Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Фонтанный способ — эксплуатация
Фонтанный способ эксплуатации характерен наличием внутреннего давления движущегося флюида. Если колонна спускается с гидравлическим пакером. Если колонна спускаемся с механическим пакером, то установка пакера связана с передачей сжимающей нагрузки на нижнюю часть колонны. [1]
Фонтанный способ эксплуатации является наиболее экономичным. Поэтому следует обеспечивать продление периода фонтанной эксплуатации путем воздействия на пласт в тех случаях, когда это с технической и экономической точек зрения целесообразно. [2]
Фонтанный способ эксплуатации является наиболее экономичным. Поэтому необходимо стремиться к продлению этого периода. [3]
Фонтанный способ эксплуатации применяют в основном на ранних станциях разработки нефтяных месторождений. В Советском Союзе на долю фонтанной эксплуатации приходится примерно 40 — 50 % добычи нефти. Доля нефти, добываемой механизированными способами, в последние годы непрерывно увеличивается, а число скважин, оборудованных насосами, по прогнозам к 1990 — 2000 г. составит почти 90 — 95 % общего фонда добывающих скважин. [4]
Фонтанный способ эксплуатации залежи характерен для начального периода ее жизни, когда пластовая энергия обеспечивает извлечение нефти на поверхность земли. Величина пластовой энергии различна и зависит от пластового давления и мощности залежи. Наличие газа в пластовых нефтях в значительной мере способствует фонтанированию скважин. Это объясняется тем, что по мере движения нефти к устью скважин давление падает, при этом газ, выделяясь в подъемных трубах, образует газонефтяную смесь значительно меньшей плотности, чем нефть. Создается разность давлений в пласте и скважине, которая вместе с газом играет роль движущей силы, обеспечивая фонтанирование. По мере извлечения нефти из залежи в последней освобождается определенный объем перового пространства, занимаемый подпирающей пластовой водой. При этом граница водонефтяного контакта постоянно перемещается в направлении к скважинам. Вода в этом случае способствует извлечению нефти, являясь своеобразным поршнем, выталкивающим нефть из пласта в скважины. Однако полного замещения нефти водой в пластах практически не происходит, вследствие того, что при одновременном движении к забою вода, имеющая меньшую вязкость, чем нефть, опережает ее. С течением времени количество воды в общем потоке все возрастает, наступает такой период, когда нефть уже не выталкивается водой, а просто увлекается ее потоком. При этом плотность извлекаемой жидкости заметно возрастает, сокращая количество эффективно действующего газа. [5]
Фонтанный способ эксплуатации нефтяных скважин применяется на начальном этапе разработки месторождений. [6]
При фонтанном способе эксплуатации нефть и газ поднимаются по стволу скважины под действием природной энергии пласта. Основной технической задачей при этом является обеспечение надежной герметизации ствола и устья скважины. Кроме этого, большое внимание уделяется обработке призабойной зоны с целью повышения проницаемости составляющих ее пород. [7]
При фонтанном способе эксплуатации подъем жидкости иефтя и газа) по стволу скважины происходит под действием естественной или искусственно поддерживаемой энергии пласта. [8]
При фонтанном способе эксплуатации основная часть травматизма ( 54 1 %) приходится на обслуживание скважин ( очистку труб от отложений парафина, осмотр ь профилактический ремонт устьевого оборудования, прискважинных сооружений, контрольно-измерительных приборов, первичных элементов автоматики и Др. [9]
При фонтанном способе эксплуатации вся потребность в энергии на подъем жидкости из скважины и на преодоление сопротивлений устьевого оборудования полностью покрывается природной энергией поступающих из пласта к забою нефти и газа Этот способ самый экономичный, но реализуется, как правило, только на начальной стадии эксплуатации месторождений, когда пласт находится под избыточным давлением. По мере истощения пласта фонтанирование прекращается и для подъема жидкости приходится подводить энергию извне, т.е. переходить к механизированному способу. [10]
