Способ газлифтной добычи нефти и устройство для его осуществления
Изобретение относится к нефтяной промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности добычи нефти за счет снижения затрат энергии. Для этого перед закачкой газа высокого давления к башмаку колонны НКТ определяют объем газа, выделяемого из извлекаемой нефти и растворенного в ней. Закачивают газ высокого давления с учетом предварительно определяемого объема газа, выделяемого из извлекаемой нефти и растворенного в ней. Объем закачиваемого газа поддерживают по значению расходного газосодержания смеси в пределах от 0,65 до 0,75 при среднем давлении на участке забой - устье скважины. Устройство для осуществления данного способа содержит последовательно и концентрично установленные по длине НКТ 1 узлы для изменения направления газовой фазы. Каждый из этих узлов выполнен в виде образующего с колонной НКТ 1 кольцевой зазор 2 для прохода газонефтяной смеси и открытого снизу стакана 3. В стенках последнего установлены радиальные трубки 4 для связи полости стакана 3 с зазором 2. Над стаканом 3 между наклонными трубками 4 установлена конусообразная обечайка 7. Угол между поверхностью последней и НКТ 1 равен 25 - 30°, а зазор между ними равен 3 - 5 мм. Расстояние между узлами равно 200-250 м. 2 с и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (51)4 Е 21 В 43 00
31:P 11;."P
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3-5 у
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4260392/23-03 (22) 08.04.87 (46) 07.10.89. Бюл. Р 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов и Производственное объединен ние нНижневартовскнефтегаз (72) Г. Г. Корнилов, В. Г. Карамьш1ев, Ю.И. Толкачев, В.А. Гурьянова, . В.И. Отт, И.Ф. Ефремов и В ° Н. Иванов (53) 622.276.52 (088.8 ) (56) Маринин Н.С. и др. Пути совершенствования газлифтного способа добычи нефти. РНТС "Нефтепромысловое дело", 1979, У 9, с. 15-19.
Ли Г.С. и др. Промысловое испытание диспергаторов потока гаэожидкостной смеси в газлифтных скважинах, Нефтяное хозяйство, — P, ВНИИ-ОЭНГ, 1977, 9 S с. 52-54, „„SU,, 15131 0 А1
2 (5 4) СПОСОБ ГАЗЛИФТНОЙ ЛОБЬ1ЧИ НЕФТИ
И УСТРОЙСТВО ДПЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к нефтяной промышленности, Цель изобретения — повышение эффективности добычи нефти за счет снижения затрат энергии. Для этого перед закачкой газа высоко го д авл ен ия к б аш маку кол онны
HKT определяют объем газа, выделяемого из извлекаемой нефти и растворенного в ней. Закачивают газ высокого давления с учетом предварительно определяемого объема газа, выдепяемо- го из извлекаемой нефти и растворен— ного в ней. Объем закачиваемого: FB за поддерживают по значению расходного газосодержания смеси в пределах
0,65-0,75 при среднем давлении на участке забой — устье скважины. Устройство для осуществления данного способа содержит последоватсльно и концентрично установленные по дли3 !513! и» НКТ у вы для изменения направ»1Е НИЯ Г а .1 ОВОЙ фсl3ht K 4 на 3 с зазором 2, Над стаканом 3 между наклонными трубками 4 установлена конусообразная обечайка 7. Угол между поверхностью последней и НКТ 1 O равен 25-30, а зазор между ними равен 3-5 мм. Расстояние между узлами равно 200-250 м. 2 с. и 3 э.п. ф-лы„ 1 ил. з плотность газа, кг/м относительная скорость между скоростью выхода газа из ðó5î 1 -p и скоростью движения < . 1 жицкой фазы U (нефти) и/с; радиус пузырьков,м; Р, Ч=Б -0 1р где Изобретение относится к технологии газлифтной добычи нефти и предназ-5 начено для использования в нефтяной промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности добычи нефти за счет снижения затрат энергии. 20 На чертеже изображено устройство для газлифтной добычи нефти. Сущность способа газлифтной добычи нефти, включающего закачку газа высокого давления к башмаку колон- 25 ны насосно-компрессорных труб (НКТ) с последующим воздействием на газонефтяную смесь, заключается в том, что перед закачкой газа высокого давления определяют объем газа, выделяе- ÇÎ мого из извлекаемой нефти и растворенного в ней, а закачку газа высокого давления осуществляют с учетом предварительно определяемого объема газа, выделяемого иэ извлекаемой неф-35 ти и растворенного в ней, причем объем эакачинаемого газа высокого давления поддерживают по значению расходного газосодержания смеси в пределах 0,65-0,75 при среднем дав- 40 лении на участке забой — устье скважины, а значение отношения динамического давления к капиллярному давле-. нию для расчета количества и размера отверстий подачи газа в колонну НКТ 45 и размера трубок узла изменения направления движения газовой фазы.поддерживают из условия р 1,3, е 4(» 5Î поверхностное натяже— ние на границе раздела гаэ — нефть, дн/см или 10 н/м. з Устроиство для газлифтной добычи нефти содержит последов ател bHG H концентрично установленные по длине колонны 1 НКТ узлы для изменения наптравления газовой фазы, каждый иэ которых выполнен в виде образующего с колонной 1 НКТ кольцевой зазор 2 дпя прохода гаэонефтяной смеси и открытого снизу стакана 3, в стенках которого установлены радиальные трубки 4, а в днище 5 — наклонные трубки 6 для связи полости стакана 3 с кольцевым зазором 2, причем над ста— каном 3 между наклонньпчи патрубками 6 установлена конусообразная обечайка 7, угол между поверхностью последней и поперечной плоскостью колонны 1 НКТ равен 25-30, а зазор между верхним основанием конусообразной обечайки и колонной НКТ 3-5 мм. Кроме того, узлы дпя изменения направления движения газовой фазы установлены на расстоянии 200-250 мм, один от другого. В общем случае дробление газа происходит под действием трех сил: силы инерции, силы поверхностного натяжения и силы вязкости. В практических случаях характерные числа Рейнольд— са настолько велики, что влиянием вязкости можно пренебречь. Имеющуюся экспериментальную информацию можно квапифицировать по двум категориям: в одной определяющую роль играет взаимодействие сил поверхностного натяжения и вязкости, а в другой доминируют силы поверхностного натяжения и инерции. В двухфазных газожидкостных потоках на основании указанного доминирующими являются сила инерции и сила поверхностного натяжения. 15131 30 Вязкость же нефти для образующихся пузырьков выступает в роли стабилизирующего фактора. При добавлении необходимо иметь такое скоростное (диz 5 намическое) давление (э V /2, обусловленное изменением скорости на расстоянии порядка диаметра газового пузыря, или такое динамическое давление из разности скоростей входа газового потока в жидкость, которре в состоя-. нии преодолеть проверхностнсе натяжение, действуя на газовые выключения или газовый поток разрушающим обра20 30 1. Способ газлифтной цобычи нефти, включающий закачку газа высокого дав45. ления к башмаку колонны насосно-компрессорных труб с последующим возцействием на газонефтяную смесь., о т личающийс я тем,что,с целью повышения эффективности добычи нефти за счет снижения затрат энер-гии, перед закачкой газа высокого давления определяют объем газа, вы-, / деляемого из извлекаемой неАти и, РаствоРенного в ней, а закачку газа .высокого давления осуществляют с учетом предварительна определяемого объема га=а, выделяемого из извлекаемой нефти и раствореннага в ней. зом, B конструктивном отношении для превращения газового потока в пузырьки определенной крупности И перевод их в пристеночную область необходимо осуществлять с помощью трубок, расположенных под углом 90 к потолку. В этом случае газовая Ааза при выходе из патрубков ударяется о более плотную жидкую фазу, превращается в пузырьки. Образование пузырьков происходит за счет удара по причине динамического воздействия из-за разности скоростей движения газа по патрубкам и входа их в жидкую Аазу. Рээ(11 «Пэ,й 2 2 по отношению к величине капиллярного давления 2Q/r, I где p — плотность газовой фазы, (U U — соответственно истинная скорость газовой и жидкой фаз. Экспериментально установлено, что . если отношение динамического давле-» ния П V /2 к капиллярному давлению 26/к„, которое носит название числа Вебера, равно или больше 1,30, то возникает деформация, которая приводит .к дроблению газа, Из этих предпосылок необходимо исходить при определении числа отверстий в узлах для изменения направления газовой фазы, их размера при подаче рабочего агента на забой в колонну НКТ и при определении размера трубок для отвода га/ за из центра на периферию при путе- вом дроблении газа в колонне НКТ. В днище 5 и на боковой поверхности стакана 3 с определенным нагом закрепле.ны полые трубки б и 4. Внутренний диаметр трубок 6 и 4, их количество определяются из критерия Вебера. Со сll) ãêè»I Т скважээну кол оэээн э 1П lx устанавливают эксплуатационные характерист икп скв ажиньэ. Из ме ряют з абайнае давление и темпе1затуру, производят отбор глубинных проб, по которым путем их разгазирования строится график растворимости газа в неАти в эависимости ат давления, определяется фазовое равновесие в заяежи; определяются вязкость плотность нефти в пластовых условиях, состав, вязкость и плотность газа как в пластовых условиях, так и па ступеням разгазиро †; вания и другие величины. Строится ° график изменения давления по глубине скважины в статических и динамических условиях и т.д. Среднее давление на участке забой — устье скважины определяется в зависимости ат параметров скважины. Такими параметрами являются давление забоя и давление на устье скважины. Последнее задается в зависимости от способа эксплуатапии скважины. Для определения объема газ а кот орый растворится в объеме извлекаемой нефти и который выделится из нее, используются изотермы растворимости газа в нефти и закон Генри. Ввод дополнительного сопротивления на пути движения газового патока приводит к выравниванию скоростей фаз смеси, которое в сочетании с дрсб— лением газа способствует образованию гомогенной пузырьковой структуры. Таким образом значительна снижаются затраты энергии и повышается эфАек— тивнасть работы газлиАтных скважин. Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я 1513130 fi э, где P - плотность газа, кг/м Составитель В. Борискина Редактор И. Шулла Техред.JI.Олийнык Корректор О. Ципле Заказ 6052/32 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что объем закачиваемого газа высокого давления поддерживают по значению расходного газо5 содержания смеси в пределах от 0,65, до 0,75 при среднем давлении на участке забой — устье скважины, а значение отношения динамического давления к капиллярному давлению поддерживают из условия il P X rn W = — — — — — — >1 3 е 4r 1 относительная скорость межт ду скоростью выхода газа из трубок U и скоростью движения жидкой фазы 20 (нефти) П, м/с, г„- радиус пузырьков, м; 5 — поверхностное натяжение на границе раздела газ нефть, дн/см или 25 10 н/м. 3. Устройство для газлифтной добычи нефти, содержащее последовательно и концентрично установленные по длине колонны насосно-компрессорных труб, узлы для изменения направления газовойфазы,отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности добыч нефти за счет снижения затрат энергии, каждый из узлов для изменения направления движения газовой фазы выполнен в виде образующего с колонной насосно-компрессорных труб кольцевой зазор для прохода гаэонеф"; тяной смеси и открытого снизу стакана, в стенках которого установлены радиальные трубки, а в днище — наклонные трубки дпя связи полости стакана с кольцевым зазором, причем над стаканом между наклонными трубками установлена конусообразная обечайка. 4. Устройство по п,3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что угол между поверхностью конусообразной обечайки и поперечной плоскостью колонны насосно-компрессорных труб равен о 25-30, а зазор между верхним основанием конусообразной обечайки и колонной насосно-компрессорных труб — 3 — 5 мм. 5. Устройство по п.3, о т л и— ч а ющ е е с я тем, что узлы для. изменения направления движения газовой фазы установлены на. расстоянии 200-250 м один от другого.
