ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН
Конструкция и оборудование газовых и газоконденсатных скважин имеют много общего с нефтяными скважинами, которые эксплуатируются фонтанным или компрессорным способом. В обоих случаях оборудование скважин состоит из колонны подъемных труб, спускаемых до фильтровой зоны, и устьевой арматуры. При эксплуатации газовых скважин обычно применяют арматуру крестового типа, наиболее удобную для монтажа и обслуживания.
Подъемные трубы спускают с целью: а) предохранения эксплуатационной колонны от истирания и разъедания при наличии в газе твердых примесей или агрессивных компонентов, вызывающих коррозию; б) выноса жидких и механических примесей с забоя на поверхность; в) облегчения процесса освоения и глушения скважины при необходимости проведения подземного ремонта; г) проведения различного рода исследовательских работ, связанных со спуском в скважину приборов.
Эксплуатацию скважин, как правило, ведут через подъемные трубы, но при значительных дебитах и отсутствии в газе твердых примесей или агрессивных компонентов скважины во многих случаях одновременно эксплуатируются через подъемные трубы и затрубное пространство.
Газовые скважины осваивают теми же способами, что и нефтяные. Часто применяют аэрацию или компрессорный способ освоения скважины с помощью передвижных компрессоров.
Режим эксплуатации газовой скважины, определяемый ее промышленным дебитом, устанавливают на основании данных исследования.
При исследовании измеряют давление, температуру, дебит газа, фиксируя параметры работы скважины при каждом режиме. Изменение режима, а также регулирование работы газовой скважины осуществляется созданием определенного противодавления на устье. Для этой цели применяют штуцеры.
Промышленный дебит газовой скважины приходится ограничивать, так как при чрезмерном отборе газа могут происходить следующие осложнения [9]:
1) разрушение призабойной зоны, вынос частиц породы в скважину, образование песчаной пробки;
2) обводнение скважины краевой или подошвенной водой;
3) вынос в призабойную зону кристаллов соли, ила и ее закупорка;
4) чрезмерное охлаждение газа, обмерзание оборудования, гидратообразование;
5) значительное понижение давления внутри скважины и опасность смятия колонны под действием внешнего давления;
6) неудовлетворительное состояние скважины (некачественное цементирование, негерметичность, обводнение чужеродной водой).
На основании результатов исследования подбирается и регулируется дебит всех эксплуатационных газовых скважин.
Работа газовой скважины контролируется путем требуемых замеров, регистрацией рабочих параметров и анализом результатов периодических исследований. Газ из отдельных скважин после замера и сепарации его от влаги и твердых примесей направляется в промышленный газосборный коллектор и далее в газосборный пункт, откуда после соответствующей подготовки его для дальнейшего транспортирования поступает в магистральный газопровод.
В пластовых условиях в газе газовых месторождений содержатся пары воды. В газе газоконденсатных месторождений содержатся также пары конденсата, которые в пластовых условиях находятся в насыщенном состоянии, а иногда и в ненасыщенном.
При отборе газа из пласта, сопровождающемся понижением его температуры и давления, происходит конденсация паров воды и накопление ее в скважинах и газопроводах. При определенных условиях компоненты природного газа (метан, этан, пропан, бутан) взаимодействуют с водой и образуют твердые кристаллические вещества, называемые гидратами. Каждая молекула перечисленных компонентов способна связать шесть-семь молекул воды, например, СН4∙6Н2О, С2Н6∙7Н2О и т. д. По внешнему виду гидраты напоминают снег или лед. Они относятся к неустойчивым соединениям и при некоторых условиях (нагревании, понижении давления) быстро разлагаются на газ и воду.
Образование гидратов происходит при повышенных давлениях, низкой температуре и тесном контакте гидратообразующих компонентов газа с водой.
В условиях высокого давления гидраты не могут существовать при температуре выше критической. Образовавшиеся гидраты могут закупорить скважины, газопроводы, сепараторы, нарушить работу измерительных и регулирующих приборов. Очень часто вследствие образования гидратов выходят из строя штуцера и регуляторы давления, дросселирование газа в которых сопровождается понижением давления. Это нарушает нормальную работу газопромыслового оборудования, особенно при низких температурах окружающей среды.
Борьба с гидратами ведется в двух направлениях: 1) предупреждение образования гидратов; 2) ликвидация образовавшихся гидратов.
