Эксплуатация газовых скважин в осложненных условиях Ямбургского месторождения

При эксплуатации газовых скважин в условиях обводнения можно выделить два этапа: начальный, когда вся поступающая на забой вода выносится на поверхность газовым потоком, и конечный, когда на забое начинается накопление столба жидкости. В конечный период объем воды, накапливающийся в стволе скважины в единицу времени, равен

                                                   (12.1)

где  -  дебит воды, поступающий из пласта в скважину;

- дебит воды, выносимый из ствола скважины на поверхность.

При "начальном" этапе обводнения

Обычно эксплуатация скважины при обводнении продолжается вплоть до "самозадавливания", т.е. скважина сама себя глушит и прекращается поступление газа из пласта.

Коэффициент обводненности газовой скважины определяют по формуле:

                                                   (12.2)

где  - суммарная толщина обводненных пластов и пропластков;

 - общая толщина дренируемых данной скважиной пластов.

Скважина может считаться полностью обводненной при ,

.

При обводнении скважины важно установить источник поступления воды, что позволит выбрать обоснованно метод удаления жидкости с забоя скважины.

Известные методы удаления жидкости с забоев газовых скважин подразделяются на:

■ механические (плунжерный лифт, газлифт, продувки);

■ физико-химические (с помощью пенообразующих реагентов). Все методы удаления жидкости могут иметь периодический или непрерывный характер.

Периодическое удаление проводится:

- остановкой скважины для поглощения  воды пластом;

- продувкой скважины в атмосферу;

- продувкой скважины через сифонные  трубки;

- вспениванием жидкости путем  ввода пенообразователя. Перечисленные методы эффективны при небольших дебитах воды. Непрерывное удаление проводится.

-  путем эксплуатации скважин  при дебитах (скоростях), обеспечивающих вынос воды с забоя;

- непрерывной продувкой через  сифонные или фонтанные трубки;

- плунжерным лифтом;

- откачкой жидкости глубинным  насосом;

- вспениванием жидкости путем  ввода поверхностно-активных веществ (ПАВ).

В качестве пенообразователя применяются ПАВ: сульфанол, моющие порошки "Кристалл", "Луч". В качестве стабилизатора рекомендуется применять КМЦ-500, КМЦ-600.

Пенообразователь может подаваться на забой либо в твердом, либо в жидком виде. Жидкий пенообразователь подается на забой либо насосами, либо самотеком. Для ввода твердого ПАВ используются специальные лубрикаторы.

 

4.3 Кристаллогидраты природных газов

При отборе газа из пласта, сопровождающемся понижением его температуры и давления, происходит конденсация паров воды и накопление ее в скважинах и газопроводах. При определенных условиях компоненты природного газа (метан, этан, пропан, бутан) при взаимодействии с водой способны образовывать неустойчивые твердые кристаллические вещества, называемые гидратами.

Кристаллогидраты природных газов внешне похожи на мокрый спрессованный снег, переходящий в лед. Они относятся к неустойчивым соединениям и при некоторых условиях (нагревание, понижение давления) быстро разлагаются на газ и воду.

Образование гидратов происходит при повышенных давлениях, низкой температуре и тесном контакте гидратообразующих компонентов газа с водой.

Образовавшиеся гидраты могут закупорить скважины, газопроводы, сепараторы, нарушить работу измерительных и регулирующих приборов. Часто вследствие образования гидратов выходят из строя штуцера и регуляторы давления, дросселирование газа в которых сопровождается резким понижением температуры. Это нарушает нормальную работу газопромыслового оборудования, особенно при низких температурах окружающей среды. Борьба с гидратами ведется в двух направлениях:

- предупреждение образования гидратов;

- ликвидация образовавшихся гидратов.

Для предотвращения образования гидратов в газовых скважинах применяют следующие методы:

- устанавливают соответствующий технологический режим эксплуатации скважины;

- непрерывно или периодически подают на забой скважины антигидратные ингибиторы;

- применяют футерованные насосно-компрессорные (подъемные) трубы;

- систематически удаляют с забоя скапливающуюся жидкость;

- устраняют причины, вызывающие пульсацию газа в скважине.