При фонтанном способе эксплуатации нефть и газ поднимаются по стволу скважины под действием природной энергии пласта. Основной технической задачей при этом является обеспечение надежной герметизации ствола и устья скважины. Кроме этого, большое внимание уделяется обработке призабойной зоны с целью повышения проницаемости составляющих ее пород. [11]
При фонтанном способе эксплуатации возможен изгиб нижней части НКТ от давления пластового флюида. Эксплуатацию скважин осуществляют через колонну насосно-компрессорных труб, закрепленную в нижней части в пакере. При этом необходимо учитывать влияние осевой силы ( реакции в пакере) на изгиб НКТ. В общем случае необходимо учитывать влияние изменения давления и температуры пластового флюида при движении по колонне. Очень важно оценить влияние газосодержания в потоке движущегося флюида на устойчивость форм равновесия нижней части НКТ. Эти вопросы особенно важны также при разработке технологических рекомендаций при ликвидации газонефтеводопроявлений в процессе бурения ( эксплуатации) скважин. [12]
Возврат к фонтанному способу эксплуатации ( даже частичный) или уменьшение глубины спуска насосов и дальнейшее уменьшение давления нагнетания ( по высокопродуктивным коллекторам) позволит, по крайне мере, еще в 1 5 — 2 раза снизить энергопотребление и решить проблему нехватки электроцентробежных насосов, штанг и насосно-компрессорных труб. [13]
Одним из преимуществ фонтанного способа эксплуатации по сравнению с механизированным способом является возможность свободного спуска различных приборов к забою скважин. Поэтому в фонтанных скважинах проводится много исследований, связанных с определением параметров, характеризующих свойства пласта н его состояние в данный момент разработки залежи. К таким исследованиям относятся: регулярное измерение пластового давления, снятие кривых восстановления пластового даиления в остановленной скважине, температурные измерения, отбор проб жидкости с забоя с сохранением ях в первоначальном состоянии, а также исследовательские) работы по специальной программе. [14]
Как известно, фонтанным способом эксплуатации называется способ извлечения жидкости на поверхность под действием только пластовой энергии. [15]
Источник
Фонтанный способ эксплуатации
Тема: Способы эксплуатации нефтегазовых скважин.
План 1. Фонтанный способ эксплуатации.
2. Условия фонтанирования и возможные методы его продления.
1. Фонтанный способ эксплуатации
Фонтанная эксплуатация, способ эксплуатации нефтяных, артезианских и газоконденсатных скважин, при котором полезное ископаемое под действием пластовой энергии изливается на поверхность. При подъёме нефти и конденсата пластовая энергия складывается из энергии, зависящей от величины гидростатического напора, определяемого забойным давлением, и энергии газа, выделяемого из нефти и конденсата по мере падения давления при движении вверх по скважине потока продукции. Скважины, в которых ожидается фонтанирование, перед освоением оборудуют колонной фонтанных труб (для рационального использования энергии расширяющегося газа). Диаметр труб выбирается в зависимости от ожидаемого дебита, давления, глубины скважины, условий эксплуатации и диаметра обсадных колонн. После спуска в скважину колонны фонтанных труб на устье устанавливается фонтанная арматура и производится обвязка устьевого оборудования. Длительное и бесперебойное фонтанирование скважин в процессе освоения и эксплуатации обеспечивается правильно выбранным режимом её работы. Режим Фонтанная эксплуатация изменяют созданием противодавления в фонтанной ёлке.
После того как скважина пробурена и освоена, необходимо начать добывать из нее нефть. Хотя нужно отметить, что не из всех даже эксплуатационных скважин добывается нефть. Существуют так называемые нагнетательные скважины. В них наоборот закачивается, только не нефть, а вода. Это необходимо для эксплуатации месторождения в целом. Об этом мы поговорим попозже.
