Принцип газлифта. Методы снижения пусковых давлений

Билет №4

Основные типы коллекторов, коллекторские свойства горных пород (перечислить).

 

По литологическому составу выделяют два основных типа коллекторов – терригенные (песчано-алевритовые) и карбонатные. Кроме того, выделяют коллекторы связанные с вулканогенно-осадочными и глинистыми породами.

Терригенные коллекторы занимают главное место среди других: с ними связано 58% мировых разведанных запасов нефти и 77% газа. Литологически терригенные коллекторы (пески, песчаники, алевролиты) характеризуются гранулометрией – размером зерен.

Карбонатные коллекторы по значимости занимают II место. С ними связано 42% мировых запасов нефти и 23% запасов газа.

Карбонатные коллекторы принципиально отличаются от терригенных тем, что в них два породообразующих минерала – кальцит и доломит, во-вторых, в карбонатных коллекторах фильтрация обуславливается преимущественно трещинами, кавернами.

Коллекторы обнаружены в вулканогенно-осадочных породах, представлены они породами (лавами, пемзами).

Глинистые коллекторы представлены кремнистыми, битуминозными глинами.

Коллекторские свойства горных пород - способность пород пропускать через себя жидкие и газообразные флюиды.

Основные параметры: пористость, проницаемость, ёмкость, флюидонасыщенность.

Под пористостью породы понимается наличие в ней пор (пустот), это способность породы вмещать жидкости и газы.

Проницаемость – способность пород пропускать флюиды.

Упругость, прочность на сжатие и разрыв, пластичность – наиболее важные механические свойства горных пород.

Упругость – свойство горных пород сопротивляться изменению их объёма и формы под действием приложенных сил. Абсолютно упругое тело восстанавливает первоначальную форму мгновенно после снятия напряжения. Если тело не восстанавливает первоначальную форму или восстанавливает её в течение длительного времени, то оно называется пластичным.

Прочность на сжатие и разрыв горной породы оценивается через модуль объемного сжатия, представляющее собой сопротивление, которое оказывает данное тело всестороннему сжатию. Данные о прочности пород на сжатие и разрыв необходимы при изучении процессов разрыва пластов.

Тепловые свойства горных пород характеризуются, в основном, удельной теплоёмкостью, коэффициентом температуропроводности и коэффициентом теплопроводности.

Удельная теплоёмкость характеризуется количеством теплоты, необходимым для нагрева единицы массы породы на 1°С.

Коэффициент теплопроводности характеризует количество теплоты, переносимой в породе через единицу площади в единицу времени.

Коэффициент температуропроводности характеризует скорость прогрева пород.

 

Движение газа в сужающих устройствах (давление, скорость, температура).

 

Сужающее устройство - техническое устройство, устанавливаемое в измерительном трубопроводе, со сквозным отверстием для создания перепада давления среды путем уменьшения площади сечения трубопровода (сужения потока).

При протекании через него газа скорость потока в суженном сечении повышается по сравнению с его скоростью в газопроводе и соответственно статическое давление в нем будет меньше, чем до него. Перепад давления связан с расходом квадратической зависимостью.

В качестве сужающих устройств применяют стандартные диафрагмы, представляющие собой тонкий диск с отверстием круглого сечения, центр которого лежит на оси трубы. Сужение потока начинается до диафрагмы, и на некотором расстоянии от диафрагмы оно достигает минимума. Далее сечение потом постоянно расширяется до тех пор, пока не станет равным полному сечению трубопровода. Отбор давлений осуществляют с помощью двух отдельных отверстий, располоенных до и после диска диафрагмы.

 

Принцип газлифта. Методы снижения пусковых давлений.

 

После прекращения фонтанирования из-за нехватки пластовой энергии переходят на механизированный способ эксплуатации скважин, при котором вводят дополнительную энергию извне (с поверхности). Одним из таких способов, при котором вводят энергию в виде сжатого газа, является газлифт.

При газлифтном способе эксплуатации недостающая энергия подается с поверхности в виде энергии сжатого газа по специальному каналу.

Газлифт подразделяется на два типа: компрессорный и бескомпрессорный. При компрессорном газлифте для сжатия попутного газа применяются компрессоры, а при бескомпрессорном газлифте используется газ газового месторождения, находящийся под давлением.

Газлифт относительно других механизированных способов эксплуатации скважин имеет ряд преимуществ:

-возможность отбора значительных объемов жидкости с больших глубин на всех этапах разработки месторождения;

-простота скважинного оборудования и удобство его обслуживания;

-эффективная эксплуатация скважин с большими искривлениями ствола;

-эксплуатация скважин в высокотемпературных пластах и с большим газовым фактором;

-возможность осуществления всего комплекса исследовательских работ за разработкой месторождения;

-полная автоматизация и телемеханизация процессов добычи нефти;

-большие межремонтные периоды работы скважин;

-простота борьбы с отложением парафина, солей и коррозионными процессами;

-простота работ по подземному текущему ремонту скважины.

Недостатками газлифта по традиции считаются высокие начальные капитальные вложения.

Применение внутрискважинного газлифта позволяет исключить строительство наземных газопроводов для сбора и распределения газа и газораспределительных пунктов, установок по подготовке газа (осушка, удаление части жидких углеводородов, очистка от сероводорода).

Среди различных методов снижения пусковых давлений, основанных на удалении части жидкости из подъемной колонны, наиболее эффективно применение пусковых газлифтных клапанов, которые устанавливают в скважинных камерах ниже статического уровня жидкости. По способу управления газлифтные клапаны работают от давления в затрубном пространстве, давления столба жидкости в НКТ и перепада давления между ними.

По назначению делятся на пусковые и рабочие.

Управляющим давлением для пусковых клапанов является давление газа затрубного пространства скважины. Число устанавливаемых клапанов зависит от давления газа в скважине и ее глубины. Закрываются они последовательно по мере снижения уровня в затрубном пространстве скважины.

Понижение уровня в затрубном пространстве скважины продолжается до глубины расположения нижнего (рабочего) клапана.

На заданном технологическом режиме скважина должна работать через рабочий клапан при закрытых верхних (пусковых) клапанах, которые используются только в период пуска скважины.

Применение газлифтных клапанов позволяет регулировать поступление газа, нагнетаемого из кольцевого пространства в колонну подъемных труб.