Что делать, если показатель нефтепродуктов в воде превышает. Нефть в скважине на воду


Мой колодец » Что делать, если показатель нефтепродуктов в воде превышает

Причины появления нефтепродуктов в воде

Вы правы, разгерметизация насоса может вполне быть причиной попадания нефтепродуктов в скважину. Нельзя, конечно, исключать и других причин испорченной воды, как вредительство соседей, слив масла из машины неподалеку, но если вы исключаете такую возможность, то причина кроется в насосе.

Какие причины появления

Обычно такие дефекты проявляются у центробежных насосов. В них некоторые движущиеся части двигателя находятся в картере заполненным маслом. При разгерметизации  масло попадает в питьевую воду, а вода попадает в двигатель и активно разрушает его.

Примечание. Необходимо срочно ремонтировать насос и чистить скважину. Если с первым все понятно, то с очисткой  скважины сложнее.

Сорбенты для очистки воды

Возможно, что разгерметизация произошла только внутри насоса, тогда достаточно его заменить или отремонтировать и через несколько прокачек запах уйдет. Если масло просочилось в скважину, то ее необходимо чистить:

  • Для чистки скважины и водопроводных труб не подойдут не механические не биологические методы.
  • Не стоит лить в скважину и бытовую химию, к запаху нефти добавится запах мыла.
  • Скважина имеет стенки, поэтому нефтепродукты в почву попасть не могли.
  • Значит, достаточно несколько раз откачать воду, чтобы концентрация масла снизилась.
  • Но чтобы прочистить и водопровод и стенки скважины следует использовать сорбент из мелкодисперсного активированного угля.
  • Наиболее популярным и доступным является кокосовый или каменный активированный уголь. Для очистки скважины необходимо применять его в виде порошка.

Совет. Можно применять и обычный древесный толченый уголь, лучше березовый. Но эффективность такого сорбента намного ниже. Повысить ее можно раскалив угли до красна и затушив водой. Так сделать несколько раз.

Способ очистки скважины

В скважину засыпаете уголь из расчета 1кг (можно больше) на 1куб. метр воды. Оставляете на сутки скважину без работы. Затем необходимо промыть всю систему. Для этого в самой последней точке водопровода, откуда вы забираете воду, например, рукомойник, подключите шланг. Второй конец шланга опустите в скважину. Включайте насос и промывайте систему.

Допустим в скважине доступно 2 куб. метра воды. Вы пользуетесь насосом с производительностью 60 литров в минуту. Значит, один цикл оборота воды займет около 30 минут. Добавьте время на наполнение бака и получите, что за 5-6 часов вода обернется 10 раз. Этого будет достаточно. На всякий случай, чтобы не сжечь насос делайте перерывы.

Чтобы вымыть  уголь несколько раз прокачайте систему, уже не сливая воду обратно в скважину.

 

moikolodets.ru

Бурение скважин на воду — Добыча нефти и газа

При бурении эксплуатационных скважин на воду для водоснабжения основной задачей является получение из данного водоносного комплекса необходимого количества доброкачественной воды. Эта задача зависит от гидрогеологических условий водоносного горизонта.

Учитывая небольшие глубины бурения и специфические условия вскрытия и освоения водоносных горизонтов на приток, а также существующую техническую характеристику бурового оборудования, применяющегося для бурения скважин на воду, здесь нельзя

полностью применить способы и приемы нефтяного бурения. Так, при бурении скважин на нефть осевую нагрузку создают из расчета 1Т на 1 мм долота, а скорость восходящего потока глинистого раствора борется равной 0,8—1,2 м/сек. При бурении скважин на воду перечисленные условия практически по могут быть использованы из-за технических данных применяемых буровых установок.

При установлении режима бурения скважин на воду необходимо исходить из реальных возможностей существующего парка буровых установок и того технологического процесса проводки скважины, которые уже частично выработаны буровыми организациями, осуществляющими работы по бурению скважин на воду буровыми установками типа УРБ-ЗАМ и УРБ-4ПМ.

Несмотря на то что указанные буровые агрегаты сконструированы и изготовлены применительно к требованиям геологопоисковых работ нефтяной промышленности и не могут в полной мере удовлетворить техническим условиям бурения скважин на воду, инженерно-техническими работниками треста Промбурвод внесен ряд конструктивных изменений, позволивших повысить эффективность применения этих станков при бурении скважин на воду больших диаметров роторным способом.

От количества и качества подаваемой в скважину промывочной жидкости зависит как скорость бурения скважины, так и ее окончание без осложнений и притока глубинных вод. В различных геологических условиях качество и характер промывочной жидкости изменяются. При бурении рыхлых неустойчивых пород, подверженных обвалам и оползням, применяется глинистый раствор, приготовленный из особых глин, не имеющих примесей песка. Когда водоносный пласт вскрывается глинистым раствором, необходимо, чтобы он был приготовлен из высококоллоидальной бентонитовой глины. При вскрытии и прохождении трещиноватых пород бурение значительно осложняется и для предупреждения поглощения раствора применяется промывочная жидкость повышенной вязкости. Плотные и устойчивые породы обычно разбуривают чистой водой, что способствует повышению эффективности работы долота, увеличению продолжительности его пребывания на забое, сокращению расхода глины и химических реагентов, удлинению срока службы трущихся деталей бурового насоса.

Чтобы обеспечить нормальную работу водоподъемного оборудования, ствол скважины крепят обсадными трубами, а пространство между наружной поверхностью обсадных труб и стенками скважины заполняют цементным раствором.

