л.р №4кожевник

Кафедра:

НТиТ

Направление:

ТМиО

Изучение оборудования для теплового воздействия на пласт

Лабораторная работа №4

Цель работы: изучить оборудование для теплового воздействия на пласт.

Выполнение работы

Рис 1. Классификация оборудования для теплового воздействия на пласт

Оборудование для подготовки и нагнетания в пласт горячей воды и пара состоит из установок подготовки воды, нагрева её до высокой температуры или до состояния пара, оборудования для нагнетания теплоносителя в скважину, оборудования ствола скважины колонной НКТ и иногда пакером.

В некоторых случаях требуется специальная подготовка ствола скважины для сохранения его герметичности при подаче к пласту теплоносителя.

Разработано оборудование для подогрева воды пламенем, погруженным под уровень воды, созданы и применяются наземные, устьевые и внутрискважинные парогенераторы.

Вода перед нагревом в водогрейных или парогенераторных установках очищается от солей кальция и магния, растворенных в ней кислорода и углекислого газа доводится до определенной щелочности.

Обычно установка подготовки воды состоит из катионитовых и парогенераторные установки, имеющие блоки подготовки воды и парогенераторные блоки. Они рассчитаны на установку в одном месте на 1 - 3 года и обработку за это время рядом расположенных скважин. Парогенераторные | установки выпускаются с подачей пара от 96 до 1600 т/сут и давлением от 2 до 16 МПа.

Изготавливают также устьевые и внутрискважинные парогазогенераторные установки. В первом случае парогазогенератор устанавливается на устьевой арматуре и состоит из трех камер сгорания и камеры дожита, на выходе которой в горячие газы впрыскивается вода. Парогазовая смесь (38 % азота, 7 % углекислого газа и 55 % водяного пара) по НКТ поступает к пласту.

Скважинные парогазогенераторы генерируют теплоноситель у забоя скважины. В этом случае колонна труб не нагревается. Состав и параметры парогазовой смеси примерно те же, что и у устьевого парогазогенератора. Глубина обрабатываемых скважин в этом случае больше, до 1200 м.

Кроме наземных запроектированы установки погружного горения, позволяющие исключить систему подготовки воды. Котел установки заполнен подогреваемой водой. Под уровень воды опущены горелки, к которым подаются воздух и газ. При подводном горении теплота передается непосредственно от пламени к воде.

При этом выпадение накипи не влияет на теплопередачу. Подогретая вода подается насосом к механическим фильтрам и к скважинам. Вода в таком аппарате нагревается до 150°С. Недостаток подобного подогрева - большое количество углекислого газа, чем ограничено применение таких водогрейных установок.

От водогрейных установок и парогенераторов к скважинам идет теплотрасса. Теплопровод должен иметь компенсаторы удлинений, которые устраиваются так же, как и у поверхностного трубопровода. У скважины теплопровод соединяется с оборудованием устья шарнирным соединением, позволяющим оборудованию устья перемещаться в вертикальном направлении. Арматура устья при обработке пласта паром выполняется с задвижками, у которых сальниковые уплотнения выполнены из теплостойких колец.

Для уменьшения охлаждения теплоносителя и нагрева обсадной колонны НКТ обычно спускаются в скважину с пакером. Затрубное пространство, таким образом, герметизируется, из него в процессе подачи теплоносителя испаряется жидкость, и заполненное газом или воздухом пространство служит лучшим изолятором.

При подаче теплоносителя в скважину нагреваются колонны НКТ, обсадные колонны, цементные кольца и порода. При закачке высокотемпературных носителей происходит изменение свойств стали и деформация труб и других элементов ствола скважины (цементного кольца и породы).При закреплении труб цементом в свободной части колонны тепловая деформация элементов ствола скважины приводит к повышению напряжений в этих элементах.

При повышении температуры закачиваемого теплоносителя необходимо тщательно выбирать цементные смеси для тампонажных работ, так как прочность, стойкость к воздействию воды и проницаемость обычных портландцементов в этих условиях значительно снижаются, поэтому для высокотемпературных скважин рекомендуются специальные цементно-песчаные смеси.

Парогенераторная установка ППУА - 1600/100 (рис. 3) состоит из цистерны для воды 1, емкости для топлива 2, парогенератора 3, питательного насоса 4, вентилятора высокого давления 5, топливного насоса 7, привода установки 8, приборов 6 и трубопроводов 9.

