Загрузил ryadnov.ilja

Лабораторная работа Капремонт скважин

реклама
1 Технология ГРП.
1.1 Для чего предназначен ГРП?
Гидроразрыв пласта (ГРП) – метод интенсификации добычи нефти и
приемистости нагнетательных скважин, заключающийся в создании высокопроводимой трещины в целевом пласте под действием подаваемой в него под
давлением жидкости для улучшений условий притока добываемого флюида к
забою скважины.
Цель достигается созданием высокого гидравлического давления на
стенки
скважины
крупнозернистым
с
последующим
наполнителем
заполнением
(проппантом)
трещин
для
специальным
предотвращения
их
обратного смыкания.
Назначение ГРП заключается в следующем:
1. Интенсификация дебита скважин с загрязненной призабойной зоной в
пластах с различной проницаемостью;
2. Разработка неоднородных по структуре залежей;
3. Улучшение гидродинамической связи скважины с естественной
системой трещин в коллекторе;
4. Расширение зоны притока пластового флюида;
5. Разработка пластов с низкой проницаемостью и низкорентабельных
скважин;
6. Изменение фильтрационных потоков в нагнетательных скважинах;
7. Восстановление параметров скважин, не поддающихся воздействию
другими методами.
1.2 Перечислите виды ГРП
Существуют следующие виды ГРП:
По типу скважины:
- добывающие нефтяные;
- добывающие газовые;
1
- нагнетательные.
По применяемому внутрискважинному оборудованию:
- без НКТ (разрыв в обсадной колонне)
- с использованием НКТ
- без пакера (давление разрыва пласта действует на обсадную колонну
По числу пластов в разрезе скважины:
- один
- два
- несколько
По виду ГРП:
- простой;
- поинтервальный (многократный);
- направленный;
- избирательный;
- массированный;
- глубокопроникающий;
- комбинированный (щелевая разгрузка+ГРП…)
По типу используемых при ГРП жидкостей и наполнителей
- проппантный ГРП;
- кислотный ГРП;
- пенный ГРП;
По профилю проводки скважины:
- ГРП в вертикальных скважинах;
- ГРП в горизонтальных скважинах;
- ГРП в наклонно-направленных скважинах.
2
1.3
Какие
типы
жидкостей
используются
для
ГРП,
какие
требования к ним предъявляются?
По своему назначению различают следующие жидкости для ГРП:
Жидкость разрыва - жидкость, нагнетаемая в призабойную зону пласта
для нарушения целостности горной породы с образованием новых трещин или
расширением уже существующих.
Жидкость-песконоситель
-
жидкость,
которая
применяется
для
транспортировки песка с поверхности до трещины и заполнения ее проппантом.
Продавочная жидкость - жидкость, используемая для задавки из насоснокомпрессорных труб в обрабатываемый пласт, в полученную трещину жидкости
разрыва и жидкости-песконосителя.
К жидкостям ГРП существуют следующие требования:
1) жидкости для ГРП должны обладать достаточной динамической
вязкостью для создания трещин высокой проводимости за счет их
большего раскрытия и эффективного заполнения проппантом;
2)
иметь
низкие
фильтрационные
утечки
для
получения
необходимых размеров при минимальных затратах жидкости;
3) обеспечивать минимальное снижение проницаемости зоны
пласта, контактирующей с жидкостью разрыва;
4) обеспечивать низкие потери давления на трение в трубах;
5)
иметь
достаточную
для
обрабатываемого
пласта
термостабильность и высокую сдвиговую стабильность, т.е. устойчивость
структуры жидкости при сдвиге;
6) легко выноситься из пласта и трещины гидроразрыва после
обработки;
7)
быть
технологичными
в
приготовлении
и
хранении
промысловых условиях;
8) иметь низкую коррозионную активность;
9) быть экологически чистыми и безопасными в применении;
3
в
10) иметь относительно низкую стоимость.
Основными требованиями к жидкости-песконосителю являются
высокая пескоудерживающая способность и низкая фильтруемость.