При бурении скважин на воду с применением глинистого раствора вследствие большого измельчения проходимых пород и глинизации стенок скважины не всегда можно точно отбить не только контактирующие поверхности водоносного пласта, но и сам пласт. В этом случае используют геофизические методы исследования скважин: влектрокаротаж, гамма-каротаж, БКЗ, отбор образцов пород грунтоносом. Только точно установленный водоносный пласт, точное определение литологии пройденных пород позволяют правильно подобрать тип фильтра для скважины и установить его против водоносного горизонта.

Электрокаротаж основан на определении электрического сопротивления горных пород при прохождении через них электрического тока. Этот метод исследования позволяет правильно выделить возможные коллекторы с пресной или минерализованной водой. Электрокаротаж позволяет установить место притока или место поглощения воды, что имеет большое значение в практике и технологии бурения скважины.

Значительное время занимает монтаж наземных сооружений (сборка вышки, установка бурового агрегата, монтаж его оборудования). Самоходные и передвижные буровые установки типа УРБ-ЗАМ представляют собой компактные транспортабельные установки, основные преимущества которых заключаются в том, что в процессе эксплуатации их можно быстро перемещать на новые точки бурения, так как все оборудование смонтировано на платформе автомобиля МАЗ-200.

Большой опыт и огромное количество скважин на воду, пробуренных на территории Советского Союза, требуют совершенно нового решения проблемы роста скорости при роторном способе бурения, улучшения процесса разглинизации водоносных горизонтов и удешевления стоимости сооружения скважин на воду. Основным, качественно новым направлением в развитии технологии бурения следует считать радикальное упрощение и облегчение конструкции скважин, которое должно осуществляться одновременно двумя путями.

1)            при бурении разведочно-эксплуатационных скважин необходимо отказаться от применения долот больших диаметров;

2)            в скважинах на воду (с дебитом до 10 м3/ч) необходимо полностью перейти на бурение скважин с малыми диаметрами. Реализация указанных направлений резко уменьшит расход металла (на обсадные, бурильные трубы и долота), цемента, топлива, глины и воды, а также ускорит и удешевит строительство скважин.

Похожие статьи:

РЭНГМ → Сборник задач по технике и технологии нефтедобычи. Мищенко Т.М.

РЭНГМ → Скважинная добыча нефти. Статическое и динамическое давление.

РЭНГМ → Транспорт нефти и газа-сбор и подготовка нефтепродуктов

РЭНГМ → Справочник мастера по добыче нефти. Бояров А.И.

РЭНГМ → Магистральные нефтепроводы

rengm.ru

Скопление пластовой воды на забое скважины. При — МегаЛекции

фонтанном способе эксплуатации первоначально нефть из скважины идет безводной. Однако со временем вместе с нефтью из пласта в скважину поступает пластовая вода. Для уменьшения содержания воды в нефти и продления безводного периода фонтанирования в скважинах сокращают суточный дебит нефти. Но при уменьшении дебита нефти уменьшаются скорости подъема жидкости по стволу скважины, в результате чего часть воды не выносится вместе с нефтью на поверхность, а постепенно скапливается на забое, что приводит к увеличению забойного давления, снижению дебита скважин, а затем к прекращению фонтанирования. Для предупреждения скопления воды на забое и обеспечения выноса ее на поверхность за счет увеличения скорости подъема жидкости из скважины спускают НКТ до забоя.

Иногда для удаления скопившейся воды на забое используют передвижной компрессор. При нагнетании компрессором газа в затрубное пространство скопившаяся на забое вода выносится струей жидкости через НКТ, и скважина вновь начинает фонтанировать. О скоплении воды на забое скважин узнают по уменьшению давлений в НКТ и затрубном пространстве, которые контролируются манометрами.

Образование смоло-парафинистых отложений.Нефти по своему углеводородному составу разнообразны. В то же время нефти многих нефтяных месторождений содержат в своем составе смоло-парафиновые вещества, представляющие из себя сложную смесь высокомолекулярных углеводородов: парафина, смол, асфальтенов.

В группу парафинов входят твердые углеводороды от СпН3б до C7iHi44. Плотность парафина в твердом состоянии колеблется от 865 до 940 кг/м3. В пластовых условиях парафины чаще всего находятся в растворенном состоянии в нефти.

В процессе подъема нефти и газа от забоя до устья скважины и в поверхностных коммуникациях непрерывно меняется температура и давление. В результате этого нарушается равновесие в системе «нефть - растворенный в ней газ - растворенные в нефти смоло-парафиновые вещества». Нефть в процессе подъема постепенно теряет часть газа и становится из-за этого более тяжелой. Вязкость ее увеличивается, а растворяющая способность по отношению к тяжелым углеводородам и примесям снижается, так как уменьшается содержание в ней легких жидких углеводородов, обладающих значительными растворяющими способностями. Одновременно снижается температура нефти из-за потери тепла от нефти через НКТ и эксплуатационную колонну в окружающие скважину горные породы, а также за счет выделения из нефти газа. Причем охлаждение нефти вследствие выделения газа при высоком газовом факторе значительно больше, чем за счет теплоотдачи в окружающие горные породы. Эти два фактора (охлаждение и выделение газа) являются главными причинами выпадения из нефти смоло-иарафиновых веществ. Парафины начинают выпадать на стенках НКТ, выкидных линиях и во всех нефтепромысловых коммуникациях.

