Описание и принципиальные схемы трех основных способов эксплуатации нефтегазовых скважин
Сведения о происхождение нефти и газа
С теорией возникновения угля вы наверняка знакомы. Точка зрения на этот счет устоявшаяся: он образовался (и продолжает образовываться) из остатков буйной вечнозеленой растительности, покрывавшей некогда всю планету, включая даже нынешние районы вечной мерзлоты, и занесенной сверху обычными горными породами, под воздействием давления недр и при недостатке кислорода.
Логично предположить, что и нефть была изготовлена по аналогичному рецепту на той же кухне природы. К 19 веку споры, в основном, сводилось к вопросу, что послужило исходным материалом, сырьем для образования нефти: остатки растений или животных?
Опытным путем была доказана теория органического происхождения нефти. Какие же тут могут быть еще сложности ?...
15 октября 1876 года, на заседании Русского химического общества выступил с обстоятельным докладом Д.И.Менделеев. Он изложил свою гипотезу образования нефти. Ученый считал, что во время горообразовательных процессов по трещинам-разломам, рассекающим земную кору, вглубь поступает вода. Просачиваясь в недра, она в конце концов встречается с карбидами железа, под воздействием окружающих температур и давления вступает с ними в реакцию, в результате которой образуются оксиды железа и углеводороды, например этан. Полученные вещества по тем же разломам поднимаются в верхние слои земной коры и насыщают пористые породы. Так образуются газовые и нефтяные месторождения.
|
|
|
В своих рассуждениях Менделеев ссылается на опыты по получению водорода и ненасыщенных углеводородов путем воздействия серной кислоты на чугун, содержащий достаточное количество углерода.
Итак, на сегодняшний день налицо две точки зрения на природу происхождения нефти. Одна – биогенная. Согласно ей, нефть образовалась из остатков животных или растений. Вторая теория – абиогенная. Подробно разработал ее Д.И.Менделеев, предположивший, что нефть в природе может синтезироваться из неорганических соединений.
И хотя большинство геологов придерживается все-таки биогенной теории, отзвуки этих споров не затихли и по сей день. Уж слишком велика цена истины в данном случае. Если правы сторонники биогенной теории, то верно и опасение, что запасы нефти, возникшие давным-давно, вскоре могут подойти к концу. Если же правда на стороне их оппонентов, то вероятно, эти опасения напрасны. Ведь землетрясения и сейчас приводят к образованию разломов земной коры, воды на планете достаточно, ядро ее, по некоторым данным, состоит из чистого железа… Словом, все это позволяет надеяться, что нефть образуется в недрах и сегодня, а значит, нечего опасаться, что завтра она может кончиться.
|
|
|
Краткое описание технологии роторного и турбинного способов бурения скважины
При вращательном бурении разрушение породы происходит в результате одновременного воздействия на долото нагрузки и крутящего момента. Под действием нагрузки долото внедряется в породу, а под влиянием крутящего момента скалывает ее.
Существует две разновидности вращательного бурения – роторный и с забойными двигателями.
При роторном бурении (Рис. 1) мощность от двигателей 9 передается через лебедку 8 к ротору 16 - специальному вращательному механизму, установленному над устьем скважины в центре вышки. Ротор вращает бурильную колонну и привинченное к ней долото 1. Бурильная колонна состоит из ведущей трубы 15 и привинченных к ней с помощью специального переводника 6 бурильных труб 5.
 |
Рис. 1. Схема вращательного бурения скважин
Следовательно, при роторном бурении углубление долота в породу происходит при движении вдоль оси скважины вращающейся бурильной колонны, а при бурении с забойным двигателем – невращающейся бурильной колонны. Характерной особенностью вращательного бурения является промывка
|
|
|
При бурении с забойным двигателем долото 1 привинчено к валу, а бурильная колонна – к корпусу двигателя 2. При работе двигателя вращается его вал с долотом, а бурильная колонна воспринимает реактивный момент вращения корпуса двигателя, который гасится невращающимся ротором (в ротор устанавливают специальную заглушку).
Буровой насос 20, приводящийся в работу от двигателя 21, нагнетает буровой раствор по манифольду (трубопроводу высокого давления ) 19 в стояк - трубу 17, вертикально установленную в правом углу вышки, далее в гибкий буровой шланг(рукав) 14, вертлюг 10 и в бурильную колонну. Дойдя до долота, промывочная жидкость проходит через имеющиеся в нем отверстия и по кольцевому пространству между стенкой скважины и бурильной колонной поднимается на поверхность. Здесь в системе емкостей 18 и очистительных механизмах (на рисунке не показаны) буровой раствор очищается от выбуренной породы, затем поступает в приемные емкости 22 буровых насосов и вновь закачивается в скважину.