Нефть находится под землей под таким давлением, что при прокладке к ней пути в виде скважины она устремляется на поверхность. Как правило, фонтанируют скважины только в начале своего жизненного цикла, т.е. сразу после бурения. Через некоторое время давление в пласте снижается и фонтан иссякает. Конечно, если бы на этом прекращалась эксплуатация скважины, то под землей оставалось бы более 80% нефти.
В процессе освоения скважины в нее опускается колонна насосно-компрессорных труб (НКТ). Если скважина эксплуатируется фонтанным способом, то на поверхности устанавливают специальное оборудование – фонтанную арматуру.
Рекомендуемые файлы
Рис. 3.2. Арматура фонтанная крестовая для однорядного подъемника: 1 манометры; 2 трехходовой кран; 3 буфер, 4. 9 задвижки; 5 крестовик елки; 6 переводная катушка; 7 переводная втулка; 8 крестовик трубной головки: 10 штуцеры; 11 фланец колонны; 12 — буфер
Это оборудование необходимо для управления скважиной. С помощью фонтанной арматуры можно регулировать добычу нефти – уменьшать или совсем остановить.
После того, когда давление в скважине уменьшится, и скважина начнет давать совсем мало нефти, как посчитают специалисты, ее переведут на другой способ эксплуатации.
При добыче газа фонтанный способ является основным.
2. Условия фонтанирования и возможные методы его продления.
Условия фонтанирования скважин.
Фонтанирование скважин происходит в том случае, если перепад давления между пластовым и забойным будет достаточным для преодоления противодавления столба жидкости и потерь давления на трение, тоесть фонтанирование происходит под действием гидростатического давления жидкости или энергии расширяющегося газа. Большинство скважин фонтанирует за счет энергии газа и гидростатического напора одновременно. Газ, находящийся в нефти, обладает подъемной силой, которая проявляется в форме давления на нефть. Чем больше газа расстворено в нефти, тем меньше будет плотность смеси и тем выше поднимается уровень жидкости. Достигнув устья, жидкость переливается, и скважина начинает фонтанировать. Общим обязательным условием для работы любой фонтанирующей скважины будет следующее основное равенство:
Рс = Рг+Ртр+ Ру; где Рс — давление на забое, РГ, Ртр, Ру — гидростатическое давление столба жидкости в скважине, расчитанное по вертикали, потери давления на трение в НКТ и противодавление на устье, соответственно. Различают два вида фонтанирования скважин: · Фонтанирование жидкости, не содержащей пузырьки газа — артезианское фонтанирование. · Фонтанирование жидкости, содержащей пузырьки газа облегчающего фонтанирование — наиболее распространенный способ фонтанирования.
При фонтанной эксплуатации подъем газонефтяной смеси от забоя до устья скважины осуществляется по колонне насоснокомпрессорных труб, которые спускают в скважину перед освоением. Необходимость их спуска вызвана рациональным использование энергии газа, улучшением выноса песка, уменьшением потрь на скольжение газа и возможностью сохранить фонтанирование при меньших пластовых давлениях. На устье скважины монтируют фонтанную арматуру, которая представляет собой соединение различных тройников, крестовиков и запорных устройств. Эта раматура предназначена для подвешивания насосно-компрессорных труб, герметизации затрубного пространства между трубами и обсадной колонной, контроля и регулирования работы фонтанной скважины. Фонтанные арматуры изготовляют крестового и тройникового типов. Состоит она из трубной головки и фонтанной елки. Трубная головка предназначена для подвески насосно-компрессорных труб и герметизации затрубного пространства между ними и эксплуатационной колонной. Фонтанная елка служит для направления продукции скважины в выкидные линии, а также для регулирования и контроля работы скважины. Фонтанная елка имеет две или три выкидные линии.Одна из них запасная. В тройниковой арматуре нижняявыкидная линии — запасная. На рабочей линии (верхней) запорное устройство всегда должно быть открыто, а на запасной — закрыто. Стволовые запорные устройства должны быть открытыми. Запорное устройство, расположенное внизу ствола фонтанной арматуры, называется главным. В тройниковой арматуре выкидные линии направлены в одну сторону. При выборе типа фонтанной аппаратуры следует учитывать, что крестовины быстрее разъедаются песком, чем тройники. В соответствии с ГОСТ 13846-74 фонтанные арматуры должны выпускаться на рабочее давление 70, 140, 210, 350, 700 и 1000 кгс/см2. Запорные устройства на фонтанных арматурах могут быть двух типов: в виде задвижки или крана. Тип арматуры вибирают по максимальному давлени, ожидаемому на устье скважины. На выкидных линиях после запорных устройств в некоторых случаях устанавливают приспособления (штуцеры) для регулирования режима фонтанной скважины. Штуцер представляет собой болванку со сквозным отверстием. Для контроля за работой фонтанной скважины на арматуре устанавливают два манометра: один на буфере (вверх ее), второй — на отводе крестовика трубной головки ( для измерения затрубного давления). Фонтанная арматура соединяется с групповыми установками выкидными линиями. Схемы обвязок фонтанных скважин в зависимости от дебита, давлния, содержания песка, парафина применяются различные.
1.Объясите конструкцию фонтанной арматуры.
2. Что такое фонтанная эксплуатация?
3.Назовите условие фонтанирования скважин
1. Аскеров М.М., Сулейманов А.Б. Ремонт скважин: Справ, пособие. — : Недра, 1993.
2. Ангелопуло O.K., Подгорнов В.М., Аваков Б.Э. Буровые растворы для осложненных условий. — М.: Недра, 1988.
3. Броун СИ. Нефть, газ и эргономика. — М: Недра, 1988.
4. Броун СИ. Охрана труда в бурении. — М: Недра, 1981.
5. Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению: В 3 т.: 2-е изд., перераб. и доп. — М: Недра, 1993-1995. — Т. 1-3.
6.Булатов А.И. Формирование и работа цементного камня в скважина, Недра, 1990.
7.Варламов П.С Испытатели пластов многоциклового действия. — М: Недра, 1982.
8.Городнов В.Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении. 2-е изд., перераб. и доп. — М: Недра, 1984.
9. Геолого-технологические исследования скважин / Л.М. Чекалин, А.С. Моисеенко, А.Ф. Шакиров и др. — М: Недра, 1993.
10.Геолого-технологические исследования в процессе бурения. РД 39-0147716-102-87. ВНИИпромгеофизика, 1987.
Источник
Фонтанный способ эксплуатации скважин
Скважины эксплуатируют двумя способами:
Фонтанный способ эксплуатации скважин применяться, когда энергия пласта достаточна для подъема флюида от забоя к поверхности.
Фонтанный способ эксплуатации считается наиболее выгодным, потому что не требует специального оборудования. В связи с этим, важнейшей задачей является обеспечение длительного фонтанирования скважины при рациональном расходовании пластовой энергии.
Фонтанирование скважины может происходить за счет:
— гидростатического давления пласта;
— растворенного в нефти газа;
— энергии имеющейся газовой шапки;
— энергия искусственного нагнетания в пласт жидкости или газа.
Работу скважины регулируют за счет изменения ее дебита специальными штуцерами, установленными на устье скважины. Штуцеры бывают регулируемые и нерегулируемые. Первые представляют собой дроссель (игольчатый вентиль), вторые — втулки или диски с отверстиями диаметром 3—15 мм. Детали, взаимодействующие с потоком пластовой жидкости, выполняются из износостойких материалов.
Все остальные виды эксплуатации скважин относятся к механизированному способу. Они имеют один общий признак: энергия для подъема пластовой жидкости на поверхность подводится извне и с помощью оборудования, расположенного в скважине, передается жидкости. Так как высота всасывания насоса не превышает 5-8 м, то для подъема жидкости из скважины глубиной в несколько сотен или тысяч метров насос приходится опускать в скважину и для обеспечения его надежной работы погружать под уровень пластовой жидкости.
Источник
