Завод «Байкал» предлагает
оборудование и технологии

Любое засорение скважины различными видами отложений (песок, солевые отложения, парафин, биопленки, побочные продукты коррозии и т.п.) приводит к сокращению производительности скважины. Также отложения вызывают повреждения перфораций в скважине и негативно влияют на фильтрационные свойства призабойной зоны. Все вышеперечисленное может стать причиной снижения производительности, нестабильности добычи и даже полной остановки скважины.

Скопление песка и твердой фазы в скважинах значительно ухудшает добычу нефти и газа как в недавно законченных, так и в скважинах на поздних стадиях эксплуатации. Однако во втором случае подобные отложения чаще встречаются, отсюда и необходимость к более частой очистке таких скважин.

Эффективная очистка является важным этапом при проведении работ на скважине и обеспечивает доступ к призабойной зоне и пласту для последующего планирования и проведения мероприятий по обработке скважин, что является неотъемлемой частью рабочего цикла. Также целесообразно проводить очистку скважин после ремонта и ГРП.

Способы очистки скважин можно разделить на три группы: механический, химический и гидравлический, а также их сочетания.

Механический способ предполагает спуск в скважину инструмента для измельчения и скобления.

Химический способ предусматривает растворение отложений или улучшение переносящих свойств вязких материалов.

Гидравлический способ основан на применении оборудования для промывки и обратной циркуляции. Одним из главных направлений при гидравлическом способе очистки является применение технологий и инструмента, основанных на гидроструйных (гидродинамических или струйных) методах очистки. Важно отметить, что применение гидроструйной очистки позволяет одновременно проводить некоторые виды обработки, направленные на улучшение характеристик скважины.

Например, при очистке от отложений зоны перфорации возможно проведение вибро-волновой обработки ПЗС, что существенно улучшает проницаемость ПЗС.

1. Очистка осуществляется высоким давлением 300…1000 бар и более. Как показывает практика, до 80% всех отложений удаляются при давлении в струе 300 бар; до 90% удаляется при давлении 500 бар; полное удаление и разрушение отложений любого характера происходит при давлении 1000 бар. Значения давлений указаны для незатопленной струи, для затопленных струй необходимо учитывать ослабляющие факторы среды распространения (давление, температуру, плотность, газовый фактор и т.д.).

2. Струя жидкости, осуществляющая воздействие на очищаемую поверхность, должна достигать очищаемой поверхности в нераспыленном виде, т.е. сечение струи (нескольких струй) и, соответственно подача насоса, должны иметь параметры, обеспечивающие необходимую кинетическую энергию струям.

3. При струйной очистке осуществляется обратная циркуляция, т.е. этот фактор предусматривает:

во-первых,- наличие гидростатического давления (противодавления) в зоне работы струйного инструмента, которое ослабляет воздействие струи;

во-вторых,- подача насоса высокого давления должна обеспечивать необходимую скорость восходящего потока жидкости по межтрубному пространству для выноса на поверхность продуктов очистки.

Примечание: очистка струей высокого давления не наносит повреждений металлу труб, т.к. для деформации и резания металла требуется давление более 3000 бар. По этой же причине не повреждается цементация затрубного пространства.

Предприятием «Байкал» разработана технология проведения гидроструйной очистки с одновременной обработкой скважин, обеспечивающая максимально эффективный результат.

Главная цель технологии: обеспечить эффективную очистку скважины с минимально возможными затратами (энергетическими, техническими, временными).

Эта цель достигается:

- применением (подбором) всего комплекса оборудования в зависимости от конкретных условий и требуемого результата;

- расчетом оптимальных параметров и режимов очистки и обработки, позволяющим добиться лучших результатов.

Технологии прошли испытания и успешно применяются на глубинных скважинах (глубина 1200…1400 м) для добычи солевых растворов на ТЭЦ; прошли опытно-промысловые испытания на скважинах нефтегазового комплекса (глубиной до 3500 м) с положительными результатами.

Основным преимуществом предлагаемой технологии является эффективное и рациональное использование полезной мощности насосов высокого давления (и, соответственно, затраченной энергии) для получения максимально возможного результата. Более того, эффект от разработанной технологии превосходит результаты гидроструйной очистки скважин в классическом понимании очистки. Помимо полностью очищенного участка эксплуатационной колонны в зоне перфорации, улучшились характеристики работы скважин, а именно: для добывающих скважин увеличился дебет с одновременным снижением обводненности; для нагнетательных скважин наблюдалось увеличение приемистости. Полученные результаты стали следствием проведенной работы по исследованию и практическому применению эффекта срывной кавитации; расчетом и подбором всех элементов оборудования; научным обоснованием физических процессов, происходящих при гидроструйной очистке и обработке скважин. Проведены успешные ОПИ по совмещению гидроструйной очистки с химической обработкой скважин.

Особого внимания заслуживает технология струйной очистки с применением эффекта срывной кавитации. В основе технологии – создание пульсирующей струи, создающей импульсное знакопеременное давление в зоне истечения; при этом сформированная струя по чистящим возможностям (кинетике струи) превосходит «классическую» струю. В качестве источников пульсирующих струй выступают генераторы колебаний, представляющие собой сопла и соплодержатели специальной конструкции, разработанные и испытанные на предприятиях «Байкал». Пульсация струи происходит благодаря периодически формируемой в генераторе кольцеобразной кавитационной зоны (каверне). Процесс отрыва каверны от генератора приводит к локальному увеличению объема в жидкости за пределами канала генератора и, как следствие, увеличению давления (репрессии); схлопывание каверны – резкое снижение объема и давления (депрессии).

Импульсное воздействие не только увеличивает эффективность очистки, но и производит «расшатывание» незамоноличенных частиц (например, кольматанта и глины бурового раствора; при этом цементный камень представляет собой монолит, поэтому цементация не нарушается), находящихся в зоне очистки. При этом процесс выноса каверны за пределы генератора (фаза репрессии) имеет длительность в десятки раз превосходящую время схлопывания каверны (фазы депрессии), что позволяет сделать важный вывод: перемещение расшатанных частиц будет направлено в сторону депрессии, то есть при очистке (фактически, обработке) перфорационной зоны ПЗС кольматант будет перемещаться из обрабатываемого пласта в фильтровую колонну с последующим выносом на поверхность. Эффект выноса кольматанта из ПЗС на поверхность подтвержден лабораторными и полевыми испытаниями.

I.1. Назначение

Установки высокого давления на основе трехплунжерных кривошипных насосов предназначены для гидроструйной (гидродинамической) очистки оборудования струями высокого давления. В зависимости от заказа, применяются двигатели внутреннего сгорания (дизельные двигатели) с мощностью привода 160…300 кВт (218…400 л.с.).

Характеристики рабочей жидкости:

Оптимальной средой для перекачки является пресная вода.

Стандартные установки изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ (умеренный и холодный климат), категория размещения 4 (для эксплуатации в закрытых отапливаемых помещениях с температурой от +1°С до +40°С) по ГОСТ 15150-69.

I.2. Эксплуатационно-технические параметры