При выборе подходящей системы жидкостей ГРП следует
использовать следующие данные:
1. Распределение потерь давления на трение для различных
жидкостей ГРП;
2. Реологические свойства жидкостей при различных температурах;
3. Проводимость для различных систем жидкостей ГРП;
4. Совместимость жидкости ГРП с пластом;
5. Совместимость жидкости ГРП с определенными компонентами;
6. Характеристики поведения жидкости ГРП в окружающей среде;
7. Свойства и условия разрушения геля.
4
В таблице 1 представлены рекомендуемые жидкости ГРП в зависимости
от условий применений.
Таблица 1 – Жидкости разрыва и условия применения
1.4
Какие материалы используются для заполнения трещин, чем
обусловлен выбор материала для заполнения трещин?
• на глубинах до 2400 м используют фракционированный песок
по ТУ 39 - 982—94,
5
• свыше 2400 м — искусственные среднепрочностные по ТУ 39-01470002—92 и высокопрочностные по ТУ 39- 1565 —91 расклинивающие
материалы (проппанты).
В настоящее время в России в качестве закрепляющих трещин материалов
используют:
 керамические проппанты;
 полимернопокрытые проппанты;
 особопрочные пропанты;
 легкие проппанты.
Как правило, используются проппанты с покрытием из синтетических
смол, отверждающиеся в пластовых условиях, для решения проблемы выноса.
Песок не используется - по причине его низкого качества и, как следствие,
не достижения расчетных параметров добычи. Проппант в отличии от песка
обладает высокой прочностью, сферичностью и округлостью, а как следствие
более высокой проводимостью и проницаемостью. Все это позволяет увеличить
пропускную способность жидкости через закаченную в скважину пачку
проппанта. Также за счет высокой прочности проппанта время работы скважины
увеличивается в десятки, а то и в сотни раз.
Выбор проппанта обусловлен характеристиками скважины, параметрами
проппанта и видом ГРП, например:
 напряжение смыкания трещины;
 проницаемость проппанта;
 температура;
 размер гранул;
 прочность проппанта;
 глубина залегания пласта;
 тип жидкости для ГРП (кислоты!).
6
1.5 Опишите порядок проведения работ при ГРП.
ГРП состоит из трех принципиальных операций:
1. Создание в коллекторе искусственных трещин (или расширение
естественных);
2. Закачка по НКТ в ПЗС жидкости с наполнителем трещин;
3. Продавка жидкости с наполнителем в трещины для их закрепления.
 Подготовка скважины — исследование на приток или приемистость, что
позволяет получить данные для оценки давлени разрыва, объема жидкости
разрыва и других характеристик.
 Промывка
жидкостью
с
скважины
добавкой
Принеобходимости
в
—
скважина
нее
определенных
осуществляют
промывается
промывочной
химических
декомпрессионную
реагентов.
обработку,
торпедирование или кислотное воздействие. При этом рекомендуется
использовать насосно-компрессорные трубы диаметром 3-4" (трубы меньшего
диаметра нежелательны, т.к. велики потери на трение).
 Закачка жидкости разрыва. Жидкость разрыва — тот рабочий агент,
закачкой которого создается необходимое для разрыва горной породы давление
для образования новых и раскрытия существовавших в ПЗС трещин. В
зависимости от свойств ПЗС и других параметров используют либо
фильтрующиеся, либо слабофильтрующиеся жидкости.
 Закачка жидкости-песконосителя. Песок или любой другой материал,
закачиваемой в трещину, служит наполнителем трещины, являясь, по существу,
каркасом внутри нее и предотвращает смыкание трещины после снятия
(снижения) давления. Жидкость-песконоситель выполняет транспортную по
отношению к наполнителю функцию.Основными требованиями к жидкостипесконосителю являются высокая пескоудерживающая способностьи низкая
фильтруемость.
 Закачка продавочной жидкости. Основной целью этой жидкости
является продавка жидкости-песконосителя до забоя и задавка ее в трещины.
7
 После закачки наполнителя в трещины скважина оставляется под
давлением. Время выстойки
скважины
под
давлением должно
быть
достаточным, чтобы система (ПЗС) перешла из неустойчивого в устойчивое
состояние, при котором наполнитель будет прочно зафиксирован в трещине. В
противном случае в процессе вызова притока, освоения и эксплуатации
скважины наполнитель выносится изтрещин в скважину
 Вызов
притока,
освоение
скважины
и
ее
гидродинамическое
исследование. Следует подчеркнуть, что проведение гидродинамического
исследования является обязательным элементом технологии, т.к. его результаты
служат критерием технологической эффективности процесса.
1.6 Что такое многостадийный гидроразрыв пласта (МГРП), в каких
случаях он применяется?
Многостадийный
ГРП
(МГРП)
–
последовательное
проведение
гидроразрывов пласта в одной скважине.
Данная технология применяются в горизонтальных скважинах для
разработки сложных и нетрадиционных нефтеносных пластов.
1.7 Чем отличается технология проведения МГРП при открытом и
обсаженном забое?
 Гидропескоструйная перфорация при проведении МГРП в обсаженном
стволе для прорезки ОК и каналов в пласте.
 В открытых стволах для разобщения интервалов используются
набухающие или гидравлические пакеры.
8
2 Наземное оборудование для ГРП.
2.1 Перечислите состав наземного оборудования для ГРП.
В комплекс наземного оборудования для ГРП входят:
 насосные дизельные агрегаты или газотурбинные;
 смеситель (блендер) для приготовления рабочих гелевых смесей для
ГРП;
 машина манифольдов;
 установки гидратационные;
 автоматизированная станция управления АСУ;
 танки (резервуары) для геля и проппанта (наполнителя).
2.2 Укажите названия оборудования и
его элементов, согласно
позициям,помеченным на рисунке 2.1
Рисунок 2.1 –Универсальная насосная установка: 1 – шасси – КрАЗ –
65101; 2 – двигатель; 3 – плунжерный насос высокого давления ; 4 – коробка
передач; 5 – топливный бак; 6 – бак мерный ; 7 – узел управления коробкой
передач.
9
2.3 Назовите основные технические параметры агрегата для ГРП.
Основные технические параметры агрегата для ГРП:
 полезная мощность насосной установки;
 наибольшее давление нагнетания;
 наибольшая идеальная подача.
2.4 Чем обусловлен выбор количества насосных агрегатов для ГРП?
Количество агрегатов определяется подачей агрегата qагр при давлении
гидроразрыва и его техническим состоянием по формуле:
𝑁=
𝑞
𝑞агр 𝐾
+ 1,
(1)
где: К=0,5-0,8 коэффициент технического состояния агрегата,
qагр –производительность агрегата
2.5 Какие типы насосов применяются на насосных агрегатах для ГРП?
На насосных агрегатах для ГРП применяют плунжерные насосы.
2.6 Укажите название оборудования и его элементов, согласно позициям
на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Плунжерный насос:
1- коренной вал, 2- кривошип, 3- крейцкопф, 4- плунжер, 5- уплотнение
плунжера, 6- нагнетательный клапан, 7- всасывающий клапан, 8- уплотнение
корпуса
10
2.7 Какое оборудование
используется
для
подключения
несколькихнасосных агрегатов к устью скважины?
Для подключения нескольких насосных агрегатов к устью скважины
используются блоки манифольдов, рукава высокого давления с БРС.
2.8 Укажите
название оборудования
и
его
элементов,
согласнопозициям на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 – Агрегат для приготовления смеси:
1- дизельный привод, 2- баки жидких добавок, 3-смеситель, 4механизм подачи проппанта, 5- всасывающий насос, 6- дозировочные
насосы, 7- расходомеры жидких добавок.
2.9 Каким образом осуществляется контроль за техническими
показателями процесса ГРП?
Контроль осуществляется машиной контроля и управления.
Регистрируемые параметры:
‐ Давление (в МВД, в нагнетательном коллекторе, в затрубье);
‐ Температура рабочей жидкости (смеси);
‐ Темп нагнетания;
‐ Объем закаченной смеси;
‐ Концентрация проппанта в смеси.
11
3 Скважинное оборудование для ГРП.
3.1 Перечислите состав скважинного оборудования для ГРП.
Рисунок 3.1 – Скважинное оборудование для ГРП
1 – ОК, 2 – НКТ, 3 – якорь, 4 – пакер, 5 – продуктивный пласт, 6 – хвостовик.
