Схемы оборудования нефтяных и газовых скважин

Основными источниками естественного фонтанирования являются потенциальная энергия жидкости W_ж и газа W_r, выделяющегося из нефти при давлении, меньшем давления насыщения. Таким образом, естественное фонтанирование осуществляется только за счет природной энергии W_n, которой обладает продукция скважины на забое W_заб:

(3.1)

Возвратимся к рис. 3.1, на котором схематично показаны скважины, осуществляющие подъем продукции за счет фонтанирования.

Схема, представленная на рис. 3.1,а, предпочтительна в том случае, когда W_ж ≤ W_r(Р_б ≤ Р_заб), т.е. для нефтей различной газонасыщенности и с большим давлением насыщения (Р_заб ≤ Р_нас), что позволяет в значительной степени использовать природную энергию газа на подъем продукции (Н_б ≈ L_с),

где Р_б – башмачное давление; Р_заб – давление на забое (забойное давление); Н_б – глубина спуска башмака подъемника; L_с – глубина (длина) скважины.

Фонтанная арматура. Назначение, условия работы, требования, классификация, принципиальные схемы, конструкции.

3.3.1 Фонтанная арматура

До начала испытания скважины на ее устье, кроме колонной головки, должна быть установлена стальная фонтанная арматура. Она включает в себя: фланцы, стальные тройники, крестовины, катушки и запорные приспособления (задвижки, краны). Фонтанная арматура состоит из двух частей (рис. 3.1): трубной головки и фонтанной елки.

Трубная головка своим нижним фланцем присоединяется к верхнему фланцу колонной головки. Она предназначена для подвески насосно-компрессорных труб и герметизации пространства между ними и эксплуатационной колонной, а также для подачи через боковое ответвление крестовины воды, нефти или газа в кольцевое пространство между трубами при вызове притока и глушении скважины.

Фонтанную елку (верхнюю часть фонтанной арматуры) устанавливают на трубную головку. Фонтанная елка предназначена для контроля и регулирования работы скважины, направления движения пластового флюида в линию выброса, подачу в скважину жидкости или газа при вызове притока и заглушения скважины.

3.3.2 Назначение, условия работы, требования, классификация, принципиальные схемы, конструкции

В скважину с фонтанной эксплуатацией спускают НКТ. Их следует подвесить на устье скважины и направить через них продукцию скважины, для чего необходимо герметизировать пространство между НКТ и эксплуатационной колонной. Для поддержания оптимального режима фонтанирования необходимо регулировать степень использования пластовой энергии, для чего создают противодавление, как правило, на устье. Кроме того, оборудование устья должно предусматривать возможность замера давлений в затрубном пространстве и на выкиде, ввода в скважину газа или жидкости.

Эти задачи решает фонтанное устьевое оборудование, называемое фонтанной арматурой.

Условия работы фонтанной арматуры определяются:

давлением газов и газонефтяной среды со стороны скважины;

наличием мехпримесей и скоростью его движения в арматуре;

характером фонтанирования;

химическим составом газа и нефти и их температурой.

Фонтанную арматуру различают по конструктивным и прочностным параметрам:

1) рабочему или пробному давлению (70-105 МПа);2) размерам проходного сечения ствола елки (50-150 мм);3) конструкции фонтанной елки (крестового и тройникового типов);4) числу рядов труб, спускаемых в скважину (одно- или двухрядные);5) виду запорных приспособлений (задвижки или краны);6) устойчивости в среде двуокиси углерода (коррозионно-устойчивое и обычное исполнение). Схему и число исходных линий фонтанной арматуры выбирают в зависимости от характеристики скважины. Наиболее часто для нефтяных фонтанных и газовых скважин применяют арматуру с двумя выкидными линиями тройникового типа. Фонтанную арматуру с одной выкидной линией обычно используют для компрессорных или фонтанных скважин с небольшим устьевым давлением, а также не содержащих в своей продукции песка.

3.3.3 Выбор схем фонтанной арматуры

Для низких и средних давлений (7-35 МПа) рекомендуют применять тройниковую фонтанную арматуру, для средних и высоких давлений (35 - 105 МПа) крестовую арматуру.

Скорости движения жидкости или газа в тройниках, крестовинах и запорных устройствах, при определении диаметра проходного сечения фонтанной арматуры, должны находиться в пределах 0,5-5 м/с.