1 . Принципиальная схема, классификация и состав оборудования для добычи нефти и газа.

Принципиальная схема комплекса машин и оборудования для добычи нефти и газа:

1 — скважины для нагнетания в пласт воды; 2 — скважина для нагнетании в пласт газа;

3 — система сбора пласто­вой жидкости и газа и их разделения на нефть, газ, воду;

4 — насосные станции; 5 — компрессорные станции; 6 — система поддержания пластового давления нагне­танием в пласт воды и газа; 7 — нефтя­ные скважины; 8 — газовая шапка;

9 — нефтенасыщенная часть пласта; 10 — водонасыщенная часть пласта; 11 — комп­лекс оборудования для воздействия на пласт с целью интенсификации добычи и увеличения нефтегазоотдачи путем уве­личения проницаемости коллектора и снижения вязкости пластовой жидкости; 12 — комплекс оборудования для текущего ремонта скважин;

13 — комплекс оборудо­вания для капитального ремонта сква­жин; 14 — оборудование для эксплуата­ции скважин.

Нефтегазоносная залежь показана в виде антиклинальной структуры, содержит нефть, подпираемую на крыльях пластовой водой, а в сводной части – газовую шапку. Пласт эксплуатируют скважинами(нефт. и нагн.) Для подъема по скважине пластовой жидкости используют комплекс другого оборудования – оборудования для эксплуатации скважин (14). Пластовую жидкость содержащую кроме нефти воду, газ механические примеси с помощью системы сбора собирают и разделяют на компоненты, после чего нефть обессоливают, обезвоживают и направляют потребителям. Из газа после первичной обработки получают сухой газ. Всё это выполняется комплексом механизмов (3) для интенсификации и более полного извлечения запасов нефти из пласта используют комплекс оборудования (11) (гидроразрыв, термообработка, кислотная обработка). Для поддержания пластового давления в пласт с помощью напорного и коммуникационного оборудования (6) закачивают воду и газ. Комплекс оборудования для эксплуатации морских и океанических шельфов содержат ещё и специфические виды оборудования. Одним из важнейших назначений этого типа оборудования является обеспечение кустовой эксплуатации, эксплуатации на глубине, над подвижными полями льда. Собственно скважина нефтяная и нагнетательная, подъемное или нагнетательное оборудование сохраняют работоспособность ограниченное время значительно меньшее периода разработки пласта, обычно называемое межремонтным. Поэтому эксплуатация каждой скважины циклична, прерывиста.

Классификация и состав оборудования для добычи нефти и газа:

I группа. Обор. эксплуатационной скважины, обеспечивающее её нормальное функционирование:( Обсадные трубы, колонные головки, фильтры в скважине для пластовой жидкости и газ, клапаны отсекатели пласта, пакеры, прискваженные сооружения)

II группа. Обор. для эксплуатации скважин предназначенное для подъема из скважин пластовой жидкости и газа:( Обор. для фонтанных скважин, газлифтное обор, запорные устройства,НКТ, ШНУ с мех. приводом,различные насосные установки, пакеры, подъемники)

III группа. Обор. для подземного ремонта, освоения и обработки скважин:(оборуд. для СПО, оборудование для ремонта скважин под Р, для промывки скважин,для КРС, депарафинизационное обор.)

IV группа. Обор. и сооружения для интенсификации добычи нефти и газа и для увеличения нефтегазоотдачи пласта:( Обор. для подготовки воды: водозабор, система отстоя, оборудование насосных станций, оборудование для гидроразрыва, обор. для термического воздействия на пласт)

V группа. Обор. и сооружения для сбора продукции скважин, ее разделения, измерения и первичной обработки:(обор. и сооружения для разделения для жидкости на нефть, для подготовки товарной нефти, для хранения нефти, для подготовки и первоначальной переработки газа)

VI группа. Обор. для эксплуатации морских нефтегазовых и газовых промыслов: (Кустовые стационарные платформы разных типов, центральные стационарные платформы, блоки обор, обор. для беспричального налива нефти)

VII группа. Оборудование ремонтно-механической службы – необходимые сооружения, станки и механизмы для обеспечения работоспособности всего комплекса промысла.

VIII группа. Оборудование службы энергетики – энергетические установки сети трубопроводов.

2. Оборудование эксплуатационной скважины

Эксплуатационная скважина:

Эксплуатационными скважинами называются скважины, с помощью которых осуществляется непосредственная добыча нефти, газа и газового конденсата.

Эксплуатационные скважины сооружаются двух типов: вертикальные и наклонные. Наклонная форма вызвана необходимостью направления ствола в заданный участок пласта: такие скважины называют наклонно-направленными.

Профили этих скважин бывают разными в зависимости от требований технологии проводки скважины и способа её эксплуатации.

1 - вертикальный участок; 2, 4 — горизонтальная зона; 3, 5 — вертикальный участок

1. Вертикальный;

2. Наклонный с небольшим отклонением забоя от вертикали: состоит из вертикального, переходного и наклоннопрямолинейного участков.

3. Профиль С имеет вертикальный участок, участок набора зенитного угла, наклоннопрямоугольный участок, участок уменьшения зенитного угла;

4. Наклоннопрямолинейный участок отсутствует.

К аждый из показанных профилей эксплуатационной скважины предопределяет особенности эксплуатации как её так и спущенного в неё оборудования.

Принципиальная схема эксплуатационной скважины и её оборудование:

Скважина состоит из устьевого, стволового и фильтрового участков каждый из которых оснащен соответствующим оборудованием: колонной головкой ( 1 ), направлением (2 ), кондуктором ( 3 ), эксплуатационной колонной ( 4 ), фильтром ( 6 ), иногда скважина оснащается капером или клапаном – отсекателем пласта ( 5 ). Ствольная часть эксплуатационной скважины образована концентричными колоннами обсадных труб зацементированных в горных породах.

