Способ закачки в пласт газированной жидкости

 

Сущность изобретения. К забою скважины жидкую и газообразную фазы доставляют одновременно-раздельно по самостоятельным каналам. Смешивают фазы непосредственно вблизи продуктивного пласта на забое. Сжатие жидкой и газообразной фаз происходит под действием столбов жидкой и газообразной фаз. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам закачки в пласт газированной жидкости. Известен способ закачки в пласт газированной жидкости с использованием энергии водоструйного насоса, установленного на устье скважины. Недостаток известного способа состоит в том, что жидкость в скважину с устья закачивается вместе с газом, в результате чего плотность рабочего агента газожидкостной смеси существенно снижается, а гидравлические потери возрастают, и для компенсации потери гидростатического напора столба газированной жидкости для достижения необходимой приемистости пласта требуется создание избыточного устьевого давления за счет использования более мощного наземного оборудования (насосов, компрессоров и др.). Другим недостатком известного способа является то, что транспортирование по насосно-компрессорным трубам с устья скважины до глубины залегания продуктивного пласта газированной жидкости сопровождается разделением жидкой и газообразной фаз, что приводит к осложнению технологического процесса. Требуется применение диспергирующих устройств структурообразователей (пенообразователей) и др. Кратковременные или длительные остановки технологического процесса закачки газированной жидкости приводят к разделению фаз в наземной системе нагнетательных трубопроводов, в насосно-компрессорных трубах, в затрубном пространстве, что существенно осложняет последующее восстановление режима нагнетания. Требуется ликвидация образовавшихся газовых мешков и пробок путем продувки наземных нагнетательных систем и подземного скважинного оборудования. Нарушается экологическая обстановка на промысле. Цель изобретения сокращение энергозатрат способа закачки в пласт газожидкостной смеси. Цель достигается за счет увеличения гидростатического напора столба жидкости и сокращения гидравлических потерь на трение в НКТ путем транспорта к забою жидкой и газообразной фаз одновременно-раздельно по самостоятельным каналам до их смещения непосредственно вблизи продуктивного пласта, а сжатие столбов жидкой и газообразной фаз происходит под действием столбов жидкой и газообразной фаз в скважине. В качестве устройства для смешивания низконапорного газа с жидкостью возможно использование, например, жидкостно-газового эжектора (водоструйного насоса), устанавливаемого в скважине в нижней части колонны насосно-компрессорных труб над пакером. В целях отказа от использования пакера как наименее надежного элемента подземного оборудования возможно применение установленных концентрически в скважине двух колонн насосно-компрессорных труб, концы которых подсоединены к эжектору таким образом, что по внутренней колонне, например, нагнетается вода, а по межколонному кольцевому пространству газ. При этом обеспечивается возможность образования газожидкостной смеси при величине давления газа намного ниже величины давления закачиваемой жидкости за счет энергии закачиваемой жидкости и ее более высокой плотности. Это позволяет при осуществлении способа ограничиться применением только насосного оборудования, исключив применение сложных энергоемких компрессорных мощностей и оборудования газоподготовки. Для повышения эффективности способа в качестве пассивной газовой среды в скважину на прием жидкостно-газового эжектора (водоструйного насоса) подается не просто газ, а газ, обогащенный жидкостью. При этом достигается большая плотность газовой смеси и возрастает ее гидростатический подпор на приеме эжектора, что повышает КПД процесса. На чертеже показана схема устройства по осуществлению предлагаемого способа закачки в пласт газожидкостной смеси. От насосной установки 1, например блочной кустовой насосной станции (БКНС), жидкость, например вода, под некоторым избыточным давлением подается через водораспределительную батарею (ВРБ) 2 по нагнетательному водоводу 3 в нагнетательную скважину 4А и прокачивается по колонне насосно-компрессорных