Для предотвращения образования гидратов в скважинах применяют следующие методы:
а) устанавливают соответствующий технологический режим эксплуатации скважины;
б) непрерывно или периодически нагнетают на забой скважины антигидратные ингибиторы;
в) применяют футерованные насосно-компрессорные (подъемные) трубы;
г) систематически удаляют с забоя скапливающуюся жидкость;
д) устраняют причины, вызывающие пульсацию газа в скважине.
Ствол скважины очищают от гидратных отложений следующим образом:
продувкой в атмосферу с необходимой предварительной выдержкой скважины в закрытом состоянии с целью частичного разложения гидратов под влиянием тепла окружающих пород;
закачкой большого объема антигидратного ингибитора непосредственно на гидратную пробку с выдержкой для разложения гидратной пробки и с последующей продувкой в атмосферу.
Предупреждают образование гидратов в фонтанной арматуре и обвязке скважин, а также в различных участках, узлах и звеньях системы сбора и транспорта газа (в зависимости от конкретных условий) следующими методами, применяемыми самостоятельно или комплексно:
а) обогревом отдельных узлов и участков;
б) вводом в поток газа ингибиторов — метанола, раствора хлористого кальция, диэтиленгликоля и др.;
в) устранением резких перепадов давления, которые вызывают снижение температуры газа, ведущее к конденсации парообразной влаги и образованию гидрата;
г) систематическим удалением жидкости, скапливающейся в пониженных местах системы сбора и внутрипомыслового транспорта газа, при помощи конденсатосборников или дренажных патрубков;
д) регулярной продувкой газопроводов от окалины, грязи и т. п, в местах скопления которых образуются кристаллы гидратов.
К наиболее эффективным и распространенным из перечисленных способов предупреждения образования гидратов относится способ ввода в газовый поток метанола, т. е. метилового спирта (СН3ОН), являющегося понизителем точки замерзания паров воды. Метанол вместе с парами воды, насыщающей газ, образует спиртоводные растворы, температура замерзания которых значительно ниже нуля. Так как количество водяных паров, содержащихся в газе, при этом уменьшается, точка росы понижается и, следовательно, опасность выпадения гидратов становится меньше.
В природных газах кроме паров воды и конденсата могут содержаться также различные твердые примеси (песок, кристаллы солей). Твердые частицы в газе разъедают и истирают оборудование и газопроводы, нарушают герметичность арматуры. Для очистки газа от жидких и твердых примесей у скважин устанавливают газосепараторы. По принципу действия различают газосепараторы гравитационные и центробежные (циклонные).
Гравитационные аппараты бывают вертикальные и горизонтальные.
Вертикальные гравитационные аппараты рекомендуют для сепарации газов, содержащих твердые частицы и тяжелые смолистые фракции, так как они имеют лучшие условия очистки и дренажа.
В гравитационном газосепараторе отделение твердых и жидких частиц от газа происходит в результате резкого снижения скорости движения струи газа и повороте ее на 180°.
Схема простейшего гравитационного сепаратора показана на рис. 3.13. В этом сепараторе газ из скважины поступает по входной трубе 1 (скорость газа в нем достигает 15 — 20 м/с) и при выходе из нее поворачивает вверх по выкидной трубе 2. При этом сокращается скорость струи и твердые частицы и капли жидкости оседают на дно сосуда. Скопившиеся примеси удаляются из сепаратора через штуцер 3.
Вертикальные сепараторы изготовляют диаметром 400 — 1650 мм, горизонтальные — диаметром 400—1500 мм при максимальном давлении 1 б МПа. При оптимальной скорости газа эффективность сепарации достигает 70 — 80 %. Опыт эксплуатации показал, что скорость потока газа на выходе не должна превышать 0,1 м/с при давлении 6 МПа. Из-за большой металлоемкости и недостаточной их эффективности гравитационные сепараторы применяют редко.
На рис. 3.14 схематически изображена работа циклонного сепаратора. Корпус циклона и патрубок для выхода газа образуют внутреннее кольцевое пространство. В нижней части выполнено отверстие для отвода осадка из циклона. При тангенциальном вводе газ в сепараторе приобретает в кольцевом пространстве и конусе вращательное движение, вследствие чего из газа выпадают механические взвеси (твердые и жидкие) и опускаются в сборный бункер. Газ с уменьшенной скоростью выходит через выходной патрубок.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 491;