§ 7. Термическая очистка труб от парафина

От парафина трубы очищают с помощью паропередвижных ус­тановок (ГШУ) к, как правило, приурочивают этот процесс к те­кущему ремонту. Очищать трубы можно и в скважине без их подъ­ема на поверхность, и после извлечения колонны и укладки труб на мостки.

Паропередвижную установку располагают рядом со штабелем труб; пар от нее по гибкому шлангу с металлическим наконечни­ком подают поочередно в каждую трубу до тех пор, пока отложив­шийся на ее стенках парафин не будет удален.

При проведении этих работ необходимо следить за состоянием наконечника, в противном случае возможен ожог перегретым па­ром.

Для ускорения процесса пропаривания труб наконечник пари провода может быть оборудован гребенкой с тремя нитью отводами, которые устанавливают на стеллаже для труб,

Прогревать внутрискважинное оборудование паром можно на скважинах эксплуатирующиеся фонтанным газлифтным или механизированным способом, без их остановки,

При удалении парафина без подъема труб ППУ включают к затрубному пространству скважины или воздухопроводному подающему сжатый воздух (если скважина эксплуатируется газлифтным способом). Расплавленный парафин выноситься струей пластовой

помимо ППУ необходимы специальные теплообменники и насосы, что осложняет применение этих способов.

Для очистки запарафиненных труб можно использовать и ван­ны, изготовленные или из листовой стали, или из списанных тра­пов, сваренных встык друг к другу. Общая длина ванн должна быть порядка 14 м для удобной загрузки в нее партии обрабаты­ваемых труб.

Внутри ванны на ее дне располагают змеевик, подключаемый к источнику пара, например передвижному парогенератору. С внешней стороны ванну теплоизолируют стекловолокном, а сверху закрывают крышкой.

Партию труб (25—30 шт.) с помощью тельфера укладывают на решетки ванны, после чего ее заполняют водой с добавлением ПАВ. Нагреваемая паром вода омывает и прогревает уложенные трубы. В течение 15—20 мин парафин расплавляется и поднима­ется на поверхность воды, откуда его удаляют через специальный

169

сливной трубопровод. После этого трубы извлекают и укладыва­ют на стеллажи.

В процессе очистки труб от парафина следует выполнять следующие правила.

На паропроводе котла паровой установки должен быть предо­хранительный клапан. Отвод предохранительного клапана следует выводить под пол установки.

Перед пропариванием труб в скважине паропровод от ППУ до устья скважины должен быть опрессован на полуторакратное дав­ление от ожидаемого максимального, но не свыше давления, ука­занного в паспорте ППУ. При опрессовке запрещается находить­ся рядом с линией. ППУ должна быть установлена на расстоянии не менее 25 м от устья скважины. При пропаривании выкидной ли­нии запрещается нахождение людей у устья и у линии.

§ 8. Гидравлический разрыв пласта

Гидравлический разрыв пласта (ГРП)—процесс гидравлической обработки его призабойной зоны для углубления и расширения уже имеющихся и образования новых трещин в породе продуктивного пласта, а также последующего их сохранения.

Гидравлический разрыв проводят как в эксплуатационных, так и в нагнетательных скважинах. В первом случае ГРП позволяет увеличить приток пластовой жидкости, во втором — улучшить при­емистость скважины.

Гидравлический разрыв пласта проводят для увеличения про­ницаемости призабойной зоны пласта, создания условий, облегчаю­щих приток пластовой жидкости к эксплуатационной колонне или соответственно вход ее в пласт при работе нагнетательной сква­жины. При проведении ГРП расширившиеся старые и образовав­шиеся новые трещины служат каналами для перетока пластовой жидкости, обладающими меньшим гидравлическим сопротивлени­ем.

Основой ГРП является механическое разрушение породы про­дуктивного пласта под давлением жидкости, закачиваемой в него. Для сохранения образовавшихся трещин и предотвращения смы­кания их стенок после снижения давления в них закачивают круп­нозернистый песок.

В зависимости от целей различают несколько видов ГРП: однократный — для создания одной трещины в продуктивном пласте;

многократный — для образования большого количества трещин;

направленный (поинтервальный)—для создания трещин в оп­ределенных интервалах пласта.

Материал, из которого сложены породы, имеет определенную прочность, т. е. характеризуется определенным давлением, кото­рое необходимо создать, чтобы разорвать, механически разрушить породу. Характерно, что у всех пород прочность при растяжении много меньше прочности на сжатие. Например, песчаники имеют

170

известняки соответственно 5—260 и 0,2—25 МПа. Это означает, что для разрушения образца — столбика с размером поперечного се­чения 1x1 см — необходимо приложить сжимающее усилие от 2 до 50 кН- или растягивающее — от 50 до 2500 Н. Столь большой интервал изменения нагрузок, при которых будет происходить раз­рушение, обусловлен особенностями строения породы, периодом и условиями ее образования.

Процесс образования трещин в пласте может быть представлен следующим образом: породы, слагающие пласты, находятся в сжатом состоянии, что обусловлено весом лежащих над ними по­род.

Таким образом, чтобы образовались новые трещины или рас­ширились старые, необходимо создать в пласте такое давление, которое преодолело бы горное и прочность породы. Для выполне­ния этого условия в пласт нагнетают жидкость с таким расходом, который превышает количество жидкости, поглощаемое пластом, и обеспечивает создание в нем требуемого давления.

Как показывают исследования, трещины, возникающие в пласте при ГРП, могут иметь протяженность до нескольких десятков мет­ров.

Расход и давление нагнетания жидкости рассчитывают зара­нее на основе данных о проницаемости пласта, его пористости и т. п.

Гидравлический разрыв пласта проводят следующим образом (рис. IV.13):

а) в зоне пласта, подлежащей разрыву, устанавливают пакеры {нижний может отсутствовать);

б) по специальной колонне труб закачивают жидкость для об­разования в пласте трещин. Установка пакеров обусловлена необ­ходимостью разгрузки эксплуатационной колонны от давления жидкости, а также обеспечением нагружения определенного ин­тервала пласта, находящегося между пакерами;

в) в трещину закачивают крупнозернистый песок, который ос­тается в ней и в дальнейшем при эксплуатации скважин выполня­ет роль каркаса, препятствует смыканию стенок трещин после то­го, как давление жидкости будет снижено. Последовательность работ при проведении ГРП следующая.

Подготовительные работы. При гидравлическом раз­рыве пласта, когда давление может оказаться выше допустимого для эксплуатационной колонны, в колонне следует устанавливать пакеры.

Места установки агрегатов для ГРП должны быть соответст­вующим образом подготовлены и освобождены от посторонних предметов, препятствующих установке агрегатов и прокладке ком­муникаций.

Перед ГРП в скважинах, оборудованных ШСК, необходимо отключить привод станка-качалки, затормозить редуктор, а на пу­сковом устройстве вывесить плакат «Не включать — работают лю-

171

ди!». Балансир станка-качалки устанавливают в положение, при котором можно беспрепятственно разместить заливочную армату­ру и обвязать устья скважины.

После этого выполняют следующие операции.

1. У устья скважины устанавливают агрегат подземного ремон­та для спуска-подъема колонны труб при спуске и установке- внут-рискважинного оборудования. Рядом со скважиной располагают оборудование для выполнения непосредственно ГРП, насосные и пескосмесительные агрегаты, цистерны и другое оборудование.

Агрегаты для ГРП устанавливают на расстоянии не менее 10 м от устья скважины и таким образом, чтобы расстояние между ни­ми было не менее 1 м и кабины не были обращены к устью сква­жины.

2. Из скважины извлекают оборудование, использовавшееся для ее эксплуатации (колонна подъемных труб, скважинный штан­говый насос или ЭЦН).

Уточняют глубину забоя скважины, расположение пласта (или группы пластов), подлежащего разрыву.

3. Скважину промывают для удаления загрязнений и песчаных пробок. В ряде случаев для повышения эффективности ГРП про­ водят кислотную обработку и дополнительное вскрытие продук­тивного пласта в интервале, намеченном для гидроразрыва. При этом используют кумулятивную или гидропескоструйную перфо- 172

рацию, создавая до 100 отверстий на 1 м скважины. В результа­те давление, развиваемое насосами при ГРП, уменьшается, а ко­личество трещин в пласте возрастает.

4. На- колонне НКТ спускают пакер с якорем и устанавливают на 5—10 м выше верхних отверстий перфорации.

В ряде случаев он может находиться ниже верхней кровли пласта. Длина хвостовика должна быть максимально возможной, чтобы обеспечить движение песка в восходящем потоке к трещине и предупредить его выпадение в зумпф скважины.

В зависимости от технологии гидроразрыва может быть уста­новлен и второй пакер — ниже перфорационных отверстий.

5. Скважину промывают и заполняют до устья жидкостью: ес­ли скважина эксплуатационная — дегазированной нефтью, если нагнетательная — водой.

6. Сажают и опрессовывают пакер той же жидкостью, какой заливают скважину. При этом во внутренней полости спущенных НКТ создают давление, а качество герметизации контролируют по отсутствию перелива жидкости из кольцевого пространства сква­жины. Опрессовывают пакер при двух давлениях — заведомо мень­шем и максимально возможном, развиваемом насосами.

