Способ фонтанной добычи нефти и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для фонтанной добычи нефти с высоким газовым фактором. Обеспечивает поддержание оптимального забойного давления при максимальном дебите скважины и нефтеотдачу пласта при одновременном исключении опасности отказа системы регулирования работы скважины. Сущность изобретения: по способу измеряют устьевое и затрубное давление в скважине, открывают нефтепровод при повышении по меньшей мере одного из этих давлений до соответствующего верхнего предельного значения, а перекрывают его при понижении по меньшей мере одного из этих давлений до соответствующего нижнего предельного значения. Предельные значения устьевого и забойного давлений выбирают из условия создания оптимального забойного давления, обеспечивающего максимальный дебит скважины и нефтеотдачу пласта. Устройство содержит запорный орган. Он установлен на нефтепроводе. Датчик давления соединен с затрубным пространством скважины и через блок управления - с запорным органом. Имеется датчик давления, соединенный с нефтепроводом и связанный через блок управления с запорным органом. Устройство имеет возможность открытия запорным органом нефтепровода при повышении по меньшей мере одного из измеряемых давлений до верхнего предельного значения и перекрытия нефтепровода при понижении по меньшей мере одного из измеряемых давлений до нижнего предельного значения. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для фонтанной добычи нефти с высоким газовым фактором.

Известен способ фонтанной добычи нефти, заключающийся в установке на нефтепроводе скважины штуцера с отверстиями заданного диаметра (RU 2002045, кл. E 21 B 43/12, 1993). Однако при использовании штуцера с отверстием большого диаметра (8-10 мм) добыча нефти сопровождается снижением забойного давления ниже давления насыщения. Это является причиной выделения газа из нефти и выделения асфальтенов, смол и парафинов в призабойной зоне пласта, снижения нефтеотдачи и КПД скважины. Уменьшение диаметра отверстия штуцера до 6-7 мм приводит к образованию осадков твердых кристаллогидратов газа в наземном оборудовании вследствие дроссельного эффекта, накоплению воды в интервале перфорации и, в конечном итоге, к остановке скважины.

Известен способ фонтанной добычи нефти, заключающийся в том, что поддерживают заданное забойное давление путем открытия и перекрытия нефтепровода с помощью регулятора давления (RU 2030564, кл. E 21 B 43/12, 1995).

Недостатком известного способа является опасность отказа системы при крайне низких температурах окружающего воздуха (-30^oC и ниже), а также необходимость замены регулятора давления на другой с другими параметрами в случае изменения параметров работы нефтяного пласта или системы сбора нефти, что приводит к изменению оптимального забойного давления.

Наиболее близким к предложенному является способ фонтанной добычи нефти, заключающийся в том, что измеряют устьевое давление, открывают нефтепровод при повышении давления до стабильного предельного значения и перекрывают его при понижении давления до нижнего предельного значения, при котором в выбрасываемой жидкости появляется вода (SU 1790671, E 21 B 43/12, 21.01.93).

Известный способ обеспечивает добычу безводной нефти в обводненной скважине, однако не решает задачу поддержания оптимального забойного давления, обеспечивающего максимальный дебит скважины.

Наиболее близким к предложенному является известное устройство для фонтанной добычи нефти, содержащее запорный орган, установленный на нефтепроводе, и датчик давления, соединенный с затрубным пространством скважины и через блок управления - с запорным органом, а также дополнительную емкость, соединенную с затрубным пространством (SU 591582, E 21 B 43/00, 05.02.78).

Известное устройство обеспечивает использование энергии газа, накапливающегося в межтрубном пространстве, для подъема жидкости из скважины, однако не обеспечивает поддержания оптимального забойного давления.

Технический результат, достигаемый в предложенном изобретении, заключается в обеспечении поддержания оптимального забойного давления, обеспечивающего максимальный дебит скважины и нефтеотдачу пласта при одновременном исключении опасности отказа системы регулирования работы скважины. Дополнительно обеспечивается возможность поддержания оптимального забойного давления при изменении параметров работы нефтяного пласта и системы сбора нефти.

Технический результат достигается тем, что в способе фонтанной добычи нефти, заключающемся в том, что измеряют устьевое и затрубное давление в скважине, открывают нефтепровод при повышении, по меньшей мере, одного из этих давлений до соответствующего верхнего предельного значения, а перекрывают его при понижении, по меньшей мере, одного из этих давлений до соответствующего нижнего предельного значения, а указанные предельные давления выбирают из условия создания оптимального забойного давления, обеспечивающего максимальный дебит скважины и нефтеотдачу пласта.

Кроме того, могут измерять пластовое давление и/или давление в системе сбора нефти и при изменении, по меньшей мере, одного их этих давлений повторно выбирают верхние и нижние предельные значения устьевого и затрубного давлений.

