Повышение эксплуатационной надежности работы пакера и расширение его технологических возможностей

ВВЕДЕНИЕ 5
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 7
1.1 Обзор и анализ технологических процессов нефтегазовой отрасли, в которых задействованы пакеры 7
1.2 Технологические особенности использования пакеров 10
1.3 Определение и постановка проблемы исследования 18
2 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ 19
2.1 Анализ условий работы и их влияния на выбор материалов и конструктивного исполнения пакеров 19
2.2 Повышение эксплуатационной надежности работы пакера и расширение его технологических возможностей 28
3 РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ 43
3.1 Расчет конструктивных параметров пакера 43
3.2 Расчет прочностных параметров пакера 46
4 МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ 50
5 ЦИФРОВАЯ 3D МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ПЕРЕТОКА МЕЖДУ ОТДЕЛЬНЫМИ ЗОНАМИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА 54
6 ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 62
6.1 Промышленная безопасность при проведении работ (эксплуатации оборудования) 62
6.2 Охрана окружающей среды 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 73

Весь текст будет доступен после покупки

В процессе бурения скважин, цементирования обсадных колонн, испытания и освоения продуктивных горизонтов, а также их эксплуатации возникает необходимость постоянного или временного разобщения скважин на отдельные участки.
Наиболее прогрессивной является технология разобщения пластов и изоляции обсадных колонн с помощью пакерных устройств. Например, доведение тампонирующей смеси до зоны поглощения через бурильные трубы, на конце которых установлен пакер, на 40-60% сокращает затраты времени и в 1,5?2,0 раза уменьшает расход материалов по сравнению с ранее применявшейся технологией, которая осуществляется без применения пакерных устройств.
Применение пакеров в горном деле известно давно.
В нефтяной промышленности, на ранних этапах развития, их применяли, в основном, для изоляции верхних вод, проникающих в скважину через дефекты обсадной колонны. В процессе инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий пакеры использовали при производстве опытных закачек жидкости с целью исследования скважин. Эти пакеры, работавшие на небольших глубинах при малых перепадах давлений, отличались простотой конструктивного исполнения и технологической схемы создания уплотнения.
За последние годы в разведочном и эксплуатационном бурении скважин достигнуты заметные успехи как в области конструктивного решения и технологии применения пакеров, так и в области теоретических исследований их работоспособности.
Например, в данное время множество нефтегазовых месторождений находятся на позднем этапе разработки и характеризуются высокой степенью обводненности продукции (более 70 %). К примеру, только по Самотлорскому месторождению из 1964 скважин не функционируют 685 (29,5 %), кроме всего прочего по причине высокой обводненности – 394 (55,6%). Аналогичная ситуация наблюдается на Усть-Балыкском и Мегионском месторождениях. В настоящее время почти 55 % добывающих скважин находятся в бездействии, консервации или пьезометрическом фонде. Итоги трассерных исследований, говорят о том, что главная причина высокой степени обводненности заключается в образовании высокопроводящих каналов фильтрации между скважинами, через которые нагнетают и скважинами, из которых добывают нефть или газ.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Обзор и анализ технологических процессов нефтегазовой отрасли, в которых задействованы пакеры

Испытание продуктивных горизонтов нефтяных и газовых скважин – для получения притока из перспективных пластов, изолированных па-кером, от остальной части скважи¬ны, создают различной величины депрессию, которая в зависимости от типа коллектора может приближаться по величине к пластовому давлению или да¬же равняться ему.
Так, например, в Башкирии испытания проводят при депрессиях на пласт 15,0?20,0 МПа. В Ставропольском крае, который по мас¬штабам и результатам применения ИП является одним из ведущих районов в нашей стране, продуктивные пласты нижнемелового возраста, вскрываемые в большинстве случаев на глубине 3000?3800 м на глинистом растворе плотно¬стью 1250?1300 кг/м3, испытывают при небольших депрессиях на пласт (10,0?15,0 МПа). При этом время выдержки на притоке колеблется в пределах 10¬60 минут, в зависимости от интенсивности притока. Отмечаются случаи, когда депрессию доводят порой до 25,0?30,0 МПа.
В Белоруссии и на Украине продуктивные горизонты испытывают в ос¬новном на скважинах глубиной 2000?4000 м и более. При этом депрессии на пласт достигают величин 27,0?30,0 МПа.
В общем случае величину создаваемой при испытании перспективных горизонтов депрессии на пласт Рпл, МПа, следует определять по формуле

(1.1)

где рпл – пластовое давление, МПа;
h – высота жидкости в бурильных трубах, на которых ИП опускается в скважину, м;
?ж – удельный вес этой жидкости, Н/м3.
При отсутствии точных данных пластовое давление рпл, МПа, в началь¬ный период испытания определяется по выражению

(1.2)

где m – средний коэффициент аномального пластового давления, величину ко¬торого принимают согласно рекомендациям вышеназванной работы;
L – расстояние от поверхности до середины фильтра (пласта), м;
?в – плотность воды, кг/м3.
Величину, определенную из формулы, нужно учитывать при выборе эксплуатационных параметров пакеров и разработке новых более совершенных конструкций.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Авторское свидетельство № 1148971 A1 СССР, МПК E21B 33/12. Гидромеханический пакер : № 3648783 : заявл. 04.10.1983 : опубл. 07.04.1985 / И. В. Роман, А. К. Арсеньев ; заявитель СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. – EDN CNJVRW.
2. Авторское свидетельство № 1479636 A1 СССР, МПК E21B 49/00, E21B 33/12. Пакер : № 4263676 : заявл. 18.06.1987 : опубл. 15.05.1989 / Б. Н. Леонов, В. В. Пустов ; заявитель ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ, ИСПЫТАНИЯ И КОНТРОЛЯ НЕФТЕГАЗОРАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН. – EDN VGKDEA.
3. Авторское свидетельство № 1663181 A1 СССР, МПК E21B 33/12. Пакер : № 4346188 : заявл. 21.12.1987 : опубл. 15.07.1991 / В. А. Парфиянович, О. В. Парфиянович ; заявитель ВСЕСОЮЗНЫЙ ПРОЕКТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКИЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ "ГИДРОПРОЕКТ" ИМ.С.Я.ЖУКА. – EDN HRTARB.
4. Авторское свидетельство № 295867 A1 СССР, МПК E21B 33/12. Гидравлический пакер : № 1344817/22-3 : заявл. 30.06.1969 : опубл. 12.02.1971 / В. И. Ванифатьев, К. А. Владимиров, А. А. Гайворонский [и др.] ; заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники. – EDN EUNRAF.
5. Авторское свидетельство № 300594 A1 СССР, МПК E21B 33/12. Устройство для создания перепада давления в пакере : № 1289787/22-3 : заявл. 16.12.1968 : опубл. 07.04.1971 / Г. С. Абдрахманов, В. И. Крылов, Б. С. Халаман ; заявитель Татарский нефтяной научно-исследовательский институт. – EDN NBAUWX.
6. Авторское свидетельство № 344105 A1 СССР, МПК E21B 41/00, E21B 33/12. Устройство для раздельной доставки рабочих жидкостей к месту установки в скважине гидравлического пакера : № 1248308/22-3 : заявл. 17.06.1968 : опубл. 07.07.1972 / В. И. Ванифатьев, К. А. Владимиров, А. А. Гайворонский [и др.] ; заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники. – EDN BLVUPZ.

Весь текст будет доступен после покупки