Если пакер не обеспечивает требуемой герметичности, его сры­вают и проводят повторную посадку, после чего опять опрессовывают.

7. После опрессовки устье скважины обвязывают. Для этого используют специальную арматуру устья.

Непосредственно ГРП выполняют следующим обра­зом.

1. Насосным агрегатом закачивают в скважину жидкость раз­рыва, которая в зависимости от физико-механических особенно­стей пласта имеет соответственно повышенную вязкость и бывает двух типов: на основе углеводородных жидкостей или водных раст­ воров. В первом случае это могут быть сырая высоковязкая нефть, загущенные керосин или дизельное топливо, во втором — вода, сульфитспиртовая барда, загущенные растворы соляной кис­ лоты.

Жидкость разрыва закачивают при нескольких значениях по­дач насосов и на каждом режиме работы определяют приемистость скважины, строят график зависимости расхода поглощаемой жид­кости от развиваемого давления. Расход жидкости, закачиваемой в пласт, ступенчато увеличивают до тех пор, пока не произойдет скачкообразного увеличения поглощения жидкости и некоторого уменьшения давления нагнетания, что свидетельствует об образо­вании трещин в пласте.

2. После появления трещин в колонну НКТ начинают закачи­вать жидкость-песконоситель. Это может быть та же жидкость, что использовалась при разрыве пласта, но смешанная с песком. Жидкость-песконоситель закачивают всеми насосными агрегата­ ми при максимальных давлении и подаче.

Содержание песка в жидкости изменяют в пределах 100—

173

600 кг на 1 м³ жидкости. Песок должен быть более прочным, чем порода, слагающая пласт, и достаточно крупным. Перед ГРП его промывают от глины и пыли и отсеивают по размерам песчинок-фракциям. Наиболее приемлемой фракцией является песок с размером зерен 0,5—1,0 мм. Общее количество песка, закачиваемого в скважину, зависит от протяженности трещин и изменяется в пределах от 4 до 20 т.

3. Без прекращения подачи жидкости и снижения давления после окончания закачки жидкости-песконосителя начинают зака­чивать в скважину продавочную жидкость, объем которой должен быть на 1,5—2 м³ больше объема насосно-компрессорных труб, на которых спущен пакер, и зумпфа. В качестве продавочной жид­кости используют маловязкую нефть или воду, обработанную ПАВ. Часто в нефтяные скважины после закачки жидкости-песконосите­ля закачивают 2—2,5 м³ чистой жидкости без песка, после чего приступают к закачке продавочной жидкости — воды. В этом слу­чае объем воды выбирают таким, чтобы предупредить попадание ее в пласт.

При гидравлических испытаниях обвязки устья и трубопрово­дов обслуживающий персонал удаляют от испытываемых объек­тов за пределы опасной зоны.

Во время закачки и продавки жидкости нахождение людей воз­ле устья скважины и у нагнетательных трубопроводов запреща­ется. Во время работы агрегатов запрещается ремонтировать их или крепить обвязку устья скважины и трубопроводов. Перед от­соединением трубопроводов от устьевой арматуры следует закрыть краны на ней и снизить давление в трубах до атмосферного.

Пуск агрегатов разрешается только после удаления людей, не связанных непосредственно с выполнением работ, за пределы опас­ной зоны.

Заключительные работы выполняют следующим об­разом:

1. После закачки продавочной жидкости устье скважины за­крывают до тех пор, пока давление в колонне НКТ не уменьшит­ся до атмосферного или близкого к нему. Это необходимо для пре­дотвращения выноса песка из трещин, созданных при гидроразры­ве, и образования песчаных пробок.

В это время обычно демонтируют коммуникации, соединявшие наземное оборудование, убирают его со скважины.

2. Срывают пакер и извлекают на поверхность внутрискважин- ное оборудование.

3. Промывают скважину от песка, не попавшего в пласт и осев­шего на забой.

4. Освоение скважины проводят обычным путем: если она эк­сплуатационная— спускают насос, колонну НКТ и начинают отбор жидкости, если нагнетательная — промывают от взвешенных час­тиц; поднимают колонну промывочных труб и подключают к водо­воду.

Остатки жидкости разрыва и нефти должны сливаться из ем-

костей агрегатов и автоцистерн в промышленную канализацию, нефтеловушку или специальную емкость-отстойник.

В зимнее время после временной остановки работ следует проб­ной прокачкой жидкости убедиться в отсутствии пробок в трубо­проводах. Запрещается подогревать систему нагнетательных тру­бопроводов открытым огнем.

