов энергии, подбирают ту или иную компоновку
оборудования.
Wж- энергия жидкости
Wг- энергия газа
Wз- энергия закачиваемого агента
Wп-энергия потоков в пласте
Wф- суммарная энергия затрачиваемая на фильтрацию флюида

4.

Газлифтная эксплуатация скважин
Рисунок с сайта
infourok.ru
Газлифтная эксплуатация скважин .
Способ добычи нефти с помощью газа, либо
закаченного с поверхности
(компрессорный), либо подаваемого в
нефтяную залежь из газовой шапки или
соседней газовой залежи
(безкомпрессорный)
При компрессорном газлифте, газ под
давлением по пространству между
эксплуатационной колонной и НКТ
поступает на забой скважины и начинает,
смешиваясь с нефтью, поднимать её на
дневную поверхность, при этом
оборудуются специальные газлифтные
клапана, через которые газ поступает в НКТ.
Газлифтные клапана устанавливаются по
всей длине насосно компрессорных труб
(НКТ) и включаются в работу
последовательно , по мере роста давления,
создаваемого газожидкостной смесью.
Компрессорный газлифт относится к
механическому способу добычи.

5.

Бескомпрессорный (внутрискважинный) газлифт
Энергия газовой шапки или вышележащих газовых пластов
используется для подъема нефти на поверхность
1. Гравийные фильтры.
2. Датчики давления и температуры на внешней стороне НКТ;
3. Пакеры;
4. Датчики давления и температуры на внутренней стороне НКТ;
5. Управляемый забойный клапан, контролирующий доступ газа в
НКТ
Примеры применения:
Troll (Norsk Hydro, Северное море) - оптимизация добычи из
нефтяной оторочки
Panna-Muchta (BG, ONGC) - тоже
Abqaiq (Saudi Aramco) - обеспечение фонтанирования
скважины при высокой обводненности
Fram Vest (Norsk Hydro, Северное море) - обеспечение высоких
устьевых давлений для увеличения добычи нефти на морском
промысле
Nome (Statoil, Северное море) - обеспечение фонтанирования
подводных скважин, как альтернатива внедрения ЭЦН и
традиционного газлифта
Egret (Shell, шельф Брунея) - тоже + обеспечение высоких
устьевых давлений скважин для стабильного транспорта
добываемой на подводном промысле нефти на стационарную
платформу
Материалы с сайта
ppt-online.org

6.

Эксплуатация скважин ЭЦН
Схема компоновки оборудования УЭЦН на скважине
Регулируемый
штуцер
Кабельная линия
Трансформатор
Станция управления
Обратный клапан
Протектор для кабеля
Примечание:
1. Рекомендуемая основная
подвеска для всех УЭЦН - НКТ 2,5//.
2. Допускается применение циркуляционного клапана между обратным
клапаном и шламовой трубой для
УЭДН и ЭЦН -20 где имеется
вероятность запарафинивания
НКТ.
3. Первые 5 НКТ 2,5// выше насоса
- новые, марки "К".
Клеммная коробка
Маркированный патрубок
в зависимости от диаметра
труб
При подвеске из НКТ - 2" переход на 2.5"выполняется переводником из муфты от НКТ - 2"
с внешней резьбой под муфту НКТ- 2.5"
4-я НКТ 2.5"
Сбивной клапан
3-я НКТ 2.5"
2-я НКТ диаметром 2.5"
Обратный клапан
1- я НКТ диаметром 2.5"
Маркированный патрубок 2.5"
Ловильная головка
ЭЦН
Газосепаратор
Протектор
Электродвигатель
Компенсатор
Перфорация
Зумф
•Установки погружных центробежных насосов в модульном исполнении
предназначены для откачки из нефтяных скважин, в том числе и наклонных,
пластовой жидкости, содержащей нефть, воду, газ, механические примеси.
•-используются для высокодебитных скважин от 45 м3/сут и выше.
•Применяются для скважин со значительными глубинами, если на приёме
насоса содержание свободного газа более 25% , можно установить
газосепаратор.
•Наземная часть оборудована:
•Трансформатор: служит для преобразования тока высокого напряжения в
ток с рабочим напряжение насоса
•Станция управления: используется для отслеживания динамики показателей
эксплуатации насоса ( частота вращения, температура, глубина установки).
Производится ежедневный осмотр оператором.
•Устьевая арматура.
•Подземная часть оборудована:
•НКТ( служат для подвески насоса в скважине) на НКТ оборудованы 2
клапана: а) обратный ( предотвращает стекание жидкости с устья скважины,
обратно на приём насоса)
•б) сбивной или сливной ( предназначен для опорожнения колонны НКТ
перед их подъёмом)
•Электроцентробежный насос модульного исполнения: верхняя секция
оборудована резьбой для крепления с НКТ, нижняя секция оборудована
приёмным модулем и приёмной сеткой для поступления пластовой жидкости
в насос. Между ними устанавливается требуемое количество средних секций
в зависимости от дебита скважины.
•Принцип действия: на валу устанавливаются рабочие колёса, при вращении
которых обеспечивается продвижение пластовой жидкости от забоя до устья.
•Газосепаратор : предназначен для отделения свободного газа от скважинной
жидкости, устанавливается если его содержание превышает 25%
•Гидрозащита: предназначена для предохранения электродвигателя от
замыкания, в следствии попадания в него скважинной жидкости.
•ПЭД: погружной электродвигатель. Асинхронный трёхфазный
короткозамкнутый, служит для приведения в действие всей установки.
Электродвигатель заполнен маслом.
•Маслокомпенсатор: в процессе работы двигатель нагревается, объём масла
увеличивается, его излишки вытекают в компенсатор. В двигатель из
компенсатора подается охлаждённое масло. Обеспечивает систему
охлаждения ПЭД.
•Маркировка ЭЦН:
•УЭЦНМ5-160-2100
•5- минимальный диаметр эксплуатационной колонны, в которую спущен
насос.
•160- оптимальный дебит ( с которым может работать данный насос.
•2100- максимальный насос( высота столба жидкости, которую насос может
развить над собой. Для установок коррозионностойкого исполнения перед
обозначением группы насоса добавляется буква «К».
•Типоразмеры ЭЦН:
•4 - 112 мм.5 – 122 мм., 5А – 130 мм., 6 – 144 мм., 6А – 148 мм.