Последняя - внутренняя обсадная колонна называется эксплуатационной и служит каналом соединяющим пласт с устьем. Наружная обсадная колонна – направление спускается на глубину нескольких метров и цементируется на всю длину. Внутри направления размещается кондуктор от 200 800 м, цементируется на всю длину.Между кондуктором и эксплуатационной колонной могут спускаться технические или промежуточные колонны. Они спускаются в зависимости от геологических пород, глубины скважины, техники и технологии её проводки.

Колонная головка монтируется на кондукторе, обвязывает в единую систему кондуктор, технические и эксплуатационные колонны скважины и служит базой для спускаемого в скважину оборудования и установки устьевого оборудования.

Фильтровая часть эксплуатационной скважины обеспечивает её связь с пластом, ствол скважины находится под постоянным давлением горных пород, а эксплуатационная колонна под давлением пластов и закачиваемых жидкостей или газа. Кроме внутреннего и наружного давлений обсадные колонны несут нагрузку от собственного веса, а кондуктор воспринимает вес или часть веса остальных колонн. Колонная головка воспринимает усилие от обсадных колонн, внутреннего давления, веса оборудования базирующегося на ней.

3. Оборудование для эксплуатации скважин фонтанным и газлифтным способами.

Оборудование для эксплуатации скважины фонтанным способом состоит из четырех основных частей: колонны труб, оборудования низа колонны, оборудования устья, т.е фонтанной арматуры и обвязки устьевого оборудования – манифольда.

Фонтанный способ эксплуатации позволяет добывать из скважины наибольшее количество нефти при наименьших удельных затратах. Важнейшей задачей является обеспечение возможности более длительного фонтанирования скважины.

Оборудование для эксплуатации скважин газлифтным способом:

Смысл газлифтного способа эксплуатации заключается в обеспечении фонтанирования скважин путем подачи к низу колонны НКТ необходимого количества сжатого газа. Работа газлифтного подъемника аналогична работе фонтанного. При компрессорном газлифте необходимо иметь источник сжатого газа, систему коммуникаций для транспортировки его к устью скважины, специальное оборудование устья и самой скважины для подачи газа. Как и фонтанный, газлифтный подъемник состоит из колонны НКТ. Для активизации режима работы газлифтной скважины применяют рабочие клапаны сильфонного типа дифференциального действия. Эксцентричные камеры с карманом для ввода в них клапанов размещаются по длине подъемника. Сжатый газ от газопровода или компрессорной станции подается в газораспределительный пункт (ГРП) оттуда через газораспределительные батареи (ГРБ) направляется в скважины.

Преимуществом газлифтного способа эксплуатации является в несколько раз больший, чем при других способах, межремонтный период работы внутрискважинного оборудования. Использование этого способа целесообразно на месторождениях с большим дебитами скважин, большим газовым фактором, высокой пластовой энергией, низкой обводненностью.

Принцип работы газлифтного скважинного подъемника аналогичен фонтанному. Однако для функционирования газлифта в подъемник необходимо подавать из вне сжатый газ. Когда газ компримируется, газлифт называется компрессорным – компрессорная эксплуатация.

Существует и так называемый компрессорный газлифт, когда используют пласт из высоконапорных газовых пластов. При компрессорном газлифте комплекс оборудования для эксплуатации сложней чем при фонтанной эксплуатации и состоит из компрессорной станции, газораспределительной и газосборной сети, системы подготовки газа и газлифтного оборудования скважин.

Оборудование для эксплуатации скважин насосами с механическим приводом:

В основу рассматриваемого способа эксплуатации скважин положено использование обычного насоса спускаемого в скважину и приводимого в действие приводом, расположенным на поверхности. Весь комплекс оборудования называют штанговой насосной скважинной установкой (ШСНУ). Основные её параметры: подача – количество жидкости в ед. времени, развиваемое давление – с учетом глубины скважины и пластового давления, КПД ШСНУ и надежность, масса установки. Рациональная область применения ШСНУ: подача – 100 120 м³/сут., глубина подвески 1500 1800 м.

4. Фонтанная арматура и манифольд.

Фонтанная арматура выполняет несколько функций: удержание на весу колонны НКТ; герметизация затрубных пространств и их взаимная изоляция; обеспечение возможности регулирования режима работы скважины в заданных пределах, непрерывности её работы; исследование скважины путем измерения параметров её работы как внутри скважины, так и на поверхности.

Фонтанная арматура строится из тройников или крестовин.

Фонтанная арматура применяется с запорными устройствами с дистанционным управлением, регулируемыми штуцерами с дистанционным управлением и телеконтролем.

Способы стыковки элементов фонтанной арматуры:

1 фланцевый с креплением болтами или шпильками (наиболее распространенный);2 резьбовое с муфтовым соединением (более простое);3 хомутовые соединения (более распространенное в последнее время).

Фонтанную арматуру изготавливают из моноблоков, каждый из которых содержит несколько элементов арматуры (без стыков между элементами).

Для исследований фонтанирующей скважины приборами путем их спуска в подъемник фонтанная арматура оснащается лубрикатором, монтируемым в верхней части елки арматуры.

Фонтанная арматура скважины соединяется с промысловыми коммуникациями сбора пластовой жидкости с помощью манифольдов, которые представляют собой сочетание трубопроводов и запорных устройств. Они состоят из нескольких задвижек, крестовиков, тройников и служат для подключения к скважине различных агрегатов. Они служат для подачи в скважину ингибитора, глушителя и продувки скважин и других технологических операций.