В настоящее время применяют три вида забойных двигателей – турбобур, винтовой двигатель и электробур (последний применяют крайне редко).
При бурении с турбобуром или винтовым двигателем гидравлическая энергия потока бурового раствора, двигающегося вниз по бурильной колонне, преобразуется в механическую на валу забойного двигателя, с которым соединено долото.
|
|
|
Описание и принципиальные схемы трех основных способов эксплуатации нефтегазовых скважин
Фонтанная эксплуатация
Способ эксплуатации нефтяных скважин, при котором жидкость поднимается на поверхность только за счет природной пластовой энергии, называется фонтанным способом.
В зависимости от режима работы месторождения и количества газа, добываемого вместе с нефтью, фонтанирование может происходить под действием гидростатического напора или за счет энергии расширяющегося газа, а также под влиянием того и другого фактора одновременно. Фонтанирование только за счет гидростатического давления пласта — явление довольно редкое в практике эксплуатации нефтяных скважин. Это происходит тогда, когда пластовая нефть не содержит газа и пластовое давление выше давления столба нефти, заполняющей скважину.
Следовательно, фонтанирование скважин происходит вследствие разности между давлением в пласте и давлением на забой столба жидкости. При этом огромное значение имеет влияние газа, поступающего из пласта в скважину и расширяющегося по мере подъема вверх, что приводит к уменьшению удельного веса смеси в скважине и поднятию уровня жидкости.
Компрессорная эксплуатация
Принцип работы воздушного или газового подъемника состоит в следующем.
Если под уровень жидкости, находящейся в каком-либо сосуде, опустить систему трубок, соединенных между собой (рис. 2), и в трубку 1 нагнетать воздух или газ, то жидкость в этой трубке давлением воздуха (газа) будет оттесняться вниз, перетекая в сосуд и в трубку 2.
Рис. 2. Схема воздушного подъемника
| При достижении воздухом места соединения трубок он в виде мельчайших пузырьков будет поступать в трубку 2 и устремляться вверх. При движении вверх пузырьки воздуха увеличиваются в объеме и увлекают за собой жидкость, находящуюся в трубке 2. При постоянном подливе в сосуд жидкости извне, поддержании в нем определенного уровня и непрерывной подаче воздуха или газа в трубку 1 смесь воздуха (газа) и жидкости через трубку 2 будет поступать на поверхность. |
В нефтяной скважине можно создать условия, подобные описанным: скважина является своего рода сосудом, в который может постоянно поступать жидкость из пласта.
Для создания воздушного или газового подъемника в скважину спускают обычные насосно-компрессорные трубы, которые применяют при фонтанной эксплуатации.
Перед нагнетанием в скважину воздуха уровень жидкости в ней стоит на определенной глубине, соответствующей пластовому давлению в зоне расположения данной скважины. Этот уровень называется статическим. При нагнетании воздуха в межтрубное пространство скважины жидкость из него будет перетекать в подъемные трубы и в затрубпое пространство — между воздушными трубами и эксплуатационной колонной. Часть жидкости будет оттесняться из скважины в пласт. Давление нагнетания достигает максимальной величины к моменту оттеснения жидкости из межтрубного пространства до низа подъемной колонны. Это давление уравновешивает столб жидкости в трубах и затрубном пространстве и называется пусковым давлением.
При дальнейшем нагнетании воздуха он начинает поступать в подъемные трубы и подниматься вместе с газированной жидкостью вверх. По достижении смеси жидкости и воздуха устья скважины произойдет первый выброс этой смеси на поверхность; давление нагнетания резко снизится, так как оно будет уравновешивать сильно разгазированную жидкость с весьма малым удельным весом. После снижения давления в системе из пласта в скважину под действием пластового давления начинает поступать жидкость, которая, дойдя до низа подъемной колонны, будет подхватываться новыми порциями нагнетаемого воздуха и также изливаться на поверхность.
При установившемся режиме работы скважины уровень жидкости в ее затрубном пространстве устанавливается на определенной глубине. Этот уровень называется динамическим, а столб жидкости от него до забоя соответствует забойному давлению при работе скважины.
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 47; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!