Конспект лекцій № 1-19 з дисципліни “Основи нафтогазової справи” (Основні елементи сучасної системи нафтогазопостачання. Екологія нафтогазовидобування), страница 31

4.  Насосний спосіб експлуатації  свердловин.

5.  Обладнання вибою свердловин.

1. Загальні положення. Процес підйому нафти і газу на денну поверхню зветься експлуатацією нафтогазових свердловин. Усі методи експлуатації свердловин поділяються на три групи:

- фонтанний, коли нафта видобувається зі свердловини самопливом;

- компресорний, коли нафта видобувається за допомогою енергії стисненого газу, який вводять у свердловину з поверхні Землі;

- насосний – із використанням насосів різних типів.

2. Фонтанний спосіб експлуатації свердловин.

Фонтанний спосіб використовується, коли пластовий тиск достатньо великий. Нафта за насосно-компресорними  трубами піднімається на поверхню за рахунок пластового тиску. Умовою фонтанування є перевищення пластового тиску над гідростатичним тиском стовпа нафти, який заповнює свердловину. Причиною фонтанування свердловин є гідростатичний напір, тиск газової шапки, енергія стиснених гірських порід і пластових вод. Приплив флюїдів до вибою свердловин виникає завдяки різниці між пластовим і вибійним тисками. При цьому фонтанування свердловини буде проходити за рахунок гідростатичного напору і енергії розширення  газу. Частіше усього фонтанування свердловин виникає за рахунок газу, який розчинений у нафті. При експлуатації свердловини супутній газ починає виділятися у вигляді бульбашок з нафти на глибині де тиск стає меншим тиску насичення нафти газом. Газові бульбашки, піднімаючись догори,  збільшуються за кількістю і внаслідок цього явища газонафтова суміш стає легшою. Відповідно зменшується тиск на вибої і свердловина починає фонтанувати.

 Будову свердловини для фонтанного видобування нафти наведено на рис.10.1. Нафта надходить до свердловини крізь отвори, що є у колоні експлуатаційних труб. У середині експлуатаційної колони знаходяться насосно-компресорні труби. Нафта надходить до них крізь башмак. Верхній кінець насосно-компресорних труб за допомогою фланця з’єднаний із фонтанною армату-рою. До фонтанної арматури приєднаний штуцер, який має невеликий отвір для дроселювання тиску, щоб обмежити приплив нафти до свердловини. Зі штуцера нафта попадає в сепаратор, де розділяється на нафту і нафтовий газ.

Обмеження припливу нафти до свердловини необхідно для того, щоб в процесі видобування флюїдів забезпечити баланс між об’ємами видобутих вуглеводнів і води, яка заповнює вільні об’єми. Порушення такого балансу зменшує нафтогазовилучення родовища.

Фонтанні свердловини мають надземне і підземне обладнання. До надземного обладнання відносять колонну головку, фонтанну арматуру і викидна лінія. До підземного обладнання відносяться насосно-компресорні труби (НКТ).  Вони слугують для:

-  підйому рідини і газу на поверхню;

-  регулювання режиму роботи свердловини;

-  проведення дослідних робіт;

-  боротьби зі смолопарафіновими відкладами;

-  реалізації геолого-технічних заходів;

-  захисту експлуатаційної колони від корозії і ерозії;

-  глушіння свердловин;

-  проведення ремонтних робіт в свердловинах тощо.

У фонтанних свердловинах використовують сталеві безшовні, тягнуті насосно-компресорні труби діаметром від 48,3 мм до 114,3 мм, товщиною стінки 4-7 мм, довжиною 5,5-10 м. Труби виготовляються із сталі високої міцності на тиск 1000 МПа.

Колонна головка призначена для обв’язки гирла свердловин з метою герметизації міжтрубних просторів, спускання в свердловину НТК, спрямування продукції свердловин до системи збирання, регулювання режиму роботи свердловини. На колонну головку встановлюється фонтанна арматура.

Фонтанна арматура (рис.10.2) слугує для:

-  підвішування сосно-компресорних труб;

-  герметизації гирла свердловини;

-  контролю за міжтрубним простором (між НКТ і експлуатаційною колоною);

-  направлення нафти і газу н викидну лінію;

-  проведення голого-технічних операцій при експлуатації свердловини;

-  регулювання режиму роботи свердловини;

-  проведення досліджень в свердловині;

-  створення протитиску на вибій.