Фонтанный способ добычи нефти

На месторождениях ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» для подъема жидкости из продуктивных пластов используются как фонтанный, так и механизированные способы.

Из механизированных способов наиболее широко распространены насосные способы.

Среди насосных способов предпочтение отдается установкам ЭЦН и ШГН.

Наиболее дешевый фонтанный способ добычи занимает незначительную долю как по числу скважин, так и по объему добычи.

Способ эксплуатации, при котором подъем нефти на поверхность происходит только за счет пластовой энергии, называется фонтанным.

Количество добываемой из скважин жидкости за определенный промежуток времени называется дебитом жидкости скважины. В промысловой практике дебит принято измерять в кубических метрах за сутки.

При фонтанном способе жидкость и газ поднимается по стволу скважины от забоя на поверхность только под действием пластовой энергии, которой обладает нефтяной пласт. Фонтанный способ наиболее экономичен, и как естественный, его применяют на вновь открытых , энергетически не истощенных месторождениях.

Если скважины не могут фонтанировать, то их переводят на один из механизированных способов добычи нефти: газлифтный или насосный с расходованием дополнительной, искусственно вводимой в скважину энергии. При газлифтном способе добычи нефти, в скважину для подъема нефти на поверхность подают ( или закачивают с помощью компрессоров) сжатый газ, т.е. подают энергию расширения сжатого газа.

В насосных скважинах жидкость поднимают на поверхность с помощью спускаемых в скважину насосов – скважинных штанговых насосов (ШГН) и погружных электронасосов (ЭЦН)

В зависимости от соотношения забойного давления и устьевого с давлением насыщения нефти газом (местоположения начала выделения газа из нефти) можно выделить три вида фонтанирования:

- артезианское фонтанирование: Рзаб >Рнас; Руст.> Рнас., т.е фонтанирование происходит за счет гидростатического напора. В скважине происходит перелив, движется негазированная жидкость. Газ выделяется из нефти за пределами скважины в выкидной линии.

- газлифтное фонтанирование с началом выделения газа в стволе скважины: Рзаб> Рнас, Руст< Рнас. В пласте движется негазированная жидкость, а по стволу скважины газожидкостная смесь.

- газлифтное фонтанирование с началом выделения газа в пласте : Рзаб < Рнас,

Руст < Рнас. В пласте движется газожидкостная смесь, на забой и к башмаку НКТ поступает газожидкостная смесь.

После начала притока основная масса газа увлекается потоком жидкости и поступает в НКТ. Часть газа отделяется (сепарируется) и поступает в затрубное пространство, где газ всплывает. В затрубном пространстве накапливается газ, уровень жидкости снижается и достигает башмака НКТ. Со временем наступает стабилизация и при Рзаб < Рнас уровень жидкости всегда устанавливается у башмака НКТ – Р затрубное высокое, почти достигает Рзаб.

Оборудование скважины подразделяется на подземное и наземное. К подземному оборудованию относятся насосно-компрессорные трубы (НКТ).

По ГОСТ 633-80 НКТ выпускаются четырех конструкций:

- гладкие и муфты к ним;

- с высаженными наружу концами и муфты к ним (тип В);

- гладкие высокогерметичные и муфты к ним (тип НКМ);

- безмуфтовые высокогерметичные с высаженными наружу концами (тип НКБ).

Для подъема жидкости из скважины используются гладкие НКТ. Гладкие НКТ в колонну соединяются при помощи муфт.

Трубы и муфты делят по группам прочности (маркам стали) маркируются (по возростанию): Д, К, Е, Л, М, N, Р. Выпускаются НКТ длиной от 5,5м до 10м и наружным диаметром 27; 33; 42; 48; 60; 73; 89; 102; 114мм и толщиной стенки от 3 до 7мм. Предельная глубина спуска НКТ в скважине в зависимости от диаметра и группы прочности составляет 1780-4250м, минимальный зазор между внутренней стенкой обсадной колонны и наружной стенкой муфты НКТ 12-15 мм.

Для подъема жидкости из скважины на месторождениях ОАО применяются гладкие НКТ, изготовленные из марок стали “K”, “E” и реже “Д”. Наружным диаметром 60 и 73 мм с толщиной стенки 5,0 и 5,5 мм соответственно.

К наземному оборудованию относятся фонтанная арматура ,выкидная линия для подключения скважины к системе промыслового сбора, манифольд.

Фонтанная арматура предназначена для:

- герметизации кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и НКТ;

- подвески колонн подъемных труб

- направления движения газожидкостной смеси (ГЖС) в выкидную линию;

- создания противодавления на устье;

- для проведения необходимых технологических операций, контроля и

регулирования режима эксплуатации скважины.

Фонтанная арматура состоит из двух узлов: трубной головки и фонтанной елки.

Трубная головка предназначена для подвески одного или двух рядов НКТ и герметизации пространств между ними и обсадной эксплуатационной колонной.

Фонтанная елкапредназначена для направления потока в выкидную линию, а также для регулирования и контроля работы скважины. Она может включать в себя один или два тройника либо крестовину. Сверху елка заканчивается буфером с трехходовым краном и манометром. Для спуска в работающую скважину глубинных приборов вместо буфера ставится лубрикатор.

В качестве запорных органов для перекрытия потока используют либо проходные пробковые краны, либо прямоточные задвижки с ручным, пневматическим дистанционным или автоматическим управлением.

Манифольды предназначены для обвязки фонтанной арматуры с выкидным шлейфом, подающим продукцию на АГЗУ.

Фонтанную арматуру выбирают по необходимому рабочему давлению, схеме, числу рядов труб, климатическому и коррозионному исполнению.

В зависимости от условий эксплуатации фонтанные арматуры изготавливаются для коррозионных сред и некоррозионных, а также для холодной климатической зоны.

Фонтанные арматуры классифицируют:

1) по рабочему давлению (7;14;16,5;21;70;105 МПа);

2) по схемам исполнения (6 схем);

3) по числу спускаемых в скважину труб (один или два концентрических ряда

труб);

4) по конструкции запорных устройств (задвижки или краны)

6) по размерам проходного сечения по стволу (50-100мм) и боковым отводам

(50-100мм).

В зависимости от типа месторождения в ОАО используется фонтанная арматура тройникового типа из расчета на рабочее давление 14,0 и 21,0 МПа: АФК1-65*14СУ и АФК1-65*21СУ.

А-арматура ;

Ф- фонтанная;

К- подвеска подъемной колонны НКТ на резьбе переводника трубной головки;

65- условный проход ствола и струн, мм;

14,0;21,0- рабочее давление, МПа;

СУ- исполнение для холодной климатической зоны.

Встречаются устаревшие типы фонтанных арматур заводов- изготовителей: АФ-3”*21/2”*210(Румыния).

К запорным устройствам фонтанной арматуры относятся проходные пробковые краны с ручным управления ( КППС-65*14СУ) для арматур с рабочим давлением 14,0 МПа и прямоточными задвижками с ручным управлением с принудительной подачи смазки (ЗМС1-65*21СУ) или автоматической подачей смазки (ЗМАД-65*21).

ЗМ- задвижка с уплотнением «металл по металлу»;

С или А- уплотнительная смазка принудительная или автоматическая;

1 или Д- одно или двухшиберное уплотнение;

65- условный проход ствола и струн, мм;

21,0- рабочее давление, МПа.

Регулирующие устройствапредназначены для регулирования режима

работы скважины путем дросселирования (установка штуцера)потока рабочей среды изменением площади проходов боковых отводов фонтанной арматуры.

Штуцера представляют собой насадку с относительно небольшим проходным сечением от 2 до 20 мм.