В НКТ отложение парафина начинается от точки начала его выпадения до устья скважины, а часть мелких частиц парафина остается во взвешенном состоянии и выносится потоком жидкости на поверхность. Частички парафина, выпадая из нефти в НКТ, слипаются вместе с одновременно выпадающими из нефти смолами и асфальтенами и, образуя липкие комочки твердых углеводородов, которые осаждаются на шероховатых стенках НКТ, уменьшают их сечение, вплоть до полного перекрытия. Отложения парафина в НКТ приводят к значительному сокращению внутреннего сечения и, соответственно, к увеличению сопротивления газонефтяному потоку. Вначале за счет этого снижается дебит нефти и снижается буферное давление, а затем, если не принимать мер, происходит полное перекрытие сечения НКТ и, как следствие, прекращение фонтанирования.

Выпадение парафина из нефти начинается при определенной для данной нефти температуре, которая называется температурой кристаллизации. Температура кристаллизации парафина бывает разной для разного состава нефтей и состава парафиновых фракций.

Температура плавления парафинов колеблется от 30° до 70° С. Для парафинистых нефтей Урало-Поволжья (Самарская, Пермская, Оренбургская области, Татария, Башкирия, Удмуртия) температура, при которой начинается отложение парафина на стенках НКТ, составляет 15°-35° С. А на месторождениях полуострова Мангышлаг наблюдается выпадение парафина в пластовых условиях, причиной этому служит то, что температура кристаллизации там близка к начальной пластовой температуре. Незначительное охлаждение пласта при закачке холодной воды приводит к частичной кристаллизации парафина в пласте, что является причиной ухудшения фильтрации в продуктивном пласте, снижению дебитов и, в конечном итоге, к низким коэффициентам нефтеизвлечения.

Толщина отложений парафина на внутренней поверхности НКТ увеличивается от забоя к устью при снижении температуры и выделении газа из нефти. На нефтяных месторождениях Урало-Поволжья отложение парафина в НКТ начинается на глуби-

не 500—400 м. Максимальная толщина отложений происходит на глубине 250-500 м. Ближе к устью скорости движения газожидкостной смеси достигают наибольшей величины, и парафин откладывается в НКТ значительно меньше, т.к. большие скорости струи жидкости выносят парафины на поверхность. Причиной интенсивного отложения парафина на внутренней поверхности НКТ служит ряд факторов:

- шероховатость внутренней поверхности НКТ, которая содействует выделению газа из нефти и ее охлаждению;

- снижение растворимости парафина в тяжелых нефтях и, соответственно, повышение интенсивности выпадения парафина в таких нефтях;

- скорость потока газожидкостной смеси. Чем ниже скорость потока нефти и газа, тем выше интенсивность выпадения парафина;

- концентрация смоло-парафиновых соединений в нефти. Чем выше концентрация, тем больше откладывается парафин на стенках НКТ;

- наличие механических примесей в потоке нефти и газа, которые являются центрами кристаллизации парафина;

- величина снижения давления в потоке нефти и газа. Чем больше перепад давления, тем интенсивнее выделяется газ из нефти, в результате чего снижается температура потока нефти. Кроме того, при разгазировании нефти выделяются легкие фракции, которые являются хорошими растворителями парафиновых соединений;

- наличие воды в нефти. Ввиду того, что поверхность металла лучше смачивается водой, чем нефтью, между потоком нефти и внутренней поверхностью НКТ образуются тонкие гидратные слои, на которых парафин не откладывается.

Нормальная эксплуатация фонтанных скважин, из которых добывается парафинистая нефть, невозможна без своевременного удаления отложений парафина со стенок НКТ или без проведения профилактических мероприятий, позволяющих предотвращать выпадение парафина на стенках НКТ. С целью предотвращения

отложений парафина и создания нормальных условий работы фонтанных скважин применяют различные способы, к ним относятся:

1. Механические способы.

а) Периодический спуск (в зависимости от интенсивности отложений) в НКТ металлических скребков. Наибольшее применение в промысловой практике получил металлический скребок переменного сечения с раздвижными ножами. Скребки спускают в НКТ на стальной (d = 1,8 мм) проволоке. Спуск их вниз осуществляется под действием подвешиваемого к ним специального груза (10-12 кг), а вверх скребки поднимаются лебедкой. Очистка парафина скребками осуществляется при работающей скважине. На устьевой арматуре скважины монтируется лубрикатор с сальником для пропуска стальной проволоки и роликом. Длина лубрикатора делается из расчета, чтобы в него полностью вмещались скребок с грузом (рис. 70). ]

Рис. 70. Устьевой сальник-лубрикатор с роликом

Ножи скребка во время подъема раздвигаются под действием силы тяжести и трения о стенки труб, диаметр их окружности становится на 2-3 мм меньше внутреннего диаметра НКТ. При спуске скребка подвижные ножи, смещаясь по прорезям, сближаются так, что их наружный диаметр становится на 15-20 мм меньше, чем во время подъема. При подъеме скребка парафин срезается ножами скребка со всей поверхности НКТ. Для спуска и подъема скребков используются автоматизированные депарафинизационные установки (АДУ), которые состоят из лебедки с электродвигателем и станции управления, устанавливаемые в специальных скребковых будках. Последней конструкцией является АДУ-3, работающая автоматически, без вмешательства человека. Спуск скребков на определенную глубину и их подъем осуществляется по заданной программе.

б) Подъем запарафиненных НКТ на поверхность, очистка их от парафина (механическими скребками или с помощью прогрева паром) и спуск их в скважину.

в) Применение автоматических летающих скребков. Ввиду частых отказов эти скребки не нашли широкого применения.

2. Тепловые способы.