Если продуктивный пласт достаточной толщины или состоит из отдельных, чередующихся прослоев песчаника и глины, то макси­мальный эффект от ГРП может быть получен при создании боль­шого количества трещин, равномерно распределенных по высоте всех слоев продуктивного пласта. Для решения этой задачи про­водят поинтервальный ГРП. Существует несколько его технологий. Одна из них предусматривает проведение ГРП, начиная с нижне­го пропластка (рис. 1У.14, а). При этом перфорируют нижний пропласток в требуемом интервале, устанавливают пакер и проводят ГРП. Далее колонну труб с пакером извлекают и подвергнутый интервал изолируют с помощью песка, засыпаемого в скважину (рис. IV. 14, б). После этого вновь спускают перфоратор на мень­шую высоту, соответствующую расположению лежащего выше пропластка, который вскрывают. Затем аналогичным образом про­водят ГРП вскрытого пропластка (рис. 1У.14, в).

Для каждого из обрабатываемых пропластков комплекс работ повторяют. Затем скважину промывают до забоя и вводят в эк­сплуатацию (рис. 1У.14, г).

Если толщина пропластков глин и песчаника достаточно вели­ка, то поинтервальный ГРП можно проводить с помощью сдвоен­ного пакера, при этом верхний пакер устанавливают несколько выше кровли пласта, а нижний чуть ниже его подошвы. Сдвоен­ный пакер позволяет исключить изоляцию ранее разорванных про­пластков засыпкой песка и последующую промывку скважины.

При ГРП используют оборудование, схема расстановки (рис. IV. 15) которого у устья скважины может изменяться в за­висимости от параметров скважины и технологии проведения про­цесса.

В комплексе оборудования входят: насосные агрегаты УН1-630Х700А (4АН-700), пескосмесительные машины 4ПА, УСП-50, автоцистерны ЦР-500, ЦР-7АП, ЧЦР для транспортирования, а в ряде случаев и кратковременного хранения жидкостей, мани-фольд, арматура устья 2АУ-70 скважин, пакеры, якори и другое оборудование.

Арматуру устья соединяют двумя трубопроводами с блоком манифольда, напорный коллектор которого отдельными трубопро­водами соединен с насосными агрегатами.

Для обвязки оборудования с устьем применяют металлические трубы с шарнирными коленами. Перед началом работ обвязку оп-рессовывают (без скважины) на пробное давление, в 1,5 раза пре­вышающее ожидаемое при разрыве пласта. К блоку манифольда подключают станцию контроля и управления для точного измере­ния расходов жидкости и ее давления.

175

В первый период ГРП (создания трещин) насосные агрегаты забирают рабочую жидкость непосредственно из емкостей или ав­тоцистерн, далее на их прием подключают пескосмесительные аг­регаты, имеющие запас песка и пополняющие его от песковозов, жидкость для приготовления смеси поступает от соответствующих цистерн. При закачке продавочной жидкости на прием насосных агрегатов поступает жидкость из других емкостей или резервуа­ров.

При гидроразрыве пласта насосные и пескосмесительные агре­гаты монтируют в большем, чем необходимо по расчету, количест­ве на случай их выхода из строя во время проведения процесса или при необходимости получения большего расхода жидкости, чем положено по расчету. Технологические жидкости и песок так­же доставляют к скважине в большем, чем необходимо, количест-

177

ве, поскольку особенности протекания процесса ГРП предусмот­реть с большой точностью весьма трудно.

Помимо перечисленного оборудования у устья скважины рас­полагают агрегат подземного ремонта для проведения спуско-подъемных операций при промывке скважины, установке, срыве якоря и т. п.

После ГРП на скважине остается агрегат подземного ремонта, насосная установка и емкость для воды, необходимые для окон­чательной промывки скважины и последующего ввода "ее в дейст­вие.

В процессе ГРП все оборудование работает на предельных пас­портных режимах, при высоких давлениях, поэтому для обеспече­ния безопасности работ необходимо придерживаться следующих: правил.

1. Работников допускают к проведению ГРП только после со­ответствующего инструктажа по технике безопасности.

2. Территорию вокруг скважины очищают от посторонних пред­метов.

3. Расстанавливают агрегаты, обвязывают все оборудование опрессовывают его под непосредственным руководством и конт­ролем ответственного руководителя работ.

4. Насосные агрегаты должны иметь исправную контрольно-из­мерительную аппаратуру; предохранительные клапаны должны быть предварительно опрессованы, а их сброс должен быть обес­печен линией, отводящей жидкость под агрегат.

5. При опрессовке обвязки и пакера рабочие не должны нахо­диться у устья скважины и у элементов обвязки. В это время за­прещается проводить какие-либо работы с элементами обвязки.

6. Демонтаж оборудования разрешается только после снижения давления в нем до атмосферного.