CC BY
24А.А.Сабиров, Н.Н.Соколов, Ю.А.Донской, А.В. Булат (РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина]; С.Б.Якимов (ТНК-ВР); В.С. Строев («Элкамнефтемаш»)
О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЕСЕНДЕРОВ В БОРЬБЕ С ПЕСКОМ
На сегодняшний день в условиях, когда формирование благосостояния России напрямую зависит от добычи энергоресурсов, наибольшее значение приобретает добыча нефти, однако большая часть известных крупных месторождения открыта еще в 50-70-е гг. прошлого столетия.
Поддержание уровня добычи нефти в настоящее время производится за счет интенсификации добычи нефти на старых месторождениях, разработки шельфовой зоны и ввода в эксплуатацию сравнительно небольших месторождений
Основные объемы добычи нефти в России обеспечиваются механизированными способами. В таблице 1 приведены данные по способам эксплуатации нефтяных скважин по России. Из представленных данных следует, что наиболее распространенным способом добычи нефти являются скважинные насосные установки: штанговые и центробежные. Одновременно с ростом общего фонда скважин, и особенно механизированного, значительно возрастают затраты на их ремонт. В связи с интенсификацией добычи нефти и увеличением депрессии на пласт основной причиной отказов по данной категории оборудования является засорение рабочих органов УЭЦН и СШНУ механическими примесями (песок, проппант, соли, АСПО), см. рис.1. Механизм выноса песка из продуктивных пластов необычайно сложен, на
него оказывает влияние каждая операция при заканчивании скважины -от первоначального вскрытия пласта долотом до освоения скважины. Также на этот процесс влияет технология добычи нефти и её интенсивность, проведение обработок призабойной зоны. Механизм выноса песка был рассмотрен многими авторами, поэтому в данной статье будут рассмотрены только некоторые способы борьбы с песком. Решение о том, как бороться с песком, проппантом и другими механическими примесями, всегда должно приниматься
с учетом технической и экономической целесообразности.
Факторы, влияющие на выбор методов борьбы с песком, связаны с:
• затратами на ремонт нефтепромыслового оборудования (если не применяются никакие защитные устройства);
• затратами и эффективностью применения механических или иных методов сепарации песка.
Для борьбы с механическими примесями могут применяться многие способы и методы. Наиболее широко сегодня
Коррозия 4%
Выработка ресурса 11%
Механические примеси 54%
ТКРС,ЭПУ,ЦДНГ
3%
Подбор оборудования 4%
Брак завода 2%
Не установлена 2%
Отложение солей 11%
рис. 1. типичное распределение причин отказов скважинных насосных установок
таблица 1
способ эксплуатации Фонд скважин (%) затраты на ремонт (%)
Фонтанирующие 4 4
ЭЦН 35 48
ШГН 57 44
Газлифт 3 3
Прочие Менее 1 Менее 1
Всего 100 100
\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
№ 3 \\ март \ 2010
применяются механические методы задержания песка, поэтому они и будут рассматриваться в дальнейшем. Одним из наиболее распространенных методов борьбы с песком является установка механических фильтров. При этом используют гравийные фильтры намывные, гравийные фильтры подвесные, фильтры проволочные и щелевые.
При использовании щелевых или проволочных фильтров без гравийной обсыпки нужно правильно выбирать ширину щелей с учетом размеров частиц пластового песка, который необходимо задержать. Там, где щелевые и проволочные фильтры не могут задержать тонкозернистые пески и где фильтры с очень малым раскрытием щелей легко закупориваются, широко применяются гравийные фильтры с наружной обсыпкой или подвесные. При выборе гравийных фильтров приходится ориентироваться на самые тонкие фракции пластового песка, присутствующие в продуктивном интервале. Однако такой подход иногда вынуждает использовать гравий, который отрицательно
ПО ШЕФМОНТАЖУ И ПУСКОНАЛАДКЕ
рис.4. коэффициент сепарации десендера в зависимости от гранулометрического состава механических примесей на входе в десендер и расхода жидкости О
1 4-
1 - соединительная муфта,
2 - разобщитель эксплуатационной колонны, 3 -проволочный фильтр,
4 - песочная спираль,
5 -приемно-выкидной патрубок,
6- пескоотводящий патрубок,
7- мехпримеси,
8 - контейнер для мехпримесей.
Рис.3. Конструктивная схема песочного якоря ПГ-5.000
влияет на продуктивность скважины. К сожалению, данные фильтры часто закупориваются мелкими частицами при добыче и, следовательно, способны вызывать кольматацию фильтрующей зоны (отложение глины, окислов железа, выпадение солей при несовместимости водных растворов). Происходит закупорка призабойной зоны пласта (ПЗП) этими частицами, что приводит к значительному снижению проницаемости призабойной зоны. В этом случае даже проведение кислотных обработок ПЗП может не обеспечить восстановление первоначальной продуктивности скважины.
Сегодня многие нефтяные компании используют в борьбе с песком устройства, работающие на инерционно-гравитационом или гидроциклонном
принципе. К сожалению, на данный вид оборудования фирмы-изготовители не предоставляют характеристик изменения коэффициента сепарации устройств в зависимости от гранулометрического состава механических примесей на входе в десендер и от расхода жидкости. Отсутствие такой информации не позволяет нефтяникам делать обоснованный выбор данных устройств и повышать эффективность их использования.
В РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина создана методика и стенд (см. рис.2) для определения эффективности сепарации десендеров в зависимости от гранулометрического состава механического примесей на входе в десендер и расхода жидкости. На стенде с использованием указанной методики были проведены стендовые испытания газопесочных якорей (десендеров) ПГ-3.000 и ПГ-5.000, работа которых основана на инерционно-гравитационом принципе. В соответствии с технической документацией эти устройства предназначены для исключения (значительного снижения) вредного влияния песка и других механических примесей, попадающих на рабочие органы скважинных насосов.
На рис. 3 представлена конструктивная схема десендера ПГ-5.000. В результате проведенных исследований была определена эффективность и получена зависимость коэффициента сепарации десендера в зависимости от гранулометрического состава механических примесей на входе в десендер и от расхода жидкости Q (рис.4).
В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРОВЕДЕННЫХ РАБОТ БЫЛИ СДЕЛАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ ВЫВОДЫ:
• устройства ПГ-3.000, ПГ-5.000 успешно борются с механическими примесями с гранулометрическим составом от 0.105 - 0.425 мм при расходе жидкости до 25 куб.м/сут;
• при расходе жидкости свыше 120 куб.м/сут с механическими примесями с гранулометрическим составом от 0.105 - 0.425 мм коэффициент сепарации составляет 0.26, с увеличением расхода жидкости коэффициент сепарации снижается;
• данные устройства можно рекомендовать использовать после ГРП, что позволит избегать применения насоса-«жертвы» при дебитах до 40-80 куб.м/ сутки в зависимости от гранулометрического состава проппанта.
«Бейкер Хьюз» сегодня
От имени компании «Бейкер Хьюз» поздравляем Российский Государственный Университет нефти и газа имени ИМ. Губкина с 80-летием!
В настоящее время более 140 выпускников Университета являются сотрудниками компании «Бейкер Хьюз», в том числе и Президент компании по России и странам СНГ, высокая профессиональная подготовка которых позволяет компании успешно развиваться,
|
Желаем Вам плодотворной научной деятельности и надеемся на продолжение взаимовыгодного сотрудничества-
*
I умш.ЬакегЬидЬе^сот
г
BAKER HUGHES