а) Прогрев НКТ с помощью закачки острого перегретого пара в затрубное пространство скважины. Острый пар нагнетается в затрубное пространство скважины (t = 300° С), трубы разогреваются, парафин плавится и выносится потоком нефти на поверхность. При этом нагретой струей нефти расплавляется парафин и в выкидных линиях. Прогрев паром осуществляется при работающей скважине.

б) Прогрев НКТ и удаление с их внутренней поверхности парафина путем закачки в скважину подогретой до 120°-150° С нефти.

3. Применение НКТ с покрытием их внутренней поверхности стеклом, эмалью или эпоксидной смолой. Этот способ считается наиболее эффективным. Парафин выпадает на покрытые лаком или смолой поверхности НКТ в небольшом количестве, слабо удерживается на ней и легко смывается потоком нефти.

НКТ, покрытые внутри стеклом, лаком или смолой, обладают стойкостью против кислот, щелочей, агрессивных пластовых вод, поэтому они не только препятствуют отложению парафина, но и защищают металл труб от коррозии.

4. Применение растворителей.

При этом способе насосами-дозаторами в затрубное пространство при работающей скважине закачивают легкие углеводороды (конденсат, нестабильный бензин), ПАВ или другие химические реагенты. При закачке легких углеводородов па-

рафин растворяется и выносится струей нефти на поверхность.

Сущность применения химических реагентов заключается в гидрофилии. Введенные в поток ПАВ адсорбируются на твердых частицах парафина. Благодаря адсорбции химических реагентов на внутренней поверхности НКТ и на кристаллах парафина образуется тонкая защитная гидрофильная пленка, которая препятствует росту кристаллов и их отложению в НКТ.

В процессе эксплуатации обводненных скважин происходит отложение солей в призабойной зоне пласта, на забое скважины и в НКТ.

В пластовой воде содержатся растворимые (СаС12, MgQ2, NaCl) и нерастворимые (СаСО3, Mg CO3, CaSO42h3O, MgSO4, BaSO4, CaSiO3, Mg SiO3 и т.д.) соли. Образование и отложение этих солей происходит в результате нарушения карбонатного равновесия, обусловленного снижением температуры и давления. При наличии в пластовых водах одновременно ионов Са2+, Mg2+ и НСО3 образуются непрочные бикарбонаты кальция и магния:

(79)

(80)

Равновесие их поддерживается растворенным в воде углекислым газом. При движении газожидкостной смеси давление в фонтанных скважинах снижается, из воды выделяется углекислый газ и образуются осадки карбонатных солей:

(81)

(82)

При снижении температуры потока выпадение солей из раствора замедляется. Таким образом, падение давления газожидкостной смеси в трубах интенсифицирует образование осадков солей, а снижение температуры, наоборот, тормозит этот процесс. Однако при снижении давления сдвиг реакции вправо происходит более интенсивно, чем сдвиг реакции влево при снижении температуры.

В этом заключается основная причина отложения солей в скважинах. Борьбу с отложениями солей в скважинах ведут химическими и механическими методами.

Борьбу с водонерастворимыми отложениями карбонатных солей СаСО3 и MgCO3, сульфатных солей CaSO4 и MgSO4 ведут с помощью дозирования в межтрубное пространство растворов гексаметофосфата натрия (КаРО3)б и триполифосфата натрия, расход реагентов не превышает 0,1 мас.% от добываемой минерализованной воды. Борьба с отложениями карбонатных солей ведется с использованием 12-15% раствора соляной кислоты:

(83)

Для удаления отложений сульфатных солей применяют раствор каустической соды:

(84)

ь! Сульфат натрия Na2SO4 хорошо растворяется в воде. А гидроокись кальция Са(ОН)2 представляет собой рыхлую массу, которая частично выносится потоком, а частично разрушается при соляно-кислотной обработке:

(85)

В промысловой практике нередки случаи, когда отложения гипса с содержанием сульфата бария полностью закрывают НКТ и обсадные трубы.

Такие трубы поднимают и сдают в металлолом, т.к. они непригодны для дальнейшего использования. А призабойную зону скважины разбуривают и делают химическую обработку с использованием каустической соды и соляной кислоты.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

Разновидности скважин воды

Пользоваться водой из недр вместо центрального водоснабжения не только выгоднее, но и полезнее. Она не проходит длительного пути через старые трубы, которые давно заросли различными отложениями. Пробить скважину можно легко в собственном дворе, в некоторых случаях это становится возможным в подвале или погребе. Чтобы знать, какую выбрать, необходимо различать виды скважин на воду. В статье будут рассмотрены все доступные варианты скважин, а также методы из бурения.

Какие источники под землей

В больших городах воду в дома и квартиры подают не из подземных источников, а из водохранилищ. Жидкость проходит несколько ступеней очистки, которые часто бывают небезопасными. Именно поэтому периодически воду хлорируют. Но совсем другое дело питаться из источников, которые залегают глубоко под землей. Грунт не является однородным, если посмотреть на него в срезе, то можно заметить различные пласты, которые наслаиваются один на другой. В этих слоях присутствуют и водяные прослойки, их называют водоупорами, т. к. они находятся в зажатом состоянии. В некоторых случаях верхним слоем над водоупором может быть песок или другой рыхлый грунт. При этом происходит перетекание части воды в этот слой, который называется водоносным горизонтом. Вода дополнительно фильтруется и может быть использована. Как правило, такие горизонты находятся на небольшой глубине, поэтому над ними можно соорудить колодец или небольшую скважину.

