ПРОЕКТУВАННЯ ЗАХОДІВ ПО БОРОТЬБІ З УСКЛАДНЕННЯМИ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН
7.1 Аналіз умов експлуатації свердловин покладу і обґрунтування необхідності застосування методів боротьби з ускладненнями в процесі їх експлуатації
Газові свердловини горизонту А-2 Чутівського газоконденсатного родовища працюють із незначними дебітами рідини. Оскільки поклад розробляється на режимі виснаження пластової енергії, то можливе скупчення рідини на вибоях цих свердловин. Основні причини поступлення води з пласта в свердловину – це прорив води по високопроникних пропластках і поступлення води із вище і нижче залягаючих горизонтів через негерметичне цементне кільце навколо експлуатаційної колони.
Стовп води, що нагромаджується в стовбурі свердловини, збільшує протитиск на пласт, що призводить до миттєвого зниження дебіту, до припинення припливу газу з низько проникних пропластків і навіть до повної зупинки свердловини.
Перевірити чи виконується умова безперервного виносу рідини з свердловини використовують формули ПівнКавНДІгазу, ВНДІгазу, ІФНТУНГ стосовно Оренбурзького газоконденсатного родовища.
У промисловій практиці як критерій стійкої роботи обводнених газових свердловин найчастіше використовують мінімально необхідний дебіт qм.н.
Мінімально необхідний дебіт, при якому втрати тиску в стовбурі свердловини мінімальні, можна визначити за формулою, одержаною у ВНДІгаз
де ср –густина рідини, кг/м3; сг – відносна густина газу.
Стосовно Оренбурзького газоконденсатного родовища одержана формула для розрахунку qм.н, яка враховує дебіт рідини і відповідає умові мінімальних втрат тиску в ліфтових трубах.
7.2 Характеристика сучасних методів боротьби з ускладненнями в роботі газових свердловин і вибір раціонального способу для умов покладу
Всі методи боротьби з обводненням можна розділити на три групи.
Методи першої групи основані на попередженні надходження води на вибій свердловини і включають:
- селективне розкриття газоносних пластів;
- ізоляційні роботи для від’єднання обводненних пропластків, установки екранів в пластах з підошовною водою, ліквідація заколонних перетоків і негерметичності експлуатаційної колони;
- експлуатація свердловин із заниженими дебітами газу, при яких виключається надходження на вибій пластової води;
- обробку привибійної зони газовіддаючих пластів з метою зниження робочих депресій на пласт.
До другої групи відносяться методи звільнення стовбуру свердловини від рідини без підйому на поверхню:
- періодичні зупинки свердловини для поглинання пластом рідини, яка накопичується на вибої;
- проведення внутрішньосвердловинної сепарації води від газу з наступним перетоком її під дією гідростатичного тиску або закачуванням з допомогою насосних агрегатів у розміщенні нижче по розрізу водопоглинаючі пласти, без додавання ПАР або з додатковим введенням в воду ПАР для збільшення швидкості фільтрації її в пласт.
До третьої групи належать методи звільнення стовбуру свердловини від рідини шляхом підйому її на поверхню.
При ізоляції в газових свердловинах обводнених пропластків виключається можливість регулювання просування в поклад пластової води і видобутку защемленого газу з обводнених зон. Обводнені пропластки в ряді випадків є також основними каналами надходження газу в свердловину. Тому їх ізоляція призводить до істотного зменшення дебітів газу. Через ці причини проводити ізоляційні роботи в свердловинах Чутівського ГКР не рекомендується.
Застосування методів другої групи з перепуском води можливе при наявності в розрізі родовища виснажених покладів або водопоглинаючих горизонтів, в які можна було утилізувати пластову воду. Чутівське ГКР немає в розрізі подібних горизонтів, тому методи другоої групи не підходять для вирішення проблем з обводненням.
Відомі методи експлуатації обводнених газових свердловин поділяються на газгідродинамічні, фізико-хімічні, механізовані.
Газогідродинамічні методи основані на використанні природної енергії пластового газу для виносу рідини з свердловини шляхом підтримання необхідних швидкостей руху газу на вході в ліфтові труби. (за рахунок зменшення тиску на гирлі або діаметра ліфтових труб чи збільшення витрат газу) і зниження витрат тиску в стовбурі свердловини (за рахунок створення в ліфтових трубах однорідної структури газорідинного потоку).
До них належать:
- вибір раціональної конструкції насосно-компресорних труб (діаметра і глибини спуску);
- застосування комбінованої (ступінчастої) колони насосно-компресорних труб різного діаметру;
- зниження тиску на гирлі свердловини за рахунок введення в експлуатацію компресорної станції (КС) або застосування ежекторних пристроїв;
- періодичні продувки свердловин у викидну лінію за допомогою автоматичних пристроїв типу „Вибій” та інших призначених для повного чи часткового припинення відбору газу з метою накопичення рідини для підйому з вибою на поверхню. Основним елементом комплексу є запірний клапан, який монтується на викидній лінії свердловини і відкривається чи закривається по команді блоку керування при досягненні заданої різниці тисків у затрубному просторі та викидній лінії після клапана;
- періодичні продувки свердловин в газопровід низького тиску чи атмосферу на факельну лінію з допомогою змонтованих на гирлі чи на вибої автоматичних пристроїв;
- обладнання свердловин, які працюють з дебітами газу, більшими від мінімально необхідного автоматичними системами типу „Ластівка” для безперервного виносу рідини по НКТ ;
- застосування сифонних трубок умовним діаметром 25 мм або 32 і 44 мм, які спускаються в колону ліфтових труб для періодичного чи безперевного виносу рідини;
- обладнання колони фонтанних труб вибійними ліфтовими диспергаторами для створення високодисперсного газорідинного потоку шляхом механічного і акустичного диспергування рідини.
Фізико-хімічні методи, основані на штучному продовженні періоду природного фонтанування свердловини, за рахунок дії на газорідинний потік в ліфтових трубах фізичними полями, температурного впливу подачі з поверхні спінюючих пар і різних хімреагентів, які взаємодіють між собою і пластовою водою.
Механізовані методи експлуатації обводнених свердловин основані на використанні для виносу рідини додаткової енергії, яка вводиться з поверхні (енергії стисненого газу при газліфтному способі, потенційної і кінематичної енергії при насосних способах) або обладнанні колони ліфтових труб спеціальними пристроями, які приводяться в дію тільки за рахунок дії пластової енергії (пневмоагрегати, плунжери). Останні слід