труб 51 через жидкостно-газовый эжектор 6, установленный над пакером 7, перекрывающим затрубное пространство 8. Газонефтяная смесь, поступающая из нефтяных скважин, пройдя на групповой установке (ГУ) 9 через нефтераспределительную гребенку, замерное устройство 10, например, типа "Спутник", поступает в горизонтальный сепаратор-отстойник 11, из которого нефть, пройдя сепарацию, насосом 12 откачивается в нефтяной коллектор, а газ вместе с капельной жидкостью из поддона сепаратора-каплеуловителя 13 по газопроводу 14 с введенным в него ПАВ с помощью дозаторного блока 15, минуя факел 16, поступает в затрубное пространство 8 нагнетательной скважины 4А и далее на прием жидкостно-газового эжектора 6, где происходит подсос и смешивание газа с жидкостью и закачка газожидкостной смеси, обработанной ПАВ, в пласт 17. Избыток газа по газопроводу 18 сбрасывается в газовый коллектор системы газосбора. На том же чертеже показана скважина 4Б с беспакерной схемой осуществления способа закачки в пласт газожидкостной смеси с использованием в этих целях двух колонн насосно-компрессорных труб (5¹ и 5¹¹). В целях повышения эффективности процесса эжектирования в поток газа подается вода, например, из нагнетательного водовода 3 путем частичного перепуска по перемычке в целях увеличения плотности газа. За счет более плотного гидростатического столба достигается поступление газа на прием жидкостно-газового эжектора 6 при большем давлении, чем давление газа первой ступени сепарации. Пример осуществления способа по предлагаемой схеме с указанием параметров рабочего процесса приводится ниже. Вода, обработанная ПАВ, например неонолом АФ-12, с помощью дозаторного блока Бр-10 из расчета 50 г на 1 м³ воды подается под давлением, например, 10 МПа в скважину и по колонне насосно-компрессорных труб 5¹ длиной 1000 м прокачивается через жидкостно-газовый эжектор 6 в объеме 1 тыс. м³/сут. На прием эжектора 6 по затрубному пространству 11 в ту же скважину 4 с групповой установки (ГУ) 9 под давлением 0,5 МПа подается попутный нефтяной газ первой ступени сепарации. При потере давления на эжекторе 5 МПа за счет эжекторного эффекта в поток воды вовлекается газ в объеме 10 тыс. м³/сут из расчета 10 м³ газа на 1 м³ прокачиваемой воды. Давление нагнетания газожидкостной смеси на глубине залегания продуктивного пласта 12 (1000 м) составляет 15 МПа. Ниже приведены сравнительные параметры известного технологического процесса и предлагаемого. Как следует из данных таблицы, предлагаемый способ позволяет при поддержании на устье давления жидкости 10 МПа закачивать в пласт под давлением 15 МПа жидкость вместе с газом, имеющим на поверхности первоначальное давление 0,5 МПа. Причем уменьшение давления закачиваемой жидкости на устье на 5 МПа достигается только за счет осуществления предлагаемого способа. В случае, если смешивание газа с водой производится на поверхности, то для закачки смеси в пласт под давлением 15 МПа потребуется поддерживать на устье давление 15 МПа, т.е. на 5 МПа больше. Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что он может быть осуществлен на удаленных и рассредоточенных как вновь вступающих, так и долго разрабатывающихся нефтяных, нефтегазовых, газоконденсатных месторождениях, а также на месторождениях с запасами пресной и технической воды. В последних случаях в качестве газовой фазы может быть использован воздух или его составляющие для более эффективного процесса вытеснения и подъема воды на поверхность.

Формула изобретения

СПОСОБ ЗАКАЧКИ В ПЛАСТ ГАЗИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ, включающий сжатие и газообразной фаз, смешивание, подвод к устью скважины, транспорт к забою и закачку в пласт, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат за счет увеличения гидростатического напора столба жидкости и сокращения гидравлических потерь на трение в насосно-компрессорных трубах, транспорт к забою жидкой и газообразной фаз осуществляют одновременно-раздельно по самостоятельным каналам до их смешения непосредственно вблизи продуктивного пласта, а сжатие жидкой и газообразной фаз происходит под действием столбов жидкой и газообразной фаз в скважине.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2