Верховодка

Колодцы и небольшие скважины часто берут свою воду из верховодки. Такие пласты залегают на небольшой глубине. Чаще всего она не превышает восьми метров, а в некоторых случаях может доходить и до двух. Обычно это небольшие по площади горизонты, которые есть не в каждой местности. Недостатком верховодки является возможность попадания в нее различных химических веществ и выбросов. Это связано с тем, что над ней нет требуемого количества фильтрующих слоев, поэтому не происходит достаточной очистки. Не рекомендуется использовать верховодку в тех местностях, где в больших количествах используются удобрения или есть производственные мощности.

Запасы верховодки не пополняются за счет более глубоких пластов. Основным источником служит дождевая или талая вода, которая смывает с собой всю грязь. Проблемы с колодцами и скважинами, которые пробиты до верховодки наблюдаются в жаркий период, когда уровень сильно падает. Вода из таких источников отлично подходит для технического использования. При отсутствии источников загрязнения и установленном фильтре подойдет и для употребления в пищу.

Грунтовка

Грунтовые воды вместе с верховодкой часто создают проблемы во время обильных дождей. Часто подвалы и погреба затоплены именно этими водами. Связано это с небольшой глубиной залегания. Находятся грунтовые воды глубже, чем верховодка. В некоторых случаях глубина их залегания достигает 20 метров. Большинство колодцев и скважин, которые предназначаются для питьевой воды, роют на глубину грунтовых вод. Этому есть два объяснения. Одно из них заключается в том, что слой грунта над таким источником больше чем над верховодкой. Это означает, что вода проходит лучшую фильтрацию. Другой момент заключается в том, что часто грунтовые воды залегают над большим водоупором, который находится ближе всего к поверхности.

Обратите внимание! В отношении грунтовых вод наблюдаются такие же сложности с уровнем, как и с верховодкой. Он зависит от сезонных особенностей.

Источники между пластами

Горизонты воды, которые находятся между пластами, по качеству значительно лучше, чем верховодка и грунтовые воды. Глубина, на которой можно найти межпластовые горизонты находится ниже отметки в 20 метров, а в некоторых местностях может достигать и 80 метров. Поэтому пока вода проходит через все пласты, она хорошо очищается. Чаще всего такой горизонт находится в рыхлой почве и заключен в замок из водоупорных слоев, которыми может выступать глина. При бурении его необходимо вскрыть и остановится в нем, не углубляясь до дна слоя. В земляном пироге таких водоносных слоев может быть несколько на различной глубине.

Некоторые из таких пластов имеют выход на поверхность. Они образуют бьющие родники с чистой водой. Количество воды в таком слое может быть небольшим, поэтому при бурении приходится выбирать наилучший доступный вариант. Водоупорные слои постоянно давят на водоносный слой, это создает определенное напряжение в жидкости. Поэтому при бурении скважины она самостоятельно поднимается до некоторого уровня, что упрощает ее дальнейший подъем на поверхность. В некоторых случаях при пробитии водоупорного слоя может наблюдаться биение родника, т. е. вода сама поднимается по скважине на поверхность. Если ее количество велико, то можно использовать только центробежный насос, который будет доставлять ее от скважины в дом.

Артезианская

Возможно, при мысли об артезианской скважине в воображении возникает бурный поток, который вырывается на поверхность под большим давлением. В некоторых случаях это действительно так и бывает. Но в своем большинстве артезианской водой называется источник, который находится на глубине свыше ста метров. Из-за определенного уровня залегания, а также водоупорных пластов, которые с огромной силой давят на источник, жидкость поднимается на значительную высоту без использования насосного оборудования. Такие источники считаются самыми чистыми. Это объясняется тем, что пока жидкость, которая пополняет ее, пройдет всю дистанцию, она успеет преодолеть несколько уровней очистки. Разработка артезианских источников является самой дорогой. Поэтому пробить такую скважину у себя во дворе сможет не каждый. Чаще всего разработка ведется для коммерческих целей, например, для компаний, которые занимаются продажей минеральной воды.

Обратите внимание! В местностях, которые находятся во впадинах есть большая вероятность того, что артезианский источник будет залегать на меньшей глубине. Известны случаи, когда было достаточно пробурить скважину на 20 метров.

Какие бывают скважины

Типы скважин отличаются от того, из какого пласта они поднимают воду на поверхность. Ниже уделено внимание каждой из них.

Скважина для разведки

Предназначение такой скважины становится понятным из ее названия. Чаще всего она используется в тех местностях, в которых ранее не выполнялось бурение и неизвестно, какие слои и на каких глубинах залегают. Обычно используются буровые установки с вращательным способом бурения. При этом шахта скважины не отличается большим диаметром. Затраты на такое бурение значительно меньше, чем на изготовление классической скважины. Во время такого бурения в зависимости от глубины удается выяснить количество и качество водоносных горизонтов. Перед бурением основной скважины, можно заказать разведывательное бурение, которое окажется дешевле, чем еще одна скважина.

Скважина-игла

Это самый простой вариант, который можно пробить без посторонней помощи. Абиссинские скважины могут быть использованы только в тех местностях, где есть близкое залегание верховодки или грунтовых вод. Обычно глубина, на которую устанавливается игла составляет 8 метров. В некоторых случаях она достигает 25 метров. Для бурения такой скважины понадобится труба, которая одновременно будет выступать и обсадной. Можно использовать патрубки с диаметром в 2 дюйма. На конец одного из них монтируется специальный конус или труба сплющивается, чтобы ее край легче проходил через пласты. Выше конуса сверлятся отверстия с диаметром в 6 или 8 мм. Они располагаются в шахматном порядке. Через них вода будет попадать в трубу. Можно сделать прорези шириной в толщину диска болгарки и длиной в 3 см.

Вокруг отверстий или прорезей монтируется металлическая фильтрующая сетка. Она не будет пропускать в ствол крупные частички земли или песчинки. Забивание трубы производится бабкой. Для этого необходимо соорудить небольшой помост, на котором будет находиться рабочий, а также направляющую для трубы. Как только патрубок входит в землю до предельной глубины, к нему приваривается или прикручивается следующий отрезок и процесс продолжается до момента достижения уровня воды. Периодически его можно промывать, используя насос или сжатый воздух, который будет поднимать воду из недр. Как только горизонт достигнут, производится подключение насоса и прокачка скважины до появления чистой воды. После этого можно производить ее обустройство.

Скважина до фильтрующей основы

Фильтрующей основой могут выступать пористые слои, такие как песок или галька. Полноценная скважина должна достигать именно таких слоев. Такую скважину еще называют песчаной. Для ее пробития не подойдет способ, который описывался выше. Понадобятся более производительные и сложные установки. Она может быть разборной или установленной на транспортное средство. С помощью небольших бурильных установок изготовление скважины происходит методом шнекового бурения. Благодаря форме шнека отработанный грунт автоматически поднимается на поверхность. При этом удается достичь глубины в 40 метров. Но это касается только тех грунтов, где не встречаются камни и другие преграды. Для более сложных видов грунтов может использоваться роторное или ударное бурение.

Первый вид обеспечивается установкой, которая похожа на ту, которая подготавливает скважины для добычи нефти. На конце бура находится шарошка из нескольких металлических элементов, которая с легкостью перемалывает прочные составляющие в пластах грунта. Скорость прохождения у такой установки высокая, поэтому скважина может быть изготовлена за день или два. Если есть необходимость экономить, тогда изготовить скважину можно ударным методом. Для этого используется специальное приспособление, которое было позаимствовано у китайцев. Оно представляет собой полую трубку с грузом на верхнем торце. Конец трубки имеет заточенные острия. Приспособление просто сбрасывается с высоты в скважину. Оно легко пробивает камни и известковые породы.

Для извлечения измельченного грунта понадобится желонка. Это также небольшой отрезок металлической трубы с клапаном. Он открывается, когда усилие на него оказывается снизу и закрывается, когда пласт давит сверху. Изготовление скважины таким методом потребует наличия электрической лебедки, а также помощника. На это уйдет много времени. После пробоя скважины до требуемого уровня ее необходимо обустроить. Для этого производится монтаж обсадной трубы с отверстиями, через которые будет поступать вода в шахту. Как и в случае с абиссинской скважиной, на трубу монтируется фильтрующая сетка. В нее погружается глубинный насос, которым необходимо произвести прокачку, а уже потом разводить всю систему.

Срок службы такой скважины может достигать пяти и больше лет. Но по производительности она может не дотягивать до требуемого уровня. При хорошем раскладе скважина будет выдавать до кубического метра в час воды. Диаметр шахты скважины будет зависеть от того, какая производительность водоносного слоя или его дебет. При постоянном использовании обслуживание скважине понадобится нескоро. Если вода из нее берется только в сезон, то фильтр из сетки на конце может быстро заилиться.

Артезианская

Артезианская скважина изготавливается теми же методами, что и скважина на песок. Но в этот список не попадают шнековые буровые установки. Это связано с тем, что артезианские воды залегают в известковых породах, которые обладают большой твердостью. После бурения может быть смонтирована одна или две обсадные трубы. Однотрубная система требуется в тех случаях, когда нет прослоек глины. При этом монтируется металлическая труба с диаметром 15,9 см или 13,3 см. При наличии прослое глины, кроме металлической трубы, понадобится еще и пластиковая, которая помещается внутрь стальной.

Для артезианских скважин не требуется сооружение сетчатого фильтра. Вода поступает напрямую из водоносного слоя без участия песчаных прослоек. Известняк прекрасно обеззараживает воду от болезнетворных организмов и веществ. Дебет такой скважины может достигать 4 кубических метров в час, чего хватит на большое хозяйство. При этом в артезианских скважинах не требуется периодическая регулировка высоты насоса. Зеркало воды поддерживается на определенном уровне. Артезианская скважина требует обустройства в виде кессона или приямка. Это позволит защитить ее от попадания грунтовых или дождевых вод, которые бы загрязнили ее.

Скважина для промышленного использования

Бурение скважин на воду для промышленного использования отличается большей сложностью. Глубина, на которую совершается проходка может быть большей. Кроме того, диаметр самой скважины в два раза превышает обычную. Одновременно могут быть изготовлены несколько шахт, чтобы увеличить подачу. Используется высокомощное насосное оборудование, которое способно выдать 100 и больше кубических метров в час. Сооружение такой скважины требует большего времени составления пакета документов с разрешениями от различных служб. Видео о промышленном бурении можно посмотреть ниже.

Резюме

Выбор скважины для собственного пользования будет зависеть от количества и качества водоносных горизонтов. Кроме того, важно знать, есть ли в конкретной местности ответственные подрядчики и какое оборудование они используют. При изготовлении скважины на заказ важно заключить договор с исполнителем, который позволит урегулировать различные разногласия и определит ответственность и обязанность сторон.

bouw.ru

Основы вертикально-раздельной добычи нефти и воды и обводнившихся скважин

  1. Основы  технологии вертикально-раздельной эксплуатации обводненных  скважин (ТВР)

      В настоящее время большая часть  нефтяных месторождений России характеризуется  высокой и постоянно увеличивающейся  обводненностью добываемой продукции, которое ставит под угрозу продолжение рентабельной эксплуатации основных обустроенных объектов добычи нефти, дающих сравнительно невысокий коэффициент нефтеизвлечения. Понятно, что себестоимость добычи нефти на них - высока, в т.ч. и из-за дополнительных затрат, связанных с добычей из скважины совершенно ненужного продукта - воды. При этом в процессе добычи дополнительно производят работы:

    - создание водонефтяной эмульсии  из раздельно существующих в  скважине нефти и воды;

    - разделение  водонефтяной эмульсии на нефть и воду на поверхности и закачку воды обратно под землю.

    Почему  же сложилась такая ситуация? Зачем  вода сначала откачивается из скважины, а потом снова закачивается?

    Во  многом, это объясняется сложившимся  представлением, что из перфорированного интервала обводненного продуктивного пласта в скважину сразу поступает водонефтяная эмульсия, которую (увы!) приходится качать.

    Так ли это? Нет, не так.

    В скважине отсутствуют  условия образования  эмульсии! Через перфорированный интервал в скважину поступает отдельно - вода (обычно - низ перфорации), отдельно - нефть (верхняя часть перфорации). Вода опускается к забою и собирается там, нефть поднимается к насосу , который ее откачивает.

    Граница "нефть-вода" со временем поднимается до глубины входа в насос и при работе скважины в стационарном режиме стоит там. При этом выше входа в насос в межтрубье стоит нефть, а ниже - вода, сквозь которую с большой скоростью несутся вверх глобулы нефти;  

         

    Существуют  ли промышленные технологии, исключающие упомянутые работы? 

    За  рубежом такие направления успешно разрабатывается уже более 10 лет. И в России запатентовано большое количество идей и решений, основанных на раздельной прокачке нефти и воды.

    Предлагается, например, откачивать на поверхность  нефть и воду поочередно по одной  трубе, используя скважинные устройства автоматического переключения  вертикальных потоков. И по двум трубам - двумя насосами.  

    В некоторых случаях используют довольно интересное решение (см. рис справа), в котором на одном валу двигателя устанавливаются два насоса: один качает воду в нижний изолированный  пласт, а второй откачивает на поверхность воду и нефть. Такая конструкция позволяет уменьшать содержание воды в продукции скважины.

    Например, если в скважину на каждые 10 л нефти  поступает 90 л воды, то, при  насосах с одинаковой производительностью, 50 л воды закачивается в нижний пласт, а вверх откачивается водонефтяная эмульсия, содержащая уже не 10 %, а 20% нефти.   

      

    Предлагается  откачивать нефть на поверхность, а  воду закачивать в пласт  штанговым двухтактовым насосом (рис. слева).

    Принцип его работы заключается в том, что при движении поршня вниз в  рабочий объем выше поршня закачивается нефть с небольшим количеством  воды, а из рабочего объема ниже поршня выдавливается в нижний пласт  вода. И наоборот, при движении поршня вверх в рабочий объем  ниже поршня закачивается  вода, а из рабочего объема  выше поршня выдавливается вверх нефть с небольшим количеством воды.  

    Но  широкого практического распространения  эти технические решения не получили. В большой степени из-за того, что не удается надежно определять в скважине, где находится граница раздела компонентов "вода-нефть". Соответственно, не удается обеспечивать стабильную раздельную откачку нефти и воды при изменении обводненности продукции в скважине.   

    Решить  эту задачу можно, если вести постоянный мониторинг глубины водонефтяной границы, а для раздельной откачки нефти и воды использовать раздельные насосы. Тогда, имея точное значение глубины границы "вода-нефть", можно управлять производительностями насосов, предназначенных для откачки нефти и воды, обеспечивая положение этой границы между входами насосов. Нефть и вода будут откачиваться, не смешиваясь друг с другом.  

    Например, можно воду откачивать в изолированный  принимающий пласт (на рисунке показана закачка в нижний пласт, можно и в верхний), а нефть откачивать на поверхность насосом или фонтанным способом, если позволяет скважина.

      Можно  воду и нефть, откачивать на поверхность  по двум колоннам НКТ.   

    Постоянно измерять глубину границы "вода-нефть" можно, постоянно находящимися в скважине измерителями: либо перемещающимися по исследуемому интервалу, либо стационарно установленными. 

    Первый  способ позволяет измерять с высокой точностью измерения параметров по глубине, что позволяет легко измерять глубину границы  "вода-нефть", например, измеряя с помощью стандартного скважинного манометра распределение плотности жидкости по глубине. Отметим, что определение положения границы "вода-нефть" при этом от стабильности метрологических характеристик манометра практически не зависит. Она в любом случае будет определяться с погрешностью  менее 2-3 метров. 

    Естественным  недостатком этого способа является необходимость обеспечения перемещения  измерительного прибора по глубине, т.е. необходимо постоянное или периодическое  присутствие на скважине какого-то движетеля для подъема/спуска геофизического кабеля, на котором висит прибор. Да и самом перемещение кабеля в скважине, где установлены трубы НКТ - тоже часто становится затруднительным.   

    Второй  способ - стационарно установленные в скважине измерители. Сейчас они не являются редкостью.

    Например, границу раздела "вода-нефть" можно  определять по характерной локальной  термограмме, измеряемой  волоконно-оптическим распределенным термометром. Можно  определять границу раздела "вода-нефть",  измеряя распределение плотности жидкости в интервале между насосами с помощью двух манометров, имеющихся в составе стандартных ТМС насосов. 

Примечание.

