Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 [ 178 ] 179 180 181 182

соты фильтра растет гидравлическое сопротивление циркуляции, а следовательно, и давление нагнетания.

По характеру увеличения давления определяют фильтрационные свойства намываемого слоя гравийного фильтра. Путем сопоставления полученных в процессе закачки фильтрационных свойств фильтра и расчетных, оптимальных значений на основании их сходимости определяют качество выполненных работ и фильтра в целом. В оптимальном случае, когда в скважине намывается гравийный фильтр высокого качества с фильтрационными свойствами, соответствующими расчетным значениям, давление нагнетания на насосе должно увеличиваться прямо пропорционально его высоте, а в случае калиброванного ствола скважины - объему закачанного гравия.

Типовые графики увеличения давления нагнетания в процессе намыва фильтра и расчетная прямая представлены на рис. 8.50. С увеличением угла наклона прямой (а1) к оси абсцисс увеличиваются потери напора в намываемом слое гравийного фильтра. И наоборот, меньший угол а3 характеризует меньшие потери напора в намываемом слое гравийного фильтра, меньшее фильтрационное сопротивление циркуляции, а следовательно, более проницаемую среду. Необходимо отметить, что как увеличение, так и уменьшение сопротивления гравийного фильтра по сравнению с расчетными значениями негативно отражается на качестве работ. Увеличение сопротивления гравийного фильтра обусловлено обогащением гравия инородными примесями в процессе транспортировки, а также при обрушении стенок скважины в процессе работ, вывалах породы.

Завышенное сопротивление гравийного фильтра приводит к снижению удельных дебитов скважины, достоверности определяемых параметров пласта, интенсификации кольматационных

Рис. 8.50. Зависимость давления нагнетания в процессе намыва фильтра от его высоты L

процессов, повышению неравномерности притока воды в фильтр. Уменьшение сопротивления намываемого слоя гравия по сравнению с расчетными значениями обусловлено, как правило, рыхлым сложением частиц в фильтре, образованием открытых каналов и пустот, которые свидетельствуют о неудовлетворительном качестве работ из-за невозможности предотвращения пескования скважины таким фильтром.

В процессе намыва гравия возможно либо полное, либо частичное отклонение фильтрационных характеристик по высоте фильтра от расчетных значений. График 1 свидетельствует о намыве переуплотненного по всей высоте гравийного фильтра, а график 3 - о рыхлом сложении частиц по всей высоте фильтра, относительно равномерным распределением пустот. Чаще в практике формируются фильтры с переуплотненными и рыхлыми прослойками. На графике 2 переуплотненный участок сформировался в интервале глубин L1 - L2 при а2, а рыхлый - в интервале 1-3 - L4 при а3.

При оценке качества сооружаемого в скважине гравийного фильтра один из наиболее важных этапов работ - достоверное определение фильтрационных параметров гравия, используемого для обсыпки. Сложность определения заключается в том, что сопротивление гравийного слоя, его фильтрационные характеристики являются функцией режимов фильтрации. Коэффициент фильтрации гравия данного гранулометрического состава, определенного при ламинарном режиме фильтрации, неприемлем для оценки качества гравийного фильтра, через который жидкость-носитель движется в нисходящем турбулентном потоке, и наоборот. В связи с этим целесообразно определять коэффициент фильтрации или сопротивление гравия при режимах, которые рекомендуется поддерживать на практике.

Определить достоверные фильтрационные параметры гравия, рекомендованного к засыпке, можно в следующем порядке. К отрезку обсадной трубы с площадью поперечного сечения, соответствующего площади поперечного сечения гравийного фильтра, приваривают два кольца. В отверстии одного из колец монтируют входной патрубок, снабженный манометром, который соединяют с насосом, используемым для закачки гравийной смеси в скважину. В отверстие кольца противоположного торца трубы устанавливают задвижку из нескольких слоев сетки квадратного или галунного плетения. Между трубой и задвижкой с сеткой устанавливают второй манометр. Через открытую задвижку в трубу засыпают гравий, который периодически уплотняют ударным или вибрационным воздействием, передаваемым на корпус

трубы. В трубу засыпают максимальный объем гравия, после чего задвижку сеткой закрывают.

При включении насоса жидкость-носитель фильтруется через гравий в трубе. Потери напора в слое гравия высотой, соответствующей длине трубы, фиксируются по разнице показаний манометра на входном и выходном патрубках. В процессе эксперимента скорость фильтрации в гравии должна соответствовать реальным скоростям фильтрации через намываемый фильтр в скважине. Для этого подачу насоса устанавливают соответственно рекомендуемой подаче смеси при закачке.

После фиксации перепада давления на трубе задвижку с сеткой открывают и гравий вымывают. Минимальные значения перепада давления на трубе после вмыва гравия также фиксируются. Вычитая из максимального значения перепада давления на трубе, полностью заполненной гравием, значение минимального перепада давления на пустой трубе, получают реальные потери напора в гравийном слое высотой, соответствующей длине трубы при оптимальной укладке частиц гравия без инородных примесей и пустот. Расчетный тангенс угла наклона равен отношению потерь напора в гравии к высоте гравийного слоя при заданной скорости фильтрации.

Расчетный коэффициент фильтрации намываемого гравийного слоя при ламинарном режиме равен отношению скорости потока к удельным потерям напора в трубе в расчете на 1 м ее длины

k = v ф/ Ap, (8.146)

где Vф - скорость фильтрации; Др - удельные потери напора в гравийном фильтре единичной длины.

С учетом необходимости поддержания для предупреждения пробкообразования турбулентного режима движения смеси на всех участках транспортировки целесообразно определять расчетные значения турбулентной фильтрации гравия используемого фракционного состава

k т = v фТДР. (8.147)

Автором и сотрудниками Русбурмаш для различных условий проведения работ разработана технология контроля качества гравийного фильтра, базирующаяся на трех принципиально различных схемах. Наиболее простую схему с герметичным контейнером с гравием, установленным в сливную магистраль циркуляционной системы скважины (рис. 8.51), рекомендуется приме-