Освоение скважины: методы, описание процесса, безопасность. Ремонт скважин
Процесс освоения и последующего поддержания рабочего состояния скважины представляет собой комплекс технологических операций, направленных на извлечение целевого материала. Формирование бурового тоннеля осуществляется разными способами, отличающимися как техническим обеспечением, так и конфигурацией применения агрегатов и приспособлений. Выбор метода, по которому планируется освоение газовых скважин, в немалой степени зависит от условий проведения работ. Инженеры предварительно рассчитывают нагрузки на призабойную зону и на основе полученных данных разрабатывают план рабочих мероприятий.
Подготовка к освоению
Перед началом освоения к устью скважины подается монтажная арматура, с помощью которой будет возможна техническая организация процесса разработки. Независимо от выбранного метода освоения, на фланец смонтированной обсадной колонны ставится задвижка с повышенным давлением. Она потребуется в случае принятия решения о перекрытии ствола. В рамках подготовки выполняется прободение выработки и монтаж забоя, после чего можно приступать к погружению в образованный колодец насосно-компрессионного оборудования. В обязательном порядке освоение скважины предусматривает возможность выведения наплывов из пластов. Эта операция также включается в список предохранительных мероприятий на случай предотвращения аварий или воздействия нежелательной нагрузки на оборудование.
Анализ скважины
Для уточнения или коррекции метода освоения производятся исследовательские работы. Посредством разбиения кольматационных продуктов скважины через водяные потоки специалисты выявляют характеристики пластов. На этом же этапе может проводиться отделка поверхностей сухим льдом. Далее, минуя рабочую полость, рабочие очищают фильтры. Промывка затрубной зоны осуществляется через башмак фильтра. Затем подготавливается окончательный проект, в соответствии с которым производится освоение скважин. Способы освоения, представленные ниже, выбираются на основе зафиксированных параметров скважины и внешних условий для эксплуатации оборудования.
Тартание
В соответствии с этой методикой производится извлечение жидкости, которая спускается посредством лебедки и желонки на тонком канате толщиной порядка 16 мм. Желонка представляет собой трубный 8-метровый контур, нижняя часть которого обеспечена клапаном со штоком. В момент оказания упорного действия на шток клапан будет открываться. С обратной стороны желонки находится крепление для каната – как правило, скобяное приспособление. Труба обычно имеет в диаметре не более 70 % от толщины обсадной колонны. За один спусковой подход она должна выносить жидкость в объеме до 0,06 м3. Как показывает практика, освоение скважины тартанием является трудоемким процессом с низкой производительностью. Главный же недостаток этого метода заключается в ограниченных возможностях его использования. Связано это с тем, что задвижку нельзя закрывать в ходе извлечения желонки в случае фонтанных проявлений. С другой стороны, рабочие получают возможность эффективного извлечения осадка при полном контроле жидкостного уровня в скважине.
Метод поршневания
Также эта техника называется свабированием, так как в качестве рабочего агрегата может использоваться и поршень, и сваб. Оба устройства спускаются в насосно-компрессорную трубу с помощью каната. Поршень может иметь диаметр от 25 до 35 мм в среднем, а по конструкции он представляет собой малую трубу с клапаном, который открывает верхнюю часть устройства. Для этого приспособления особенно важна укрепляющая обвязка по внешним поверхностям. В качестве элементов укрепления могут применяться резиновые манжеты или проволочная сетка. По мере того как выполняется бурение, освоение скважин поршневанием реализуется в виде забора воды. Клапан открывается под давлением жидкости и переходит на верхний уровень. И напротив, в ходе подъема агрегата клапан закрывается, вода опускается, а обвязка сильнее уплотняет стенки трубы. Один спуск дает возможность извлечения ровно того объема жидкости, который был вобран в полость выше уровня клапана при погружении. В показателе производительности метод поршневания примерно в 10 раз превышает аналогичное значение при использовании тартания.
Метод замены скважинной жидкости
Технология также предполагает работы с насосно-компрессорными установками, но при условии полной герметизации устья. Создание заслонки на поверхности позволяет предотвратить фонтанные проявления и выбросы из скважины, что повышает надежность метода. При выходе из процесса бурения скважина заполняется глиняной массой, а после осуществления промывочных действий дегазированной нефтью или водой можно значительно снизить и коэффициент забойного давления. Данный способ эффективно себя показывает в разработке скважин, характеризующихся высоким давлением пластовых наплывов. Собственно, этим и выгодно освоение скважины путем замены жидкости и очистки месторождения. Обновление можно производить и с помощью насосно-компрессорных агрегатов, и посредством буровых установок. Иногда, если есть уверенность в безопасности скважины с точки зрения оказания высоких нагрузок на оборудование, дополнительно задействуется и поршневой механизм извлечения жидкости.
Метод освоения закачкой газа
В данном случае реализуется технология освоения, похожая на замещение жидкими смесями. В качестве рабочего наполнения используется комбинация газа и нефтяной жидкости. Полученная смесь заполняет пространство между погруженными трубами. В итоге создается напряжение между поданной смесью и жидкостью скважины, в условиях которого появляется возможность регуляции процесса освоения. Этот метод оптимально подходит для работ на больших глубинах, но его осуществление предусматривает использование труб и компрессорных установок высокого давления. Поскольку освоение скважин происходит под постоянными колебаниями температуры, поверхности оборудования также должны иметь усиленную внешнюю защиту. Кроме того, работа с газообразными смесями предъявляет высокие требования к мерам безопасности в ходе работы, а это повышает и стоимость мероприятия.
Методы освоения для нагнетательных скважин
Работа с нагнетательными скважинами немногим отличается от аналогичных мероприятий с добывающими месторождениями. Также используются методы получения целевого притока из пластов посредством дренирования с очисткой призабойного участка. Но есть и определенные отличия. Главное из них заключается в использовании метода плавного запуска. Это значит, что в процессе забора происходит медленное увеличение оборотов, при которых на пиковой мощности обслуживается больший объем жидкости. Также методы освоения скважин нагнетательного типа ориентируются на высокую степень открытости каналов с растущими показателями приемистости. То есть растет поглотительная способность скважинного обеспечения, что сказывается и на увеличении производительности.
Использование компрессорных установок
Большинство методов освоения месторождений предполагают подключение компрессорных станций. Обычно задействуются передвижные установки разных конструкций с объемом подачи порядка 8 м3/мин. Наиболее производительные агрегаты с гусеничной ходовой частью способны обслуживать скважины и с потенциалом перекачки в 16 м3/мин, но они относятся к узкоспециализированным средствам, способным работать в условиях повышенного давления. К наиболее современным с технологической точки зрения компрессорам можно отнести дизельные свободнопоршневые станции. Такие агрегаты для освоения скважин запускаются от баллонов со сжатым воздухом без необходимости выполнения предварительного подогрева. Выбор компрессорной техники для конкретного месторождения зависит от характеристик скважины. Причем мощность с подачей далеко не всегда играют ключевую роль в выборе. Так, в глубоких и узких скважинах целесообразнее использовать компактные, точные и в то же время функциональные установки.
Освоение с гибкими трубами компрессорной установки
Некоторые проекты, исследующие потенциал еще не освоенного месторождения, предусматривают выполнение своего рода разведки с помощью гибкого насосно-компрессорного оборудования. Данное мероприятие предшествует реализации действий, относящихся к вызову притока. На этом этапе работы по освоению скважины обычно производятся следующие операции:
- Подготовка к перфорации.
- Непосредственно выполнение перфорации.
- Подготовка к вызову притоков.
Под перфорацией понимается пробуравливание скважины с целью повышения объема притоков. То есть на этой стадии не обязательно должна производиться организация притока в определенных объемах, но как минимум прикладываются усилия для будущего повышения продуктивности этой части процесса.
Ремонтные работы на скважинах
Под ремонтными мероприятиями понимается комплекс мер, направленных на поддержание или улучшение работоспособности цементного кольца, обсадных колонн и других элементов скважинной конструкции. К аварийным восстановительным действиям можно отнести ликвидацию обрушений – особенно на спусках и подъемах. Чаще выполняется текущий ремонт скважин, в ходе которого специалисты могут восстанавливать оборудование, изменять конфигурации и схемы его установки, проводить очистные операции и т. д.
Капитальный ремонт скважины, в свою очередь, ставит целью полное или частичное восстановление призабойной зоны. В результате выполнения таких мероприятий должна улучшаться отдача пластов на фоне укрепления их структуры. В каждом случае ремонт скважин производится по заготовленному заранее проекту и курируется бригадиром. После его завершения составляется акт приемки.
Техника безопасности при освоении скважин
К работам допускаются только лица, прошедшие специальную подготовку. Кроме того, перед началом рабочих мероприятий проводится инструктаж с целью ознакомления с нюансами выполнения операций на конкретном объекте. На площадке должны присутствовать только необходимые технические средства, инвентарь и приспособления. Оборудование должно получить специальный допуск, свидетельствующий об исправности всех функциональных частей. Противопожарная безопасность при освоении скважин особенно важна в работе с нефтегазовыми месторождениями. На объекте должны присутствовать средства огнетушения на случай возгорания загазованной зоны. Местные коммуникации для временного хранения нефти и ее транспортировки (амбары, трубопроводы) должны иметь надежную противопожарную изоляцию.
Заключение
Техническая организация освоения месторождений требует серьезной подготовки в широком спектре разных аспектов. В одних случаях упор делается на силовую мощь оборудования, когда нужно получить большие объемы за короткий срок. В других – учитываются жесткие нормы безопасности. К слову, то же освоение нефтяных скважин отличается повышенными требованиями не только в плане безопасности, но и с точки зрения технологического обеспечения. Нефтепродукты в силу своих физико-химических качеств ограничивают использование отдельных методов, что часто заставляет инженеров модифицировать их специально под конкретные условия. Разумеется, в таких случаях повышается и стоимость освоения – но, при условии качественно выполненной работы вложенные ресурсы и усилия себя оправдывают.