При скважинном мониторинге  особенно важное значение приобретает  выполнение основополагающего в науке измерений положения: погрешности измерителя за время его  эксплуатации в течение времени межповерочного интервала не должны выходить за пределы паспортных значений. Причина проста - очень большой межповерочный интервал измерителей, определяемый тем фактом, что провести очередную поверку возможно только  после того, как измеритель достанут из скважины.

Важность этого положения можно увидеть из примера измерения глубины границы "вода-нефть" по распределению плотности по глубине. Если, например,  прибор через полгода работы в скважине прибор будет показывать не истинное значение давления, а больше или меньше на 0,1 % от верхнего предела измерений в 60 МПа (это реальные величины погрешностей и предела измерений скважинных манометров), то соответственно, положение границы "вода-нефть"  будет определяться с погрешностью в 20 - 30 м (в зависимости от различия плотностей нефти и воды)!  

    Таким образом реализуется технология вертикально раздельной эксплуатации обводненных скважин, в которой запатентован принцип постоянного мониторинга глубины границы "нефть-вода" в обводненных скважинах и, соответственно, раздельная откачка нефти и воды.

    Крайне  важным результатом вертикально  раздельной эксплуатации скважины является тот факт, что откачка нефти и воды производится раздельно, т.е. потоки являются однокомпонентными. И появляется возможность установить непосредственно в скважине существующие измерители расходов: турбинные, вихревые, термоанемометрические и, разумеется, по перепаду давления на сужающем устройстве.

  1. Теоретические основы применения технологии вертикально-раздельной эксплуатации обводненных  скважин для обеспечения  режима фонтанирования.
 

 Одна из причин прекращения фонтанирования нефтяных скважин в обводняющихся месторождениях – вода, притекающая из нижних слоев продуктивного пласта и накапливающаяся  в стволе.

      Рост  водяного столба приводит к увеличению давления на забое, уменьшению депрессии  на пласт и уменьшению притока  в скважину. Обычно плотность воды в скважине на 0,25…0,3 г/см3 больше плотности нефти, поэтому каждые 100 м водяного столба дают дополнительный (по сравнению с нефтяным столбом) рост давления на забое соответственно в 2,5…3 атм.   

      Поскольку режим фонтанирования скважин на поздних стадиях эксплуатации обуславливается кинетической энергией газовых пузырьков, высвобождающихся из нефти и всплывающих в стволе скважины (естественный газлифт), то уменьшение притока нефти в скважину ведет к уменьшению поступающего газа и прекращению фонтанирования.

      Отсюда  следует, что для увеличения длительности периода фонтанирования необходимо проводить постоянную откачку воды с забоя.

      Реализация технологии вертикально-раздельной эксплуатации многопластовых скважин предусматривает отбор нефти на поверхность и закачку воды насосом в нижний пласт. При этом система мониторинга работы скважины измеряет положение границы раздела «вода-нефть», и изменением производительности насоса и оборудования, добывающего нефть, граница раздела «вода-нефть» устанавливается на нужную глубину в скважине.

      Для решения рассматриваемой задачи фонтанирования обводненной скважины требуется:

  1. обеспечить снижение границы «вода-нефть» ниже уровня, при котором прекращается фонтанирование;
  2. изменяя положение этой границы, т.е., регулируя объем добычи нефти, обеспечить стабилизацию режима фонтанирования.

      Это вполне обеспечивается возможностями  технологии вертикально-раздельной эксплуатации.

      Вариант обустройства скважины показан на рисунке.

      В скважине установлена сборка НКТ 1, по которой фонтанирующая нефть идет на поверхность, насос 2, закачивающий воду в нижний пласт . Насос установлен в пакере 3, питание насоса осуществляется по кабелю 4, в котором установлено оптическое волокно.  

      Работа  происходит следующим образом.

      В нефонтанирующей скважине вода насосом  закачивается в нижний пласт. При  этом уровень жидкости в НКТ опускается, уменьшается давление на забое, создается  депрессия на пласт, и начинается раздельный приток нефти и воды в  скважину, т.е. входящая вода сразу опускается вниз, а нефть войдя в скважину, глобулами поднимается в столбе воды вверх, образуя там границу "нефть-вода". При достижении определенного уровня жидкости в НКТ скважина либо сама переходит в режим фонтанирования, либо ее переводят принудительно внешним газлифтом.

      После этого в процессе откачки нефти  фонтанирующим способом изменяя  производительность насоса, закачивающего  воду в нижний пласт, управляют (!) положением границы «нефть-вода», поддерживая  давление на забое скважины на требуемом уровне, т.е., задают требуемые объемы притока из продуктивного пласта в скважину.

      Положение границы «нефть-вода» определяют, например, по положению локальной  термоаномалии регистрируемой распределенным волоконно-оптическим термодатчиком.

      Кроме того, с помощью этого же оптического волокна измеряют распределение по НКТ акустического шума потока и определяют глубину 5 (см. рисунок), на которой происходит выделение растворенного газа в свободное состояние. Эта глубина будет характеризоваться резким  повышением шума в большом диапазоне частот (т.н. "белый шум"). Локализация глубины выделения свободного газа с точностью до 10 м возможна из-за того, что связка НКТ изготавливается из отрезков 10-метровых труб, соединенных муфтами 6. Максимум шума выделения газа в НКТ будет сосредоточен только по длине того отрезка НКТ, где он создается. Выше и ниже этой трубы интенсивность шума будет меньше, т.к. резьбы на муфтах, соединяющих трубы НКТ, являются серьезным препятствием для прохождения по трубам НКТ акустического сигнала.

stud24.ru