Способ лифтирования нефти

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. г

Союз Советскик

Социалистических

Республик (iiy1ОО25З7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 140881 (21) 3335073/22-03 с присоединением заявки М— (23) Приоритет -

Опубликовано 070333. Бюллетень М 9

Р М g+ з

Е 21 В 43/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 276. .52(088.8) Дата опубликования описания 070333 (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54 ) СПОСОБ ЛИФТИРОВАНИЯ НЕФТИ

Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при газлифтной добыче, преимущественно, тяжелых нефтей.

Известен способ лифтирования нефти, где для лифтирования нефти используется газ, подогретый до температуры выше 400 С. установка для осуществления способа включает газоподводящую трубу, подъемную колонну компрессорных труб и подогреватель, установленный на поверхности земли 1 J.—

Недостатком способа лифтирования нефти и установки для лифтирования нефти является низкий коэффициент полезного действия газлифтной скважины из-за больших потерь энергии при транспортировке подогретого газа с поверхности в скважину. Кроме того, установка не содержит конструктивных элементов, обеспечивающих диспергирование газовой фазы для уменьшения скорости всплытия газовых пузырьков в тяжелой нефти,что ведет к слиянию частиц. газовой фазы и прорыву их на поверхность.

Наиболее близким решением из известных является способ лифтирования нефти, включающий подачу в колонну подъемных труб продуктов сго-3 рания топлива н нагрев лифтируемой

5 нефти(2).

Однако основным недостатком ука занного способа лифтирования нефти является недостаточно высокий коэффициен. полезного действия его из-за высокой температуры выходящих гцзодуктов сгорания топлива (до 1500 С), что вызывает термодеструкцйю лифтируемой нефти, а это ведет к закоксованию скважины> невозможности регулирования равномерностью нагрева столба нефти, так как на входе продуктов сгорания в нефтяной столб нефть нагревается сильнее, чем на выходе, получения крупных частиц продуктов сгорания (газовой фазы1 что приводит к высокой скорости всплытия крупных пузырьков газовой фазы в нефтяном столбе, .способствующей проскальзыванию, слиянию и прорыву газовой фазы через весь столб нефти на поверхность. Вследствие укрупнения пузырьков газовой .фазы утрачивается способность лифтирования нефти.

Цель изобретения — увеличение коэффициента полезного действия лифти30 рования нефти.

1002537

Укаэанная цель достигается тем, что в способе лифтирования нефти, включающем подачу в колонну подъемных труб продуктов сгорания топлива и нагрев лифтируемой нефти, продукты .сгорания топлива пропускают через теплообменник, расположенный соосно оси колонны подъемных труб с последующим диспергированием их.

Кроме того, в качестве продуктов сгорания топлива используют парогаз с температурой 250-400 С.

Перечисленная совокупность признаков обеспечивает увеличение коэффициента полезного действия газлифт- 15 ной скважины, так как.получение в способе путем сжигания топлива рабочего агента, например водо-нефтяной эмульсии, позволяет получить на выходе из парогазогенератора продукты 2() сгорания в пределах температур 250400 С. Это оптимальные температуры для передачи тепла нефтяному столбу, чтобы снизить вязкость тяжелой нефти и избежать при этом закоксовывания скважины.

Кроме того, осуществление в способе равномерного нагрева столба нефти и диспергирования парогазовой фазы до мельчайших частиц дает возможность максимально подготовить нефтяную и парогазовую фазы к процессу лифтирования, так как уменьшаются силы поверхностного натяжения и увеличиваются поверхности контакта взаимодействукицих фаз, тем самым обеспечивая увеличение выхода нефти в единицу времени.

Осуществление в установке для реализации способа подачи продуктов 40 .сгорания через телескопический теплообменник и веерообразный.диспергатор дает воэможность равномерно нагреть нефтяной столб и раздробить подаваемые в нефть продукты сгорания 45 на мельчайшие частицы, т.е. максимально подготовить и нефтяную и газовую фазы для эффективного процесса лифтирования нефти.

На фиг.1 изображена установка для лифтирования нефти; на фиг.2 — узел

1 на фиг.1 (диспергатор в увеличенном масштабе ).

Гаэлифтная скважина 1 оборудована тремя колоннами труб: малого диаметра 2 (для подачи водо-нефтяной эмульсии), среднего 3 (для подачи воздуха — окислителя) и большого диаметра подъемная колонна труб 4 (для лифтирования нефти на поверхность), Первые две колонны 2 и 3 труб при- 60 соединены к парогазогенератору 5, включающему форсуночное устройство 6 и камеру сгорания 7 высокого давления и помещенному в газлифтной скважине 1. Снизу к парогазогенератору 5 5 присоединен телескопический теплообменник 8, на конце которого установлен веерообразный диспергатор 9 для диспергирования парогазовой фазы продуктов сгорания и сообщения им направления в нефтяной столб в подъемной колонне труб 4.

Веерообразный диспергатор 9 состоит из корпуса 10 и крышки 11 с отверстиями 12 для диспергирования. частиц парогазовой фазы и веерообразной направляющей 13 для парогазовой фазы.

Способ осуществляется следующим образом.

В газлифтную скважину 1 по трубам

2 малого диаметра в. форсуночное устройство 6 парогазогенератора 5 подают водо-нефтяную эмульсию, а по трубам

3 среднего диаметра в то же форсуночное устройство 6 подают окислитель, например воздух. В форсуночном устройстве 6парогазогенератора 5 готовят топливно-воздушную смесь, которую зажигают в камере сгорания 7 посредством известного зажигательного устройства, например свечи (не показана).

Из камеры сгорания 7 парогаз выходит нагретым до 250-400 С. Конкрето ная величина температуры зависит от вязкости нефти эксплуатируемого месторождения и определяется экспериментально.

Парогаз направляют в телескопический теплообменник 8, для равномерной передачи тепла от продуктов сгорания — парогаза к столбу нефти, становящейся за счет термодеструкции менее вязкой.

Далее парогаз подают в диспергатор 9, где пропущенный через отверстия 12 крышки 11, он становится тонко диспергированным. Затем посредством веерообразной направляющей 13 парогаз подают в подъемную колонну (4), Подготовленный таким образом парогаз производит работу по лифтированию нефти и выходит вместе с ней на поверхность.

Длину телескопического теплообменника 8 выбирают из расчета передачи количества тепла, необходимого для равномерного нагрева столба нефти и снижения вязкости нефти конкретного месторождения.

Пример.. В лаборатории стендовых испытаний кафедры авиационных ,двигателей на экспериментально-исследовательском стенде проводят работы по испытанию горения водно-нефтяных эмульсий с соотношением водо-нефть в топливе 20-40 вес.Ъ в двухступенчатой камере сгорания высокого давления (Р = 15 МПа, с(.„= 0,8; с(2 =

0,05-0,1) . Использование в качестве топлива водо-нефтяных эмульсий со значением влажности нефти 60 вес.Ъ

1002537 позволяет снизить температуру агента на выходе до 250 С и установить таким образом мягкие температурные режимы работы установки, что способствует улучшению условий лифтирования. 5

В результате нефте- и парогазовая фазы оказываются максимально подготовленными к процессу лифтирования с точки зрения проявления уменьшения сил повеРхностного натя- 10 жения и увеличения поверхности кон такта взаимодействующих фаз. Тем самым обеспечивается возможность увеличения выхода нефти в единицу времени. Таким образом, использование способа лифтирования нефти обеспечивает, по сравнению с прототипом, повышение коэффициента полезного действия скважины на 15%. . Формула изобретения 20

1. Способ лнфтирования нефти, включающий подачу в колонну подъемных труб продуктов сгорания топлива и нагрев лифтируемой нефти, о т л ич а ю шийся тем, что, с цепью увеличения коэффициента полезного действия лифтирования нефти, продукты сгорания топлива пропускают через теплообменник, расположенный соосно оси колонны подъемных труб с последующим диспергированием их.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с .я тем, что в качестве продуктов сгорания топлива используют парогаз с температурой 250-400 С.

Источники информации, 1 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 312967, кл. Р 04 F 1/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 629327, кл. Е 21 В 43/00, 1975 (прототип).

1002537

Составитель В.В.БорискинаРедактор М. Парфенова Техред M.Koøòóðà Ко ектор И.Ватрушкина рр

Закаэ 1485/4

Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ ГосударсТвенного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4