7.

Эксплуатация скважин плунжерными насосами (ШГНУ)
Материалы с сайта
ppt-online.org
•При эксплуатации скважин с дебитом до 50 м3 /сутки
,используется штанговая глубинная установки ШСНУ,ШГНУ.
•Наземное оборудование ШГНУ представляет собой станоккачалку ,основное предназначение которого –
преобразовывать энергию электродвигателя в возвратнопоступательное движение колонны штанг, за счёт чего
приводится в действие плунжерный насос.
•Плунжерный насос: цилиндр установленный в НКТ и
оборудованный двумя клапанами вверху нагнетательным,
через него жидкость поступает в колонну штанг и на дневную
поверхность, а внизу всасывающим, через него жидкость
поступает в цилиндр насоса.
•Принцип действия: при ходе станка-качалки вверх, плунжер
поднимается также вверх и закрывает верхний
нагнетательный клапан ,при этом открывается нижний
всасывающий клапан ,через который пластовая жидкость
поступает в насос .При ходе станка-качалки вниз ,плунжер
закрывает нижний всасывающий клапан ,при этом
открывается верхний нагнетательный клапан , через который
скважинная продукция приходит в колонну штанг и далее на
дневную поверхность.
•Способы регулирования дебита скважины :
•Изменив диаметр цилиндра.
•Регулируя число качаний в минуту (в среднем примерно 12
качаний)
•Изменив длину хода плунжера.
•Существуют 2 типа насосов:
•Вставной насос- спускается на колонне штанг и крепится на
специальном седле в НКТ.
•Невставной насос- монтируется в НКТ и спускается в
скважину вместе с ними, на штангах спускается только
плунжер.
•У невставного насоса при ремонте поднимается вся колонна
НКТ, а у вставного при ремонте поднимается только колонна
штанг.

8.

Дополнительные способы механизированной эксплуатации скважин
•Недостатками ШСНУ и УЭЦН являются сложность обслуживания, неустойчивость в работе при добыче жидкости с
высоким содержанием газа или при добыче высоковязкой нефти, а так же низкая надежность при работе в кустовых
условиях.С целью устранения данных недостатков и решения проблемы откачки высоковязких жидкостей были
предложены установки винтовых насосов (УВН).
В отличие от ШСНУ и УЭЦН в установке УВН имеет место быть весьма малое перемешивание жидкости без
образования стойких эмульсий. Отсутствие клапанов и сложных проходов упрощают конструкцию и снижают
гидравлические потери. Насосы чувствительны к содержанию механических примесей (истерается внутреннее
покрытие из эластомера) и нечувствительны к свободному газу.
Установки струйных насосов. Применение струйных насосов впервые было начато в США в 40х годах. К 1975
работало около 200 насосов с глубиной спуска от 580 до 2900 м. В настоящее время струйные насосы применяются в
США при опробовании пластов и освоении скважин Trico Industries, при добыче нефти с высоким газовым фактором
и мех примесями Dresser Industries, при эксплуатации горизонтальных скважин и добыче тяжелой нефти на море Jet
Production Systems, для промывки песчаных пробок Nowsco.
Наземное оборудование выпускается как для одной скважины, так и для куста и содержит блок силовых насосов,
емкость для рабочей жидкости, гидроциклон с поднапорным насосом, сепаратор.
Подземное оборудование состоит из стационарного или вставного струйного насоса, однорядной НКТ с пакером или
двурядной колонны с концентричной или параллельной подвеской.
Отечественные УСН разрабатываются фирмами ОКБ БН, Нам и К, Сонтекс.
Преимущества – простота, отсутствие подвижных частей, надежность, замена без подземного ремонта, добыча
нефти из малодебитных скважин, высокий газовый фактор, низкая проницаемость коллектора, большая кривизна
скважины и т.д.
Недостатки – высокая цена оборудования, необходим персонал высокой квалификации.
Гидравлические поршневые насосные установки (ГПНУ) предназначены для эксплуатации высокодебитных
глубоких скважин, продукция которых не содержит механических примесей. Погружной агрегат ГПНУ состоит из трех
основных элементов: поршневого гидравлического двигателя, плунжерного (поршневого) насоса, соединенных
между собой жестким штоком, и золотникового управляющего устройства, привод которого осуществляется от
соединительного жесткого штока (золотниковое устройство гидравлического типа).
Оборудование ГПНУ состоит из наземной и погружной частей.
Наземная часть включает силовой и подпорный насосы, емкость и оборудование для подготовки силовой жидкости,
систему трубопроводов и кранов, а также контрольно-измерительные приборы. Погружной агрегат является
сложной гидравлической машиной с очень высокой точностью изготовления пар трения: «поршень—цилиндр»
гидродвигателя; «поршень (плунжер)—цилиндр» насоса и гидравлического золотникового устройства. ГПНУ в
сравнении с другими типами бесштанговых установок
обладают следующими преимуществами:
— возможность регулирования в достаточно широком диапазоне основных характеристик;
— простота управления;
— упрощение подземного ремонта, т.к. спуск и подъем погружного агрегата осуществляются собственным силовым
насосом;
— возможность эффективной эксплуатации наклонно-направленных скважин.