Нагреватели имеют мощность от 10 до 25кВт. Наружный диаметр нагревателей 112 и 76 мм. Масса нагревателя диаметром 112 мм составляет 60 кг, а длина - 3700 мм. Температура жидкости у нагревателя доходит до 100 - 200°С.

Установка для электропрогрева призабойной зоны состоит из скважинного нагревателя, кабеля-троса, подводящего энергию к нагревателю, на котором подвешен нагреватель в скважине, и поверхностное оборудование. Поверхностное оборудование размещено на автомашине и на прицепе. Автотрансформатор и станция управления используются от установок ЭЦН. В шифре установок для электропрогрева, например УЭС-1500-25А.

Огневой прогрев осуществляется сжиганием в стволе скважины топлива при подаче окислителя-воздуха. При внутрипластовом фронте горения в нефтесодержащем пласте сгорают наиболее тяжелые компоненты нефти. Фронт горения зажигается у скважины и затем продвигается к эксплуатационным скважинам. В зоне горения температу ра составляет 300-500 °С. Пласт прогревается перед фронтом горения, снижая вязкость нефти, увеличивая проницаемость пласта.

Устьевая арматура АП-65/210, АП-65/50´16У1 (рис. 4) предназначена для герметизации устья скважин при паротепловом воздействии на пласт.

Рис. 4. Устьевая арматура АП-65/210, АП-65/50´16У1:

1 – устьевой сальник; 2 – задвижка; 3 – устьевое шарнирное устройство; 4 – специальная труба

Арматура (рис. 4) состоит из устьевого сальника 1, предназначенного для компенсации теплового расширения 4 (удлинения) колонны НКТ, задвижки 2 и устьевого шарнирного устройства 3. Шарнирное устройство обеспечивает компенсацию термических удлинений эксплуатационной колонны и паропровода от парогенератора к скважине.

Термостойкие пакеры ПВ-ЯГМ-Г-122-140, ПВ-ЯГМ-7-140-140, предназначены для герметизации ствола скважины при нагнетании теплоносителя, в том числе для разобщения затрубного пространства в скважине от закачиваемого пара в пласт. Последнее исключает необходимость в спуске дополнительной изолирующей колонны.

Электротепловая обработка. Этот способ проще и дешевле, чем предыдущий. Температуру в призабойной зоне обычно повышают глубинными электронагревателями (рис. 48). Для прогрева больших зон пласта в пласт закачивают пар с тепературой до 300°С или горячую воду с температурой около 200°С. Для поддержания пластового давления используют горячую воду с температурой, близкой к пластовой (60¸100°С).

Рис. 48. Глубинный электронагреватель:

1 – крепление кабель-троса; 2 – проволочный бандаж; 3 – кабель-трос КТГН-10; 4 – головка электронагревателя; 5 – асбестовый шнур; 6 – свинцовая заливка; 7– нажимная гайка; 8 ‑ клеммная полость; 9 – нагревательный элемент

 Для прогрева призабойной зоны выпускается самоходная установка электропрогрева сквашен (СУЭПС). Установки СУЭПС рассчитаны на глубину спуска нагревателя до 1200 и 1500 м. Мощность нагревателей 10,5; 21 и 25 кВт. Установка состоит из нагревателя, спускаемого в скважину на кабель-тросе. На устье кабель закрепляется зажимом. На поверхности имеется автотрансформатор для повышения напряжения и станция управления для включения и отключения нагревателя, защиты оборудования при номинальных или аварийных режимах (коротком замыкании, работе на двух или одной фазах, работе без нагрузки и т.д.) и для регистрации величины напряжения, силы тока и температуры нагрева полости скважины у нагревателя.

Нагреватель состоит из трех трубчатых электронагревательных элементов (ТЭН). ТЭН представляет собой стальную трубку, внутри которой спираль из нихромовои проволоки расположена в кварцевом песке или плавленной окиси магния. Последняя служит изоляцией спирали и являются хорошим теплопередатчиком. Три такие трубки расположены в кожухе и составляют нагреватель.

Вывод:

зом

Работу выполнил: Малиновский М.А

Работу принял: Кожевников А.С

Дата и подпись: