Манифольд служит для обвязки агрегатов со скважиной при проведении грп
Обновлено: 07.07.2024
Манифольд высокого давления для ГРП
Манифольд высокого давления (СВД) предназначен для сборки блока или линий манифольда и трубной обвязки скважины для соединения насосных установок при гидроразрыве пласта, гидропескоструйной перфорации, кислотной обработки на нефтяных и газовых скважинах.
Манифольд подключается в работу со смесителем – блендером, производительностью до 16 м3/мин, с рабочими характеристиками манифольда низкого давления в 0,6 МПа и с насосными установками высокого давления, с рабочими характеристиками в 105 МПа.
Манифольд может монтироваться для Заказчика контейнерным способом, на автомобильном шасси, либо на мобильных стеллажах (согласно ТЗ).
Комплектуется манифольд элементами манифольда 2, 3 и 4 дюйма, в соответствии с техническими заданиями Заказчика: трубами высокого давления различной длины, шарнирными соединениями, угольниками, тройниками конфигурации 45 и 90 градусов, КВД, РВД.
Параметры блока манифольдов могут изменяться в зависимости от требуемой производительности, количества линий, условий эксплуатации и способа транспортировки.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Наименование параметра ед. изм. | Значение |
| Диаметр ном. прохода D N ( min ), мм | 45/65/100 |
| Рабочее давление, МПа / psi | 105 |
| Давление проверки, МПа / psi | 150 |
| Рабочая среда, | К1, К2, К 3 |
| Комплектация манифольда | Согласно ТЗ |
| Ресурс прокачки, не менее | 5 т. пропанта |
| Типы соединения | БРС Weco |
Гарантийный срок эксплуатации – 12 месяцев.
*Рабочая среда: техническая вода, нефть, нефтепродукты, щелочи, ингибированные растворы, пропанты, кислот, цементные и глинистые растворы, и прочие жидкости с объемным содержанием сероводорода и углекислоты.
Манифольд
Манифольд является элементом нефтегазовой трубопроводной арматуры и представляет собой трубопроводы и арматуру и др оборудование (компенсаторы и буровые рукава), закрепленные на одном основании.
Манифольд - элемент буровой установки (БУ), входящий в конструкцию нефтегазовой арматуры и представленный целым блоком трубопроводов и вентилей.
Он применяется для смешивания или перераспределения потока рабочей среды между различными входами и выходами.
Манифольд изготавливается из износостойкого материала по определенной схеме и требованиям с расчетом на высокое давление.
Также в состав конструкции входят линии дросселирования и глушения в виде отдельных блоков, соединенных с противовыбросовым оборудованием магистральными линиями.
Они сделаны в виде блоков, соединенных с превенторным блоком с помощью магистральных линий.
МБ320 - для буровых установок с допускаемой нагрузкой на крюке 4000 кН (рисунок);
МБ400-1 - для буровых установок с допускаемой нагрузкой на крюке 5000 кН (рисунок);
МБ250Э-01 - для буровых установок с эшелонной компоновкой блоков при бурении скважин кустами (рисунок).
Секции манифольдов соединяются быстросборными соединениями бугельного, плоского и сферического типов.
Гидравлический разрыв пласта (ГРП)
Технология ГРП
Технология ГРП заключается в создании высокопроводимой трещины в целевом пласте под действием подаваемой в него под давлением жидкости для обеспечения притока добываемого флюида (природный газ, вода, конденсат, нефть или их смесь) к забою скважины.
- дебит скважины, как правило, резко возрастает или существенно снижается депрессия.
- позволяет «оживить» простаивающие скважины, на которых добыча нефти или газа традиционными способами уже невозможна или малорентабельна.
- может также использоваться для дегазации угольных пластов, подземной газификации, и тд
- применяется для разработки новых нефтяных пластов, извлечение нефти из которых традиционными способами нерентабельно ввиду низкого дебита.
- применяется для добычи сланцевого газа и газа уплотненных песчаников.
В однородных по толщине пластах обычно создается 1 трещина значительной длины.
На многопластовых или большой толщины залежах, представленных низкопроницаемыми геологическими формациями, осуществляется, как правило, поинтервальный ГРП.
Рабочая жидкость, применяемая для ГРП, нагнетается в пласт через колонну труб.
Если давление разрыва превышает допустимое рабочее давление для эксплуатационной колонны и устьевой запорной арматуры, то технологи рекомендуют вместо запорной арматуры установить специальную головку, а на нижнем конце НКТ установить пакер, выше которого межтрубное пространство заполнить жидкостью с большей плотностью.
В качестве рабочей жидкости ГРП обычно применяют растворы с использованием высокомолекулярных полимеров (для снижения потерь давления) на водной основе, в том числе:
- техническая или пластовая вода, реже солянокислотные растворы (для карбонатных пород) или сырая нефть;
- кислота, противокоррозийный элемент, фрикционная смесь, клей и добавки для вязкости геля.
В качестве расклинивающего материала используются проппанты, кварцевый песок и другие материалы фракции 0,5-1,5 мм.
Эффективность ГРП повышается при одновременной гидропескоструйной или прострелочной перфорации скважины, однако при поинтервальных ГРП при этом необходимо изолировать обработанный участок пласта с помощью пакера и т. д.
Экологическая опасность технологии ГРП
В результате ГРП возможно загрязнение грунтовых вод химическими веществами.1% рабочей жидкости ГРП - гелевый раствор на основе химдобавок, которые позволяют создать трещины.
Если расклинивающий агент относительно безвреден, то химдобавки - это довольно токсичные вещества.
В США настолько развит ГРП, что ущерб от него тоже ощутим.
Технология гидравлического разрыва пласта в российских условиях
Не будем обещать, что в ближайшие 15 минут вы точно будете специалистом по гидроразрыву пластов, зато точно узнаете как 33 человека и 22 машины на песчаном пустыре среди болот закачают на 3 км под землю 3 бассейна Сибиряк воды и 9 железнодорожных (Ж/Д) вагонов песка или проппанта всего лишь за 5 часов.
Здесь самое главное слово «Зачем», ведь там под землей и так этого добра достаточно.
Этот песок в белых мешках и есть проппант, сейчас его поднимают кранами на 10-метровую высоту, чтобы потом так вколотить его на 3 км под землю, чтобы он там и остался навсегда.
В общем, это такие похороны проппанта, которые дают скважине новую жизнь.
Сейчас легкой нефти практически нет, все месторождения, которые сейчас разрабатываются, либо на стадии завершающейся, либо это новые месторождения, где нефть очень трудно извлечь и без новых технологий там делать нечего.
В наших геологических условиях, когда больше 70% нефти находится в трудно извлекаемых пластах, ГРП – это единственный способ с которым мы можем экономически рентабельно развиваться, разрабатывать и бурить новые скважины.
И когда для ГРП используют 300 и более т проппанта, то это уже не просто разрыв, а супер ГРП или супер Фрекинг.
Здесь все будет как обычно, но немного не так.
Именно в эту скважину будет закачано 450 т проппанта, те есть это не самый простой супер фрэкинг, и почти 1500 м 3 воды, а все это еще сюда и привезти нужно, а здесь весной это такая беда, что без трактора никуда, да и с ним недалеко.
А привезти нужно 22,5 тягача с проппантом и 75 бочек с водой, потом эту воду надо будет перекачать в емкости и подогреть.
У неоднократных чемпионов Дакара на 1 рейс, а это всего лишь 40 км, уходит по 3-3,5 часа, и то если повезет, если сам ГРП будет длиться всего лишь 5 часов, то процедура подготовки – не менее 3 суток по таким дорогам, причем именно суток, не определяясь на дни и ночи.
То есть, увидев это впервые, проникаешься и эмоциями через край, когда же это только сухие цифры на планерке – ни тени эмоции ни в лице, ни в интонации.
Когда на кустовую площадку заедет весь флот ГРП, то проппант и воду всё еще будут возить, но это будет супер фрахт, не 1, а 2 флота, 22 таких грузовика и 33 человека бригады ГРП.
И это не подстраховка, за время 5 часовой операции под землей, здесь на земле работы хватит на всех, и вспотеть успеют все.
Причем чем больше механизмов, тем больше вероятность получить проблемы – здесь 22 агрегата, связанные только шлангами и проводами, которые должны отработать как одно целое, плюс человеческий фактор и огромная цена ошибки.
Если что-то я недоподам, то может остановиться вся работа, то есть гель, жидкая химия, понизитель трения стабилизатора.
Стоят компьютеры, надо соблюдать пропорции определённые, сколько литров на м 3 подавать.
Флот ГРП – это мобильный комплекс 10-20 крупноразмерных установок на грузовых шасси для проведения ГРП.
Состав комплекса ГРП (флот):
- насосные дизельные агрегаты (до 6) или газотурбинные (до 4)
- смеситель (блендер) для приготовления рабочих гелевых смесей для ГРП,
- машина манифольдов,
- автоматизированная станция управления,
- танки для геля и проппанта (наполнителя).
Жидкости опасные-нужны очки, каска, противогаз.
Все начнется с мини ГРП, это такая разминка перед боем.
Чтобы почувствовать, как поведет себя пласт.
Без этой пробы на деле, вся информация геологоразведки – это просто прогноз.
В пласт закачают гель под давлением, гель это вода+гуар (растительный полимер).
Гуар добавляют почти во все йогурты и желе, именно такое желе должно разорвать пласт.
Ну а давление – это не основной источник гидроразрыва, но и источник информации.
Именно по нему выстраиваются все эти замысловатые графики и делаются расчеты, и именно этот показал, что предварительный расчет был верным на 95%.
Радмир Гайнетдинов (начальник геологической службы): «Наша геологическая служба получает данные от заказчика, по ней мы делаем модель и расчёт по добыче.
Мини ГРП позволяет нам при помощи записи давления подойти ближе к реалии самой трещины.
По первоначальным данным наша трещина должна была составлять почти 200 метров в длину, 129 в высоту, после внесения всех калибровок длина увеличивается на 23 м, высота остаётся прежней.
И когда свои расчеты с учетом данных мини ГРП закончит специалист, на летучке по безопасности их озвучит мастер.
Это единственная часть операции, где всех участников можно увидеть вместе – это 33 человека, которых во время самого процесса найти на кустовой площадке на площадке можно будет только по рации.
По работе, подушка 550 м 3 будет с расходом 5,5, первая песочная стадия 5,5, остальные все стадии 5,2.
Начальная концентрация проппанта 100, конечная 1300.
Нам нужно для работы 1341 м 3 воды.
Когда все разойдутся, начнется самое интересное и после этой команды из штаба «Все,за дело» на площадке станет жутко от рева и уровень децибелов здесь не понизится на ближайшие 5 часов.
Гидротационной установке надо перекачать из емкости 1341 м 3 воды, но это без малого и есть 3 бассейна Сибиряк и уже у себя, в таком бассейне превратить ее в гель, смешать с индийским гуаром.
Ну а химтрал – это где жидкости опасные, и следует помнить и про ТБ, и про пропорции, добавить в этот раствор стабилизатор глин.
Если вода без этого стабилизатора попадет на глину в пласте, то глина разбухнет и забьет всю суглинку.
А с нее как с гуся вода, и во время операции она должна оставаться сухой, несмотря на то, что так много воды утечет.
Но еще понизитель трения, это что-то вроде смазки и это уже для проппанта, чтобы он, этот песок не стёр до дыр стенки колонны скважины.
Дальше насосы все это закачают со свистом, точнее с ревом самолета на взлете и между ними, в самом эпицентре напряжения нужно отстоять старшему оператору.
Если сначала это будет 550 м 3 , то есть один бассейн Сибиряк чистого геля, вода+гуар и разрушитель, то это и есть та подушка, о которой говорил мастер на летучке и именно она, эта мягкая подушка, разорвет каменный пласт.
Ну а то давление, которое создают насосы и средний расход гелия – это 5,3 м 3 /мин, будут удерживать пласт разорванным, пока полученная трещина не нафаршируется проппантом, а его уже блендер будет постепенно добавлять в гель, сначала 100 кг/м 3 проппанта, до 1300 кг/м 3 в конце, и это будет чистый проппант, в котором и гель то будет трудно найти.
Судя по этим кривым, гидроразрыв пласта произошел на 1 й минуте, здесь давление резко подскочило до 550 атмосфер, потом резко же упало, потом стабилизировалось, то есть в этот короткий промежуток времени и произошел разрыв пласта, и разорвало его ни что иное, как этот гель.
В гидроразрыве будут использоваться 3 разных вида проппанта, самый мелкий – его закачают 112,5 тонн, чуть покрупнее – 225 т, и такого же, только с резиновой оболочкой – тоже 112,5, это 450 тонн или 9 железнодорожных вагонов.
Брейкер, этот белый порошок, возвращает гель в его обычное состояние, разлагает его на обычную воду, полимер и проппант.
Вода и полимер откачаются из скважины, а этот проппант так и останется расклеивать трещину.
Ну а гидроразрыв так и называется из-за того, что это ни что иное, как разрушение камня водой.
В соответствии с графиком повышается и напряжение у всех присутствующих на станции контроля и оно не спадет до самой остановки насосов.
Потому что никто не может засунуть глаза в скважину на 3 км глубине, и это давление-единственный источник информации.
Такое ощущение, что если оно резко поднимется или резко упадет, то все схватятся за сердце и полезут за валокордином, это будет аварийная ситуация или по здешнему стоп, она может произойти на каждой секунде, а этих секунд надо пережить 18000».
Радион Галлиев (главный специалист отдела супервайзинга): «Это наверное на каждом ГРП есть, потому что когда идет падение дебита, с 400 до 500 поднимается за какой-то короткий промежуток времени – вот это самая напряженная ситуация.
Конечно, это на каждом ГРМ, вне зависимости от того 400 тонн качаем или 120.
Оно всегда одинаковое.
Если бы у нас не было ГРП, то коэффициент продуктивности у нас составлял бы, где-то 0,3, а при таком большом ГРП как 400 т, именно если эту скважину взять, продуктивность у нас выросла до 1,9, то есть можно сказать, что приток вырос порядка 8 раз».
Алексей Затирахин (старший мастер по повышению): «Весь процесс построен именно на взаимодействии людей, то есть бригада – это семья.
То, как человек сработает на своем месте, из этого складывается успешная работа.
Вообще ГРП напоминает кулачный бой, это мягкий против твердого и вообще непонятно, как этот мягкий гель может сломать твердый камень, но в Юганскнефтегазе провели более 10 тыс. ГРП, и всегда этот гель выходил победителем.
Ну а теперь то, что мы имеем в итоге – там под землей нефть находится в твёрдой структуре, ее очень сложно проходить к устью скважины через этот спресованный песчаник, словно через фильтр, и для того, чтобы это стимулировать, и делают ГРП, те мы в нем делаем трещину и набиваем ее проппантом».
Алексей Никитин (начальник управления повышения): «ГРП можно сравнить с приемом антибиотика в медицине, это новый инструмент, который в умелых руках дает потрясающий эффект, однако в неумелых руках применение этого метода не даст эффекта, а наоборот может навредить.
Для многих это не просто метод интенсификации и увеличения притока нефти и нефтеотдачи, но и средство разработки месторождений.
В 1 ю очередь-это очень мощный инструмент.
Что касается многих мнений по поводу пользы и вреда ГРП, то споры до сих пор не утихают.
Именно на старых месторождениях, таких как Усть-Балыкское и Мамонтова, мы, используя ГРП, смогли увеличить текущую добычу, предотвратить падение, которое уже было нами запланировано, и во многом реанимировать старый фонд.
В проектах работ на разработку месторождений есть один очень важный фактор – коэффициент извлечения нефти, который редко бывает больше 35, как правило, от 30 до 40% или в долях единицы – 0,3 и 0,4.
По применению ГРП и вовлечению в разработку ранее не гринированных участков пластов позволяет нам на том же фонде скважин на несколько единиц (%) поднять этот коэффициент извлечения нефти (КИН).
Если бы мы не применяли этот метод, то нам бы приходилось забуривать много вторых стволов, бурить новые скважины, чтобы поднять эту пропущенную нефть.
Если говорить о самом процессе ГРП, то для многих он, как черный ящик, но это не так, мы уже знаем какие параметры на входе и что мы получим на выходе, для нас это не черный ящик.
Мы достаточно четко себе представляем, как развивается трещина, каким образом туда заходит проппант и какие процессы там происходят.
Если мы понимаем эти процессы, то мы можем их улучшить, соответственно увеличивается эффективность метода ГРП.
Здесь важен не только процесс ГРП, но и взаимодействие всех служб, подготовка скважины ГРП, сам ГРП, освоение скважины, спуск насоса, последующий вывод насоса на режим, вывод скважины на режим, все это одно большое мероприятие, провал на каком-то этапе даст негативное восприятие всего процесса.
Также применяется многостадийный гидроразрыв пласта (МГРП), который является одним из самых передовых технологий в нефтяной отрасли, наиболее эффективная для горизонтальных скважин».
Манифольд. Принцип работы манифольда
Манифольд буровой установки (нефтяной).
Манифольд представлен единым блоком с набором вентилей (иногда шаровых кранов) для смешения или перераспределения потока рабочей среды между входом и несколькими выходами, или несколькими входами/выходами. Может быть использован для подсоединения дифференциальных манометров и различных КИП к технологическому оборудованию и магистральным трубопроводам.
Схемы оборудования устья скважин стандартизованы ввиду конструкционного разнообразия скважин и условий бурения. ГОСТом 13862-80 предусмотрены 4 типовых схемы оборудования устья скважин с 1-4 -мя плашечными превенторами при бурении на суше.
Для герметизации устья скважины, определяемой ожидаемой интенсивностью газонефтепроявлений в скважине, рекомендуются такие схемы монтажа оборудования:
- двухпревенторная с 2-мя линиями манифольда;
- трехпревенторная
- с 2-мя линиями манифольда;
- с 3-мя линиями манифольда;
- с 4-мя линиями манифольда.
Схемы манифольдов в соответствии с ГОСТ 13862-90:
Относительно устья скважины допустимо одностороннее расположение манифольда и двухстороннее; манифольд может комплектоваться сепараторами, дросселями с гидроуправлением и пультами управления дросселями.
Манифольд выпускается:
в климатическом исполнении ХЛ и УХЛ, с условными проходами 80, 65 и 50 мм, с дистанционным управлением гидроприводами задвижек, рассчитан на давление в 21 МПа.
Рабочее давление, на которое рассчитаны манифольды: 105, 70, 35 и 21 МПа. Предусмотрены 2 типа задвижек:
с клиновыми задвижками МП,
с прямоточными задвижками МПП.
Блочное исполнение манифольда типа МП маркируется МПБ. Шифр манифольда включает цифровое обозначение диаметра в мм проходного отверстия и в МПа - рабочего давления. К примеру, манифольд диаметром 80 мм, рассчитанный на давление 35 МПа, имеет маркировку МПБ-80Х35.
ООО «Стандарт» (Екатеринбург) занимается производством промышленного нефтепромыслового оборудования, включая манифольды.
Манифольд МПБ5-80х35
производит выпуск из скважины жидкостных сред и газа через рабочую и аварийную нагнетательные линии;
делает возможным осуществление циркуляции бурового раствора через скважину с регулировкой избыточного давления на устье;
производит закачку раствора в межтрубное пространство ЦА (цементировочными агрегатами) или буровыми насосами.
Манифольд МПБ-80х35 изготовлен для обвязки стволовой части противовыбросового оборудования нефтегазоскважин в процессе их строительства, безопасного ведения ремонтных работ, предупреждения выбросов и открытого фонтанирования, охраны земных недр и окружающей среды.
Конструкционные особенности манифольда МБП5-80х3. Принцип работы
В комплект входят:
коренные задвижки с ручным управлением или ручным и гидроуправлением,
блоки дросселирования и глушения, имеющие задвижки, тройники, крестовины, регулируемые дроссели с ручным и дистанционным управлением, гасители потока, обратный клапан, манометры с разделителями сред,
напорные трубопроводы и пакеты трубопроводов низкого давления.
ГОСТ 13862-90 предусматривает для манифольдов 5 схем обвязки для условных диаметров прохода 80, 65 и 50 мм.
Обвязка превенторов - манифольд - управляет давлением в скважине при нефтяных или газовых проявлениях, воздействуя на пласт закачкой раствора и создания противодавления на него.
Линии дросселирования и глушения манифольда соединены со стволовой частью оборудования для герметизации и образуют систему трубопроводов и арматуры (задвижки, манометры, регулируемые дроссели с ручным или гидроуправлением и др. приборы).
Линия глушения, соединенная с буровыми насосами, используется для закачки в скважину утяжеленного раствора по межтрубному пространству или же для слива газированного бурового раствора в камеру - дегазатор циркуляционной системы буровой установки, по необходимости.
Линия дросселирования предназначена для слива бурового раствора и отбора проб пластовых флюидов из скважины с противодавлением на пласт, возможно использование для закачки жидкости в скважину посредством ЦА-агрегатов.
Дросселирование, происходящее с изменением давления и температуры протекающей среды (будь то жидкость, пар, газ) через местное гидродинамическое сопротивление потоку - дроссель (сужение трубопровода, клапан, вентиль, задвижка, кран и др.) востребовано для измерения и регулирования расхода газов и жидкостей.
Задвижками считаются запорные устройства, перекрывающие проход поступательным перемещением затвора в перпендикулярном направлении по отношению к движению транспортируемого средового потока. Малое значение гидравлического сопротивления задвижек позволяет их применять на трубопроводах с постоянным большескоростным движением транспортируемой среды.
СПЕЦТЕХНИКА ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА: БЛОК МАНИФОЛЬДОВ ОТ «ТРАСТ-ИНЖИНИРИНГ»
![]()
ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ТЕХНИКА ДЛЯ ДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ
На протяжении более десяти лет компания «ТРАСТ-ИНЖИНИРИНГ» входящая в группу компаний «ТРАСТ», осуществляет создание и внедрение новой техники от разработки проектной документации и изготовления опытных образцов до производства серийных изделий, сервисного обслуживания и обучения персонала заказчика. Большой опыт работы позволил компании разработать и выпустить на рынок свою линейку нефтегазопромыслового оборудования. В новых реалиях, когда доступ к западным технологиям закрыт на неопределенную перспективу, качественная отечественная продукция востребована как никогда прежде.
Блок манифольдов (манифольд высокого и низкого давления на одной раме-салазках) для гидроразрыва пласта и кислотной обработки призабойной зоны является одним из интеллектуальных продуктов ООО «ТРАСТ-ИНЖИНИРИНГ».
Блок манифольдов предназначен для соединения насосных установок с устьем скважины при гидроразрыве пласта, гидропескоструйной перфорации, кислотной обработки и других технологических операций на нефтяных и газовых скважинах. Блок рассчитан на проведение работ со смесителем – блендером, производительностью до 16 м 3 /мин, с рабочими характеристиками манифольда низкого давления в 0,6 МПа и с насосными установками высокого давления в количестве до 6 единиц, с рабочими характеристиками в 105 МПа.
- Основным показателем качественных характеристик манифольда является рабочее давление в 105 МПа и возможностью подключения до шести насосных установок высокого давления
- Показатель мобильности оборудования – возможность доставки блока манифольдов потребителю контейнерным способом, его установки на автомобильное шасси, передвижение волоком
- Показателем самодостаточности блока манифольдов является наличие комплекта съемного оборудования: труб высокого давления различной длины, шарнирных соединений, тройников конфигурации 45 и 90 градусов, рукавов низкого давления. При использовании блока в составе флота ГРП совместно с установкой сбора данных и контроля в блоке высокого давления предусмотрена возможность подключения датчика давления на 105 МПа типа GP-50. В блоке манифольдов низкого давления предусмотрена возможность оперативного отбора проб. Параметры блока манифольдов могут изменяться в зависимости от требуемой производительности, количества линий, условий эксплуатации и способа транспортировки.
Блок манифольдов, по требованию заказчика, выпускается в исполнении Standard Service и исполнении H2S Service, по классификации API (NACE MR0175/ISO 15156) и в исполнении k1 и k2 (ГОСТ 13862-90) для длительной эксплуатации при температуре окружающей среды до -55ºС.
Подробные карты контроля – как по коррозионному и эрозионному износу манифольдов высокого и низкого давления, так и карты контроля элементов рамы конструкции, а также обоснованный запас прочности, позволяют длительно и безопасно эксплуатировать блок.
Компактность, небольшой вес и модульность конструкции позволяют использовать блок манифольдов в составе флота на буровой платформе. Конструкция блока манифольдов выполнена с учетом оптимизации материал-прочность по большему числу вариантов расчета на основе опыта реальных и многообразных условий работы.
Блок манифольдов, как и другое оборудование производства компании, сертифицирован в соответствии с действующими в отрасли стандартами.
СКОРО: БЛОК-МАНИФОЛЬДОВ ТРЕЙЛЕРНОГО ВАРИАНТА С ДВУХПОТОЧНОЙ ЛИНИЕЙ НАГНЕТАНИЯ
В настоящий момент ООО «ТРАСТ-ИНЖИНИРИНГ» приступило к опытному изготовлению блока манифольдов трейлерного варианта с двухпоточной линией нагнетания, рабочим давлением 105 МПа и возможностью подключения до десяти насосных установок высокого давления общим расходом 16 м³/мин. Помимо оптимизационных расчетов по параметру материал/прочность в данной разработке были применены методы гидродинамической оптимизации и анализ виброкомпенсации манифольда высокого давления.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Абдулрахим. 49. Назначение блока манифольда в составе оборудования для проведения грп
Для аккумулирования повышенного давления с множества насосных агрегатов и нагнетания технических жидкостей в скважину
50. При проведении операции ГРП используются:.![]()
51. Емкости для технологических жидкостей при проведении операций ГРП предназначены для
Предназначены для временного хранения, перевозки, приготовления и подачи технологических жидкостей гидроразрыва (гелей на водной или углеводородной основе).
Емкости цилиндрические, горизонтальные, объемом от 45 м 3 до 75 м 3 смонтированы на колесных прицепах, что позволяет в минимальные сроки производить передислокацию емкостей и их установку на скважине.
Пенополиуретановое покрытие емкостей и электроподогрев задвижек позволяет круглогодичное производство технологических жидкостей ГРП.
34. Насосные станции второго подъема в системах ППД предназначены для.
Насосные станции второго подъема осуществляют распределение воды по магистральным водоводам и снабжение ею непосредственно КНС. Располагаются они, как правило, в местах сосредоточения основных сооружений систем ППД ( станции водоподготовки, ремонтные цехи и др.) и часто совмещаются с одной из КНС. На станциях второго подъема используют центробежные двух -, шестиступенчатые насосы с электроприводом. Число насосов, их подача и напор подбираются в соответствии с общими требованиями системы и гидравлическим расчетом. При этом предусматривается установка резервных насосов из расчета на два работающих один резервный, чтобы избежать в работе системы ППД остановок для замены изношенных насосов и для выполнения ремонтных работ. Такие остановки вредно отражаются на работе всей системы и, в частности, на поглотительной способности нагнетательных скважин.
35. Рабочими органами типового центробежного насоса для систем ППД являются..
Рабочие органы центробежных насосов работают в условиях воздействия высокоагрессивных сред, высокой температуры, интенсивного абразивного износа.
Рабочим органом центробежного насоса, создающим повышенное давление воды, является рабочее колесо, вращающееся в корпусе.
Рабочим органом центробежных насосов , подверженным наиболее сильному износу, является лопастное колесо. Турбулентное перемешивание потока, вызываемое конструктивными особенностями колеса а также содержание в воде нерастворенного воздуха и газов являются причинами возникновения и развития кавитации при давлениях в потоке, превышающих давление паров воды при данной температуре.
Соответственно этому рабочим органом центробежного насоса является одно или несколько колес с лопатками, изогнутыми по определенному профилю. Колеса насажены на вал, укрепленный в корпусе насоса.
диплом.docx1. Введение Геологическая часть
При гидравлическом разрыве пласта применяют комплекс оборудования, в который помимо пакеров ( шлипсовых и самоуплотняющихся ) и якорей входят насосные агрегаты АН-500 , 4АН-700, пескосмесительные машины 4ПА, автоцистерны для транспортирования жидкости разрыва 4ЦР и ЦР-20 , устьевая обвязка .
![image034]()
Агрегат 4АН-700 - основной. Насос этого агрегата рассчитан на создание давления 70 МПа. Все узлы насосного агрегата( силовая установка, коробка передач, трёхплунжерный насос, манифольд ) смонтированы на грузовом автомобиле КрАЗ - 257 грузоподъём-ностью 100-200 кН . Производительность трёхплунжерного насоса при давлении 70 МПа составляет 6,3л/с ,а при 20 МПа- 22л/с.
Рисунок 2.7.1. Насосный агрегат для ГРП 4АН-700:
1 - автомобиль КрАЗ-257; 2 - кабина управления; 3 - силовой агрегат; 4 - коробка скоростей; 5 - муфта сцепления; 6 - насосный агрегат; 7 - выкидной манифольд; 8 - соединительные трубы высокого давления.Для транспортирования песка и приготовления песчано - жидкостной смеси используют пескосмесительные агрегаты 3ПА. Оборудование агрегата ( бункер для песка , смеситель , система подачи песка в смеситель и загрузки песка в бункер, насос для перекачки песчано - жидкостной смеси) смонтировано на шасси автомобиля КрАЗ - 257. Вместимость бункера 6,5 куб. м. В течение часа работы система подачи песка из бункера обеспечивает переработку 50 тонн песка.
Жидкость разрыва перевозят в автоцистерне 4ЦР, смонтированной на шасси автомобиля КрАЗ - 257 . Цистерна оборудована вертикальным плунжерным насосом и обвязкой для откачки жидкости в агрегаты 4АН-700. Плунжерный насос имеет производительность, равную 16,7л/с при давлении 2,0МПа.
![image035]()
Рисунок 2.7.2. Пескосмесительный агрегат ЗПА:
1 - центробежный насос 4ПС; 2 - силовой блок двигателя ГАЗ-51; 3 - смесительное устройство; 4 - наклонный шнек; 5 - бункер для песка; 6 - приемный трубопровод; 7 - раздаточный трубопровод; 8 - автомобиль КрАЗ-257.Таблица 2.7.1. Техническая характеристика пескосмесительного агрегата ЗПА
Устье скважины при гидроразрыве оборудуют арматурой 2АУ-700 , которую крепят к эксплуатационной колонне на резьбе.Арматура рассчитана на давление 70 МПа и состоит из крестовины , устьевой головки , предохранительного клапана и пробковых кранов. Для транспортирования системы обвязки всего комплекса оборудования и управления им используют самоходный блок манифольда 1БМ-700, смонтированный на шасси автомобиля ЗИЛ-157К. В состав оборудования блока манифольда входят напорный и раздаточный коллекторы, а так же комплект НКТ, диаметром 60 мм, с шарнирными и быстро-сборными соединениями.
![image037]()
Рисунок 2.7.3. Арматура устья скважины 2АУ-700 для гидравлического разрыва пласта.
Напорный коллектор состоит из клапанной коробки с шестью отводами для подсоединения насосных агрегатов, центрального отвода с контрольно-измерительными приборами ( манометр , плотномер , расходомер ) , двух отводов для соединения с устьевой арматурой , пробковых кранов и предохранительного клапана .
![image036]()
Рисунок 2.7.4. Схема обвязки наземного оборудования при ГРП
1-насосный агрегат 4АН-700; 2-пескосмесительный агрегат; 3-автоцистерна; 4-песковоз; 5-блок манифольда 1БМ-700; 6 -арматура устья 2АУ-700;
7-станция контроля и управления процессом.
Раздаточный коллектор предназначен для распределения рабочих жидкостей(жидкостей разрыва, песчано-жидкостной смеси , продавочной жидкости ) по насосным агрегатам .
Для дистанционного контроля за процессом служит специальная станция контроля и управления на автомобиле, укомплектованная необходимой контрольно-измерительной и регистрирующей дистанционной аппаратурой, а также усилителями и громкоговорителями для звуковой и телефонной связи с отдельными агрегатами и исполнителями. Для соблюдения техники безопасности все агрегаты располагаются радиаторами от скважины), чтобы можно было беспрепятственно отъехать от нее при аварийной или пожарной опасности. Это особенно важно при использовании жидкостей на нефтяной основе.
Для защиты обсадных колонн от высокого давления в скважину опускают НКТ с пакером и якорем на нижнем конце, которые устанавливаются выше кровли пласта, намеченного для ГРП. Для того чтобы пакер загерметизировал кольцевое пространство, его эластичный элемент (обычно специальная резина) надо сжать за счет веса труб. Для сжатия пакера необходимо создать опору. Такой опорой могут быть те же НКТ, башмак которых ставится на забой, либо особый подвижный элемент самого пакера с плашками, которые, освобождаясь при повороте НКТ, скользят по специальному конусу пакера, раздвигаются и вдавливаются во внутреннюю поверхность обсадной колонны. В связи с этим все пакеры разделяются на пакеры с опорой на забой (пакеры ПМ6"; ГШ8"; ОПМ6"; ОПМ8") и пакеры без опоры на забой (плашечные пакеры ПШ6", ПШ8", ПШ5"-500, ПШб"-500, ПС5"-500, ПСб"-500, ПГ5"-500, ПГб"-500). Пакеры допускают перепад давления (при правильной посадке) 30 - 50 МПа над ним и под ним и имеют проходное сечение от 47 до 68 мм в зависимости от типа и размера обсадной колонны.
![5_04ag]()
Рисунок 2.7.5 Схема оборудования забоя скважины для ГРП:
1 - обсадная колонна; 2 - насосно-компрессорные трубы; 3 - скважинные манометры;4 - якорь; 5 - пакер; 6 - продуктивный пласт; 7 - хвостовик для опоры на забой
Для разгрузки НКТ от продольных сжимающих усилий и удержания пакера на месте выше пакера устанавливают гидравлические якоря. Якорь имеет в теле корпуса 8 - 16 плашек с насечками, которые могут перемещаться в горизонтальном направлении. Плашки удерживаются от выпадания пластинчатыми пружинками. При создании в якоре избыточного (по отношению к внешнему) давления плашки раздвигаются резиновым цилиндром, имеющимся в корпусе якоря, и вдавливаются в обсадную колонну. Чем больше внутреннее (в НКТ) давление, тем сильнее плашки прижимаются к обсадной колонне, предотвращая смещение пакера. Якоря .рассчитаны на те же условия работы, что и пакеры, т. е. на перепады давлений 30 - 50 МПа.
![5_05g]()
Рисунок 2.7.6 Якорь плашечный гидравлический для ГРП:1 - плашки с насечками; 2 - резиновый цилиндр
Максимальные страгивающие усилия, воспринимаемые якорем (в зависимости от типоразмера) достигают 1250 кН. Длина якорей около 2 м, масса 80 - 140 кг, проходной диаметр 36 - 72 мм.
2.8. Сравнительный анализ состояния фонда скважин при проведении ГРП в условиях пласта АВ1 (1-2) Самотлорского месторождения
Целью этой работы было определение эффективности проведенных в 2014 году работ по гидроразрыву пласта, причём основное внимание следовало уделить эффективности ГРП по новой технологии, сущность которой заключалась в существенном увеличении (в разы) веса закачиваемого проппанта и изменении самой технологии ГРП (применялось несколько различных модификаций новой технологии, объединяемых термином “новый дизайн”).Впрочем, предметом рассмотрения данной работы являются не детали технологии “нового дизайна”, а анализ эффективности ГРП по объекту АВ1 1-2 и видам работ (с изоляцией и без изоляции) и, главное, сопоставление эффективности ГРП при использовании старой и новой технологии, выявление динамики дебитов скважин после получения эффекта.
Анализ эффективности ГРП осуществлялся в следующей последовательности:
анализ эффективности ГРП по скважинам и по всем вышеназванным группам скважин, отремонтированных в 2014 году
определение величин удельного дебита нефти и жидкости по скважинам (где ГРП проводилось по новой технологии)
определение зависимости результатов ГРП от объёмов закачиваемого проппанта
прослеживание динамики изменения дебита скважин после проведения ГРП и анализ динамики темпов изменения дебитов нефти и жидкости по месторождению и группам скважин
Источниками информации в процессе этого анализа были данные ПТО по ПНП СНГДУ, в том числе перечень скважин, в которых проведены в 2014 году гидроразрывы пласта, с указанием даты проведения ремонта, вида ремонта и подрядчика, данные программы BASPRO (эксплуатационные карточки скважин и каротажный материал)
В 2014 году ГРП осуществлён в 69 скважинах, из которых 29 ремонтов осуществлено силами “Катобьнефти”, 40 - силами фирмы “Халлибуртон” (рис.2.8.1.) . 54 ремонта осуществлены по новой, а 15 по старой технологии.
ГРП без РИР осуществлены по 12 скважинам, а с РИР по 57 скважинам (подавляющее большинство которых составляют скважины, переведённые на пласт АВ1 1-2 с нижележащих горизонтов)
По объектам разработки общее количество ГРП распределяется следующим образом:
объект АВ1 1-2 - 68 скважин
объект АВ1 3 +АВ1 1-2 - 1 скважина
Рисунок 2.8.1 Распределение операций ГРП по видам работРисунок 2.8.2. Сравнение средних показателей работы скважины до и после ГРП
![https://studbooks.net/imag_/32/45354/image010.jpg]()
Рисунок 2.8.3. Средние показатели работы скважин после ГРП
![https://studbooks.net/imag_/32/45354/image011.jpg]()
Рисунок 2.8.4. Средний прирост добычи нефти и жидкости на 1 скважину
Из числа скважин, где ГРП сделан в сочетании с РИР, по новой технологии отремонтировано 43 скважины (75,4 %).
В этих скважинах прирост дебита составил в среднем 51,97 т/сут по нефти и 84,6 т/сут по жидкости, а дополнительная добыча нефти и жидкости соответственно 318,7 и 453,5 тыс. т.
ГРП по новой технологии без РИР проведен в 11 скважинах (91,6%), и средний прирост на 1 скважину составил по этой группе 30,87 т/сут по нефти и 60,05 т/сут по жидкости, а дополнительная добыча нефти и жидкости составила соответственно 34,8 и 59,1 тыс. т. Очевидна существенно более низкая эффективность ГРП, проводившихся без проведения изоляционных работ.
Эффект в накопленной добыче нефти по скважинам объекта АВ1(1-2), отремонтированным по новой технологии (53 скважин из 68) составил 423,6 тыс. т. нефти, а средний прирост дебита нефти на 1 скважину по этому объекту составил 48,04 т/сут.
Если же рассматривать отдельные скважины, то наибольший суточный прирост отмечен по скважинам 15388 (прирост по нефти 138,9 т/сут, по жидкости 100,7 т/сут) и 32151 (прирост по нефти 87,05 т/сут, по жидкости 98,7 т/сут, до ГРП находилась в бездействии)
По отдельным подрядчикам для скважин, отремонтированных по новой технологии, получены следующие результаты:
по фирме “Катобьнефть” c/суточный прирост на 1 скважину составил 47,25т. по нефти и 87,1 т/сут по жидкости, а суммарный прирост 137,7 тыс. т. нефти и 215,6 тыс. т. жидкости
по фирме “Халлибуртон” c/суточный прирост на 1 скважину составил 48,5 т. по нефти и 76,2 т/сут по жидкости, а суммарный прирост 215,8 тыс. т. нефти и 297 тыс. т. жидкости
За рассматриваемый период суммарный дебит нефти отремонтированных скважин снизился с 2866,1 до 2328,5, а суммарный дебит жидкости с 4875,6 до 3782,7 т/сут (соответственно на 18,76 и 22,4 %), при этом по скважинам, отремонтированным по новой технологии, снижение суммарного дебита нефти и жидкости составило соответственно 20,5 и 22,25 % (в то время, как по скважинам, отремонтированным по обычной технологии, снижение суммарного дебита нефти и жидкости составило 20,47 % и 22,96%. Обводненность продукции за этот период снизилась с 83% до 38,44 %, в том числе по скважинам, отремонтированным по новой технологии с 94,83% до 39,36%.
Поскольку скважины, отремонтированные по обычной технологии, отработали значительно больше дней, чем скважины с новой технологией ремонта (252 дня против 151), разница в среднесуточных темпах снижения значительно больше, чем в абсолютных (среднесуточное снижение дебита жидкости при ремонте по новой технологии 0,18 %, при ремонте по старой технологии 0,1 %).
3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Расчет оценки эффективности ГРП в условиях пласта АВ1 (1-2) Самотлорского месторождения
Составить план проведения гидроразрыва пласта, выбрать рабочие жидкости и оценить показатели процесса для следующих условий :
Эксплуатационная скважина (таблица 3.1.1), Самотлорского месторождения.
1.Вертикальная составляющая горного давления:
Ргв = gL = 2385,6*9,81*2100*10 -6 = 46,75 МПа
2.Горизонтальная составляющая горного давления:
Рг = Ргв*/(1-) = 46,75*0,25/(1-0,25) = 15,58 МПа
В подобных условиях при ГРП следует ожидать образования вертикальной трещины.
При ГРП непрерывно закачивают жидкость-песконоситель в объеме 7,6 м 3 , которая одновременно является и жидкостью разрыва.
3.Определим давление на забое скважины в конце гидроразрыва:
Рзаб/Рг*(Рзаб/Рг-1) 3 = 5,25Е 2 *Q*/((1- 2 ) 2 *Рг 2 *Vж) =5,25*(2*10 10 )2*12*10 -3 *0,2/(1-0,25 2 ) 2 *(15,58*10 6 ) 3 *7,6) = 2*10 -4
Рзаб = 49,4*10 6 = 49,4 МПа
4.Определяем длину трещины :
l = (VжE/(5,6(1- 2 )h(Рзаб-Рг))) 1/2 = (7,6*2*10 10 /(5,6*(1-0,25 2 )*13,5*(49,4 - 15,58)*10 6 )) 1/2 = 31,7 м
5.Определяем ширину (раскрытость) трещины:
= 4(1- 2 )*l*(Рзаб-Рг)/ = 4*(1-0,25 2 )*31,7*(49,4-15,58)*10 6 /10 10 = 0,0158 м =1,58 см
6.Определим распространение жидкости-песконосителя в трещине:
7.Определим остаточную ширину трещины, принимая пористость песка после ее закрытия m=0,2:
8.Определяем проницаемость трещины такой ширины:
kт = 2 1/12 = 0,0073 2 /12 = 4,44*10 -6 м 2
Гидроразрыв будем проводить через НКТ с внутренним диаметром d = 0,076 м, изолируя продуктивный пласт пакером с гидравлическим якорем.
Определим параметры ГРП.
1.Потери давления на трение при движении жидкости-песконосителя по НКТ.
ж = н(1-no)+пес*no = 930*(1-0,324)+2500*0,324 = 1439 кг/м 3
Re = 4Qж/(dж) = 4*12*10-3*1439/(3,14*0,062*0,56) = 516,9
Коэффициент гидравлического сопротивления
= 64/Re = 64/633,7 = 0,124
По Ю.В.Желтову, при наличии песка в жидкости при Re>200 происходит ранняя турбулизация потока, и потери на трение при Re=516.9 и no = 0,324 возрастают в 1,52 раза:
16Q 2 L 1,52*0,124*16*(12*10 -3 ) 2 *2100*1439
2 2 d 5 2*3,14 2 *0,076 5
2.Давление, которое нужно создать на устье при ГРП:Ру = Рзаб-жgL + Рт = 49,4-1439*9,81*2100*10 -6 + 26 = 45,9 Мпа
3.Рабочие жидкости гидроразрыва в скважину закачивают насосными агрегатами 4АН-700 (табл. 3.1.2.)
Читайте также:
