Исследование и разработка методов предупреждения выноса песка при строительстве и освоении водозаборных скважин: На примере месторождений Сургутского района
Термнефть" O.P. Коробовкиным, Н. Л. Щавелевым, Г. Б. Проводниковым, O.A. Лушпеевой, Д. Г. Антониади, М. А. Бурштейном, А. Р. Гарушевым, Г. Г. Гилае-вым, А. Т. Кошелевым, которым автор выражает благодарность. Научная новизна. 1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена зависимость притока пластового флюида от высоты песчаной пробки, образующейся в фильтровой зоне скважин. Обобщение… Читать ещё >
Содержание
- 1. Современное состояние и основные проблемы эксплуатации песко проявляющих скважин
- 1. 1. Теоретическое обоснование необходимости борьбы с пескопроявлением
- 1. 1. 1. Исследование влияния песчаной пробки на дебит скважины
- 1. 1. 2. Оценка устойчивости пород призабойной зоны водозаборных скважин
- 1. 2. Анализ методов борьбы с пескопроявлениями. Выбор направлений исследований
- 1. 2. 1. Критический анализ методов ограничения пескопроявлений при заканчивании и эксплуатации скважин
- 1. 2. 2. Выбор направлений исследований
- 1. 1. Теоретическое обоснование необходимости борьбы с пескопроявлением
- 2. 1. Краткий анализ геолого-технических условий бурения водозаборных сеноманских скважин на месторождениях Сургутского района
- 2. 2. Исследование технических и эксплуатационных характеристик сеноманских водозаборных скважин
- 2. 3. Совершенствование конструкции и технологии строительства скважин
- 2. 4. Методика исследования водозаборных скважин
- 3. 1. Обоснование необходимости применения противопесочных фильтров в сеноманских водозаборных скважинах
- 3. 2. Выбор типов фильтров для оборудования водозаборных скважин
- 3. 3. Исследование гранулометрического состава пород апт-альбсеноманских отложений
- 3. 4. Обоснование конструктивных параметров противопесочных фильтров
- 3. 5. Постановка и решение задачи расстановки фильтров по стволу водозаборных скважин
- 4. 1. Сбор и подготовка статистических данных по работе водозаборных скважин
- 4. 2. Сравнительная оценка КВЧ для скважин, оборудованных специальными (ФВС) и фильтрами других конструкций
- 4. 3. Влияние специальных фильтров ФВС на межремонтный период работы скважины
- 4. 4. Расчет ожидаемого эффекта от применения фильтров ФВС
Исследование и разработка методов предупреждения выноса песка при строительстве и освоении водозаборных скважин: На примере месторождений Сургутского района (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Актуальность проблемы. Для поддержания пластового давления (ППД) добываются значительные объемы воды из специально пробуренных водозаборных скважин. Для месторождений ОАО «Сургутнефтегаз» требуется в среднем от трех до десяти тонн воды на 1 тонну добываемой нефти.
Совместно с пластовой водой в ствол водозаборной скважины поступает большое количество песка — продукта разрушения призабойной зоны. Часть песка оседает на забой скважины, что приводит к образованию песчаных пробок, а часть — экскортируется по всей технологической цепочке: водозаборная скважина — кустовая насосная станция (КНС) — напорные водоводы — нагнетательная — скважина — пласт — добывающая скважина — оборудование для подъема воды и нефти.
Это приводит к увеличению издержек на мероприятия по очистке водозаборных скважин от песчаных пробок, по защите и ремонту насосного оборудования и трубопроводов, а также к увеличению энергетических затрат.
Важность проблемы способствовала разработке различных технологий и технических средств по ограничению пескопроявлений. Однако, эффективность этих работ невысока, что, видимо, объясняется недостаточной изученностью механизма пескопроявлений.
В этой связи, задача предупреждения выноса песка, весьма актуальна для повышения технико-экономических показателей разработки месторождений.
Цель работы: ограничение выноса песка с продукцией водозаборных скважин.
Основные задачи исследований:
1. Обобщение теоретических и опытно-промышленных работ по бурению, освоению и выводу на рабочий режим скажин, эксплуатирующих залежи со слабосцементированными коллекторами.
2. Разработка методики, специальных технических средств и технологии проведении исследований водозаборных скважин при работающей водоподъемной установке.
3. Разработка научно обоснованных критериев выбора конструкций пес-козащитных фильтров для водозаборных скважин и рациональной расстановки их в водоносных интервалах.
4. Анализ и совершенствование конструкций и технологии строительства водозаборных скважин.