Ствол скважины очищают от гидратных отложений:

1. продувкой в атмосферу с необходимой предварительной выдержкой скважины в закрытом состоянии с целью частичного разложения гидратов под влиянием тепла окружающих пород;

2. закачкой большого объема антигидратного ингибитора непосредственно на гидратную пробку с выдержкой для разложения гидратной пробки и с последующей продувкой в атмосферу.

В настоящее время разработаны химические, физические и тепловые способы предупреждения гидратообразования. Химические методы включают технологию подачи в скважину ингибиторов различного типа. Действие их направлено на изменение структурных параметров воды и равновесных условий гидратообразования. Ингибиторы уменьшают растворимость газа в воде. Именно эту задачу выполняют водные растворы спиртов, электролитов и их смеси.

Выбор неорганического ингибитора основан на его способности хорошо растворятся в воде и сильно диссоциировать на ионы. Наиболее активные ингибиторы – соединения бора, бериллия и алюминия. Рекомендуются в этом же качестве нитраты и хлориды, хорошо растворимые в воде NaNO3; KNO3 и т.д. Широкое применение из-за доступности, низкой стоимости и высокой активности получил СаСL2. Он применяется в виде раствора 30-35% концентрации плотностью 1286-1336 кг/м3, температурой замерзания минус 55-20 0С, температурой кипения 110-114 0С. Недостатком СаСL2 является его способность обогащаться кислородом воздуха и становиться коррозионно-активным.

Метанол – метиловый спирт (СН3ОН) – бесцветная жидкость с характерным запахом этилового спирта. Смешивается в любых соотношениях с водой, этанолом, диэтиловым спиртом, ацетоном, бензолом.

Механические способы предполагают разрушение рыхлых или плавающих пробок, образующихся в НКТ, специальными штангами. Воздействуя ударами штанги, пробку можно разрушить или протолкнуть на забой в зону повышенной температуры.

Тепловые методы включают воздействие на пробку различными теплоносителями – водой, паром, горячей нефтью. В качестве теплогенераторов используют наземные агрегаты – паропередвижные и депарафинизационные установки, а также скважинные источники тепла - электронагреватели различной конструкции. Для прогрева гидратной пробки теплоносителем необходимо образовать два канала: один для подачи теплоносителя до гидратной пробки и второй для подъема раствора теплоносителя и компонентов пробки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На Ямбургском месторождении эксплуатация газовых скважин происходит в таких осложненных условиях как обводнение призабойной зоны пласта.  

Обводнение газовых скважин приводит к уменьшению их дебитов (возрастает противодавление на пласт), затрудняет работу ствола скважин (возрастает сопротивление потоку газа в стволе). Возникает необходимость сепарации значительных количеств жидкости, в скважинах создаются благоприятные условия образования кристаллогидратов и т.д.

При некачественном цементировании в скважину поступают воды, поэтому рекомендуется сделать капитальный ремонт скважин, качественное цементирование, а также использовать механические (плунжерный лифт, газлифт, продувки) и физико-химические (пенообразующие реагенты) методы удаления жидкости с забоев газовых скважин.

Для нормальной эксплуатации обводняющихся газовых скважин первостепенное значение имеет установление места притока воды, ее дебита, ее состава. Знание этих параметров позволяет вести эффективный контроль за характером обводнения пласта и отдельных скважин.

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Ширковский А.И. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп – М.: Недра, 1987.

2. Эксплуатация и технология разработки нефтяных и газовых месторождений. - М.: Недра, 1978/Авт. И.Д. Амелин, Р.С. Андриасов ШК Гиматудинов и др.

3. Курс лекций по разработке  газовых и газоконденсатных месторождений  А.Ф. Безносиков 

4. http://studopedia.net/10_102914_lektsiya---gidratoobrazovanie-v-skvazhinah-metodi-predotvrashcheniya-ih-obrazovaniya.html