3.2. Какие типы НКТ используются при ГРП и почему?
Так как при проведении ГРП производится закачка жидкости под
высоким давлением до 105 МПа, то для ГРП используются гладкие
высокогерметичные трубы с трапецеидальной резьбой и узлом уплотнения
«металл-металл» повышенных групп прочности.
12
3.3 Укажите
название оборудования
и
его
элементов,
согласнопозициям на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Пакер:
1- переводник, 2- опорное кольцо, 3-ограничительная втулка, 4- резиновая
защитная, уплотнительная втулка, 5- разделительное кольцо, 6- конус, 7плашки, 8- направляющий паз, 9- переводник
13
3.4 Для чего в компоновке скважинного оборудования применяется
якорь. Представьте рисунок якоря, обозначьте его основные элементы и
дайте описание принципа его работы.
Якорь (рис. 3.3, .3,4) применяется для удерживания пакера от
перемещения вверх при создании перепада давления под пакером при
гидравлическом разрыве пласта.
Рисунок 3.3 – Гидравлический якорь типа ЯГ
14
Рисунок 3.4 – Гидравлический якорь:
1 – муфта НКТ; 2 –патрубок; 3 – корпус; 4 – винт; 5 – плашка; 6 – пружина; 7
– плашка
Якорь крепится к пакеру и колонне НКТ посредством резьбы НКТ по
ГОСТ 633-80. Якорь состоит из корпуса 3 со сквозным осевым каналом и
поперечными окнами, в которые вставлены круглые плашки 5. Плашки
подпружинены. Пружины 6 удерживают плашки в корпусе в утопленном
положении. Планки 7 ограничивают ход плашек в радиальном направлении,
предотвращая их выпадение, и крепятся на корпусе при помощи винтов 4.
15
Заякоривание происходит под действием давления жидкости. Под
действием давления в осевом канале корпуса 3. Под действием давления в
корпусе ЯГ плашки 5 выдвигаются наружу в радиальном направлении и
внедряются в стенку эксплуатационной колонны, заякориваясь на ней. При
отсутствии давления в трубах плашки возвращаются в исходное положение
под действием пружин 6 и якорь освобождается.
3.5 Какое скважинное оборудование применяется при МГРП?
При МГРП используют следующее оборудование:
 стыковочный инструмент (стингер);
 спусковой инструмент;
 якорь колонный;
 пакер-подвеска хвостовика (в эксплуатационной колонне);
 якорь открытого ствола;
 пакеры (в открытом стволе);
 муфты (порты) ГРП (шаровые разбуриваемые, шаровые извлекаемая
системы, системы с растворимыми картриджами, сдвижные системы, системы
с селективным пакером);
 гидропескоструйный перфоратор;
 локатор муфт;
 уравнительный клапан.
3.6 Какие типы муфт ГРП применяются МГРП, каким образом
происходит активация муфт ГРП?
При МГРП применяются следующие типы муфт:
 раздвижные муфты:
o муфты, активируемые шарами (с растворимыми или
разбуриваемыми элементами);
16
o муфты, активируемые ключом, спускаемом на НКТ либо
ГНКТ;
 муфты
гидравлические
(разрывные,
настраиваемые
на
определенное давление), активируемые давлением жидкости;
 системы
с
селективными
пакерами
(открытие/закрытие
циркуляционного порта осуществляется с помощью пакера ПВЗ);
 муфты с комбинированными способами активации (шар+ключ).
3.7 В каких случаях, и для каких целей при МГРП применяется
ГПП?
ГПП применяется при проведении МГРП в обсаженных стволах для
прорезания обсадной колонны и цементного камня, и каналов в пласте.
3.8 Какая из технологий МГРП показана на рис. 3.3? Укажите
названиеоборудования и его назначение, согласно позициям на рисунке
3.3.
Рисунок 3.3 – Состав скважинного оборудования для МГРП в открытом
стволе: 1 – набухающий пакер рукавного типа; 2 – центратор; 3 – башмак с
обратным клапаном; 4 – муфта ГРП, активируемая шаром; 5 – пакерподвеска; 6 – спусковой инструмент; 7 – стингер
17
Скачать