5. Внедрение результатов исследований и их экономическая оценка.
Научная новизна. 1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена зависимость притока пластового флюида от высоты песчаной пробки, образующейся в фильтровой зоне скважин.
2. Разработаны принципиально новая система и методика проведения комплексных исследований скважины (патент № 2 061 819).
3. Научно обоснованы технологические и конструктивные параметры пескозащитных фильтров и схем их расстановки в водоносных интервалах скважин.
Практическая ценность работы. На основании обобщения и проведения теоретических и промысловых исследований разработаны:
— технология ликвидации перетоков из пескообразующих интервалов в месте посадочно-разгрузочного узла эксплуатационной колонны-хвостовика в водозаборных скважинах;
— методика исследования песконесущих горизонтов водозаборных скважин и технические средства, позволяющие повысить качество и информативность данных при исследовании скважинисключить простой водозаборной скважины во время исследованийне привлекать к работам бригаду капитального ремонта скважин (КРС), тампонажную и другую технику;
— технология цементирования кондукторов водозаборных скважин и конструкция посадочно-разгрузочного узла, исключающая перетоки через него;
— требования, предъявляемые к противопесочным фильтрам и их основные конструктивные параметры;
— конструкция водозаборной скважины, предусматривающая применение противопесочных фильтров.
Реализация в промышленности.
Основные положения диссертационной работы использовались при:
— разработке проектов на строительство сеноманских скважин;
— составлении регламента по проектированию технологических параметров, количества и расстановки противопесочных фильтров в горизонтальных добывающих и водозаборных скважинах ОАО «Сургутнефтегаз» ;
— проведении гидродинамических исследований в водозаборных скважинах Сургутского региона;
— разработке технологических решений и технических средств по ликвидации пескопроявлений в водозаборных сеноманских скважинах.
Основной объем внедрения разработок осуществлен на предприятиях ОАО «Сургутнефтегаз». Эффект от внедрения разработок за период с 1996 года составил около 6 млн. рублей.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических советах ОАО «Сургутнефтегаз» (г. Сургут, 1997;2000г.г.), «СургутНИПИнефть» ОАО «Сургутнефтегаз» (г. Сургут, 1997;2000г.г.), ОАО НПО «Роснефть — Термнефть» (г. Краснодар, 1999 г.), на ! и II международных конференциях — «Освоение ресурсов трудноизвлекаемых и высоковязких нефтей» (п.Шепси — 1997 г.- г. Анапа.
— 1999 г.), на заседании кафедры бурения нефтяных и газовых скважин Тюменского государственного нефтегазового университета (г. Тюмень, 2000 г.).
При подготовке материалов диссертации и внедрении разработок автор сотрудничал со специалистами ОАО «Сургутнефтегаз» и ОАО НПО «Роснефть.
— Термнефть" O.P. Коробовкиным, Н. Л. Щавелевым, Г. Б. Проводниковым, O.A. Лушпеевой, Д. Г. Антониади, М. А. Бурштейном, А. Р. Гарушевым, Г. Г. Гилае-вым, А. Т. Кошелевым, которым автор выражает благодарность.
5. Основные результаты диссертационной работы использовались при разработке проектов на строительство сеноманских водозаборных скважин, оснащенных противопесочными фильтрами, при исследовании скважин и их ремонте. Учтенный экономический эффект от внедрения разработок за 5 лет составил около 6 млн. рублей.
Список литературы
- Кристеа Н. Подземная гидравлика т.1, М.: Гостоптехиздат, 1961.344 с.
- Щелкачев В.Н., Лапук Б. Б. Подземная гидравлика. М.: Гостоптехиздат, 1949.-298 с.
- Тимошенко С.П., Гузьер Д. Ж. Теория упругости М.: 1975. — 576 с.
- Рабинович Н.Р. Инженерные задачи механики сплошной среды в бурении. М.: Недра, 1989. — 270 с.
- Гидравлика псевдосжиженного слоя в вопросе эксплуатации проб-кообразующих скважин / Мирзаджанзаде А. Х., Алескеров С. С., Алиев С. М. и др. // Нефть и газ, -1967, — № 1. С. 22−25.
- Обработка экспериментальных данных по псевдоснижению зернистого материала вязкопластичной средой / Якубов Б. М., Хасаев P.M. // Нефть и газ, -1968, — № 8. С. 28−31.
- Применение экстремального планирования для определения скорости уноса твердых частиц из псевдосжиженного слоя аэрированной жидкостью с полимерными и жидкими добавками / Якубов Б. М., Вартумян Г. Т., Юсифов Ю. Н. // Нефть и газ, -1975, — № 2. С. 32−36.
- Алибеков Б.И., Пирвердян A.M., Чубанов О. В. Гидравлические методы защиты глубинных насосов. М.: Недра, 1972. — 226 с.
- Пирвердян A.M. Гидромеханика глубиннонасосной эксплуатации. -М.: Недра, 1965.-245 с.
- Мирзаджанзаде А.Х., Пирвердян A.M., Чубанов О. В. и др. Методическое руководство по эксплуатации скважин при интенсивном пескопроявлении и откачке неньютоновских жидкостей. Уфа: 1977.182 с.
- Ашрафьян М.О. Технология разобщения пластов в осложненных условиях. М.: Недра, 1989, — 228 с.
- Булатов А.И., Макаренко П. П., Будников В. Ф. и др. Теория и практика заканчивания скважин : в 5 т. М.: Недра, 1998, т. З, — 410 с.
- О критических депрессиях при опробывании трещиноватых и пес-чаноглинистых пластов / Зазуляк М. И., Федяшин В. А. // Нефтяная и газовая промышленность, 1987.- № 2. С. 33−37.
- Коротаев Ю.П., Геров Л. Г., Закиров С. П. и др. Фильтрация газов в трещиноватых коллекторах. М.: Недра, 1979.- 223 с.
- К оценке напряженно деформированного состояния призабойной зоны, ослабленной трещиной гидроразрыва / Яремейчук P.C., Ибрагимов В .А. // Нефть и газ, 1980, — № 4. С. 40−43.
- Байдюк Б.В., Шрейнер Л. А. Расчет устойчивости горных пород при бурении. // В кн.: Вопросы деформации и разрушения горных пород при бурении. Сер. Бурение М.: ГОСИНТИ, 1980, — С. 48−74.
- Интенсификация добычи газа из месторождений и ПГХ в рыхлых коллекторах / Каримов М. Ф., Киселев Г. И. // Обзор, информ. Сер. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений .- М.: ВНИИЭгазпром, 1980, вып.5.- 37 с.
- Опыт борьбы с выносом песка на скважинах подземных хранилищ газа / Стражгородский С. И., Шалимова П. А., Либерман Г. И. //Обзор, информ. Сер. Транспорт и хранение газа, М.: ВНИИЭгазпром, 1983, вып. 9, — 33 с.
- Предупреждение выноса песка из скважин подземных хранилищ газа / Арестов В. В., Корнилов А. Е., Лебенков А. М. и др. // Обзор, информ. Сер. Транспорт и хранение газа. М.: ВНИИЭгазпром, 1982, вып. 5. — 39 с.
- Болелли У. Техника и технология подземного хранения газа в пористых несцементированных песках // Экспресс-информ. Сер. Транспорт, переработка и использование газа. М.: ВНИИЭгазпром, 1988, вып.13. -20 с.
- Stein N. Calculate drawdown that will onuse sand production. Wold oil, 1988, V. 206, n.4, pp. 48−49.
- Penberthy W.L. Cravel placement though perforations and perforation cleaning for gravel packing. Journal for Petroleum Technology. 1988, Febr., v. 40, № 2, pp. 229−236.
- Горбунов B.E. и др. Экспериментальные исследования процесса пробкообразования и его влияние на производительность газовых скважин // Реф.сб. ВНИИГазпрома, 1977, вып.4, — С. 21−27.
- К вопросу образования песчаных пробок в водозаборных скважинах, эксплуатируемых на месторождениях НГДУ «Нижнесортымск-нефть» ОАО «Сургутнефтегаз» / Б. Н. Басков, В. Н. Дьячков // НТИС Сер. Нефтепромысловое дело, — М.: ВНИИОЭНГ, 1966, — № 8−9, с. 1419.
- Исследование причин уменьшения межремонтного периода работы водоподъемных насосов в водозаборных скважинах НГДУ «Ниж-несортымскнефть» и разработка технических средств для устранения этих причин: Отчет о НИР / СургутНИПИнефть.- Сургут, 1994.- С. 90−94.
- Исследование и испытание на продуктивность водозаборной скважины № 1 «ВЗ» Туринской площади Тянского месторождения и разработка дополнения к проекту № 59 «3» с учетом полученных данных: Отчет о НИР / СургутНИПИнефть, — Сургут, 1996, — С. 30−35.
- Булатов А.И. Управление физико-механическими свойствами там-понажных систем. М.: Недра, 1976. 260 с.
- Влияние технологических факторов на качество цементирования скважин Ашрафьян М. О., Булатов А. И. // Обзор, информ.- М.: ВНИИОЭНГ, 1978.- 56 с.
- Буферная жидкость для разделения бурового и цементного растворов / Белоусов Г. А., Мурадов В. К., Бывальцев А. Н. и др. // Нефтяное хозяйство. 1987. — № 8. С.25−29.
- Условия эффективности контроля качества цементирования / Кирпиченко Б. И. // Нефтяное хозяйство. 1985. — № 3. С.26−28.
- Патент № 206 1819 на изобретение «Скважина для эксплуатации водоносного горизонта» / Басков Б. Н., Дьячков В.н. // Регистр изобретений от 10.06.96 г.
- Заканчивание скважин за рубежом // Газовая промышленность. Сер. Бурение / ВНИИЭОПТЭиГП, 1982, вып.З.
- РД 39−1-107−79. Инструкция по освоению скважин с применением пен.
- Карней Л. Рекомендации по выбору жидкостей // Инженер-нефтяник, 1977, № 4.
- Оценка качества вскрытия продуктивных пластов с АНПД / В. А. Кошляк, Б. А. Шарафутдинов // Нефтяное хозяйство. 1987. -№ 8. С. 14−18.
- Овнатанов Ф.Д. Вскрытие и обработка пласта.- М.: Недра, 1964. -168 с.
- Поляков В.И., Шарипов А. У., Карибов Б. Э. Эффективность вскрытия и методы оценки сложнопостроенных продуктивных пластов при бурении и опробовании глубоких разведочных скважин // Семинар ЗапсиббурНИПИ Тез. докл.- Тюмень, 1990. С. 23−24.
- Гравийные набивки. //World Oil, 1992, III, vol/213, № 3.
- Creen К., Mocrbe Е. Drilling mud and rock dits. // Drilling, 1997, VIII, vol.38, № 11,p.60−62.
- Suman G.O. Sand control, Wold Oil, 1975, vol.180, № 2, p. 33−39.
- Hawkins M.F. A not on skin -effeckt, J.Petr. Tech., 1956, vol. 8, № 12, p.65−68.
- Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. M.: Наука, 1974. — 640 с.
- Черепанов Г. П., Ершов Л. В. Механика разрушения,— М.: Машиностроение, 1977. 224 с.
- Регель В.Р., Слуцкер А. И., Томашевский Э. Е. Кинематическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974. — 560 с.
- Броск Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа, 1980.-368 с.
- Научно-техническое обоснование параметров конструкций проти-вопесочных фильтров и расстановка их в продуктивном пласте горизонтальных скважин Федоровского и Лянторского месторождений / Отчет о НИР/ ОАО «Роснефть-Термнефть», Краснодар, 1994. 166 с.
- Джавадян А.А. Совершенствование вскрытия и освоения нефтяных и газовых пластов. / Сб. трудов ВНИИ «Добыча нефти», М.: ВНИИнефть, 1977, вып.62.
- Заканчивание глубоких скважин за рубежом. // Обзорная информация «Бурение», М.: ВНИИОЭНГ, 1972.
- Zoback V. D. Permeability and effective stress. AAPG Bull, 1975, -vol.59, № 1, pp. 154−158.
- Xapp M.E. основы теории механики грунтов. М.: Стройиздат, 1971, 300с.
- Janes F.A. Laboratory stady of the effects and storage capacity in carbonare racks. J.Petrol.Technol., 1975, vol.27, pp/21−27.
- Remson D. Applying sail mechanics to well repair comlections. // Oil and gas, 1970, vol.9 / III, № 10, pp.54−57.
- Ибрагимов Э.И., Мелик Асланов Л.С. Методика прогнозирования состояния призабойных зон эксплуатационных скважин по заданному режиму работы. //Тр. АзНИИДН, Баку, 1972, вып.18, с.399−408.
- Maly George P. Minimasing formation. Damage I, Proper fluid selection helps avoid damage. // Jil and gas J., 1976 vol74, № 12, pp.68−70, 7576.
- Klotz F.A., Krueger R.F. Effect of perforation damage on well productivity. J. Petrol. Technol.- 1974, vol.26,№ 11, pp. 1303−1314.
- Гаврилко B.M., Алексеев B.C. Фильтры буровых скважин. М.: Недра, 1976, 333 с.
- Щелкачев В.Н. Разработка нефтеводоносных пластов при упругом режиме. М.: Гостоптехиздат, 1959, 462 с.
- Чарный И.А. Подземная гидромеханика. М.: Гостоптехиздат, 1963, 396 с.
- Бочевер Ф.М., Гармонов И. В., Лебедев A.B., Шестаков В. Н. Основы гидрогеологических расчетов. М.: Недра, 1965, 306 с.
- Пилатовский В.П. Влияние призабойной микронеоднородности пласта на дебит скважины. / Докл. АНСССР, т. XCIII, 1953, № 3, с. 417−420.
- Приближенная теория установившегося притока жидкости и газа к несовершенным скважинам с меридионально симметрической конструкцией забоев. / Труды ВНИИгаз, вып. VIII, 1956, с. 91−94.
- Klotz D. Hydrauliche Eigen cshaften der schlizfilter. Bohrtechnir, Brun-nent Rahr leitungsban. Vol. 22, № 8, 9, 1971, pp. 283−286, 323−328.
- Гаврилко B.M., Абрамов C.K. Подбор и расчет фильтров водозаборных скважин. М.: Водгео, 1956, 47 с.
- Гаврилко В.М. Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрологических скважин. М.: Гостоптехиздат, 1968.
- Выбор гравия для гравийных фильтров лабораторные исследования. // Экспресс-информация, сер. «Нефте и газодобывающая промышленность», — М.: ВИНИТИ, 1975, вып. 19, с. 34.
- Регулирование выноса песка. // Экспресс-информация, сер. «Нефте и газодобывающая промышленность».- М.: ВИНИТИ, 1975, вып. 29, с. 31.
- Современные методы борьбы с выносом песка из скважин. // Сер. «Нефтепромысловое дело». М.: ВНИИОЭНГ, 1978, вып.5.
- Аржанов Ф.Г., Маслов И. И., Репин В. И., Свиридов B.C. Применение противопесочных фильтров в скважинах IV горизонта Анастаси-евско-Троицкого месторождения // Сер. «Нефтепромысловое дело» .- М.: ВНИИОЭНГ, 1981, вып.Ю.
- Пирвердян A.M. Физика и гидравлика нефтяного пласта .- М.: Недра 1982. 360 с.
- Бурштейн М.А., Дьячков В. Н., Кошелев А. Т., Щавелев Н.Л.К вопросу повышения качества и снижения затрат на строительствоводозаборных скважин. / Тр. КубГТУ, сер. «Сер. «Нефтепромысловоедело», т.1, Краснодар, 1999, с.31−32.135
- СТП 39−005−2000, Методика расчетов параметров и расстановки фильтров в водозаборных скважинах, вскрывающих водоносные пласты большой мощности. // Краснодар, ООО «Роснефть-Термнефть», 2000, 18с.
- ШенкХ. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972, 382 с.
- Вентцель A.C. Теория вероятностей.- М.: Наука, 1964, 572 с.
- Пугачев B.C. Введение в теорию вероятностей. М.: Наука, 1968, 368с. оь ЭОьЗОьРис. п. 1.7 Конструкция 7
- Направление 0426 мм, глубина спуска 30 м.
- Комбинированный кондуктор 0324×245мм, глубина спуска 600 м, 0324 560м, 0245 -560−600м
- Фильтр щелевой, обмотанный проволокой.
- Башмак эксплуатационной колонны-хвостовик 0168×146мм.2 453=Ц-16 400ь1500ь700ьРис. п. 1.8 Конструкция 8
- Направление 0324 мм, глубина 1. спуска 30 м.
- Кондуктор 0245 мм, глубина спуска 2. 700 м,
- Эксплуатационная колонна 3. 0168 мм, глубина спуска — 1700 м.
- Все глубины колонн даны по верти- 4. кали.
- Фильтр щелевой, обмотанный проволокой.
- Башмак эксплуатационной колонРис. п. 1.9 Конструкция 9 Направление 0630 мм, глубина спуска 30 м. Кондуктор 0426 мм, глубина спуска 400 м, Эксплуатационная колоннахвостовик 0168 мм. Башмак эксплуатационной колонны-хвостовика 0168ммРис. п. 1.10 Конструкция 10
- Направление 0426 мм, глубина спуска 30 м.
- Кондуктор 0324 мм, глубина спуска 400 м,
- Эксплуатационная колонна 0245 мм, глубина спуска 1850 м.4. Зона перфорации.
- Собирается технологическая колонна из бурильных труб ЛЕТ 147×11 (6). Низ колонны оборудуется «глухим» герметизирующим башмаком (3) и перфорированным патрубком из ЛБТ 147×11 (4).