Технический результат достигается также тем, что установка для фонтанной добычи нефти содержит запорный орган, установленный на нефтепроводе, и датчик давления, соединенный с затрубным пространством скважины и посредством блока управления - с запорным органом, согласно изобретению снабжена датчиком давления, соединенным с нефтепроводом и связанным через блок управления с запорным органом, и имеет возможность открытия запорным органом нефтепровода при повышении, по меньшей мере, одного из измеряемых давлений до соответствующего верхнего предельного значения и перекрытия запорным органом нефтепровода при понижении, по меньшей мере, одного из измеряемых давлений до соответствующего нижнего предельного значения.

Кроме того, датчики давления могут быть связаны с запорным органом через исполнительный орган, включающий последовательно соединенный редуктор, связанный с запорным органом, реверсивный электродвигатель с концевым выключателем и блок управления, входы которого связаны с датчиком давления.

Кроме того, запорный орган может быть выполнен в виде шарового крана.

Кроме того, датчики давления могут представлять собой электроконтактные манометры.

На чертеже показана схема устройства для фонтанной добычи нефти.

Установка для фонтанной добычи нефти содержит размещенную в скважине колонну насосно-компрессорных труб 1, хвостовик 2 которых погружен в нефтяной пласт 3 и которые соединены с выкидным трубопроводом 4. Затрубное пространство 5 скважины соединено с выкидным нефтепроводом 4 через обратный клапан 6. На выкидном нефтепроводе 4 установлен запорный орган 7, связанный с двумя датчиками давления - электроконтактными манометрами 8 и 9. Электроконтактный манометр 8 соединен с выкидным нефтепроводом 4, а электроконтактный манометр 9 соединен с затрубным пространством 5. Запорный орган 7, предпочтительно шаровой кран, открывается и закрывается с помощью связанного с ним исполнительного органа - редуктора 10, соединенного с реверсивным двигателем 11, имеющим концевой выключатель 12. Блок 13 управления осуществляет связь электроконтактных манометров 8 и 9 с реверсивным двигателем 11 и контроль за работой системы. Блок 13 управления может быть выполнен в виде логического элемента ИЛИ и подает сигнал запуска электродвигателя 11 при подаче сигнала на любой из его входов или на оба его входа от электроконтактных манометров 8 и 9, сигнал на которых возникает при достижении заданного предельного значения.

Наземное оборудование помещено в обогреваемый теплоизолированный кожух 14.

Способ фонтанной добычи нефти реализуется следующим образом.

Вначале скважину исследуют, строят кривые разгазирования, зависимости дебита скважины от забойного давления, а также забойного давления от устьевого и затрубного давлений. На основании полученных данных определяют интервалы устьевого и затрубного давлений, соответствующие оптимальному забойному давлению, которое обеспечивает максимальный дебит скважины и КПД нефтяного пласта. На электроконтактных манометрах 8 и 9 устанавливают верхние и нижние предельные значения соответственно устьевого и затрубного давлений.

В нормальном положении запорный орган 7 закрыт, идет накопление нефти и газа в скважине. При повышении устьевого или затрубного давления до верхнего предельного значения сигнал от соответствующего электроконтактного манометра 8 и 9 поступает на исполнительный механизм, запорный орган 7 открывает скважину. При падении устьевого и затрубного давления до нижнего предельного значения запорный орган 7 перекрывает выкидной нефтепровод 4.

При повышенном выделении газа из пласта повышается затрубное давление и при повышении его до верхнего предельного значения запорный орган 7 открывается и нефть выдавливается в выкидной нефтепровод 4 за счет давления газа в затрубном пространстве 5. После снижения давления газа в затрубном пространстве 5 до нижнего предельного значения запорный орган 7 перекрывается.

Одновременно контролируют параметры работы нефтяного пласта и/или системы сбора нефти, в том числе измеряют пластовое давление и/или давление в системе сбора нефти. При изменении, по меньшей мере, одного из параметров устанавливают новый режим работы запорного органа 7 посредством повторного определения и изменения предельных значений затрубного и устьевого давлений.

Предложенный способ и установка позволяют надежно регулировать забойное давление, что резко снижает опасность разгазирования нефти, выпадения асфальтенов, смол и парафинов в призабойной зоне и накопления воды в интервале перфорации. В результате возрастает отдача пласта, увеличивается дебит скважины и снижаются затраты на проведение ремонтных и аварийно-восстановительных работ.

Формула изобретения

1. Способ фонтанной добычи нефти, заключающийся в том, что измеряют устьевое и затрубное давление в скважине, открывают нефтепровод при повышении по меньшей мере одного из этих давлений до соответствующего верхнего предельного значения, а перекрывают его при понижении по меньшей мере одного из этих давлений до соответствующего нижнего предельного значения, а указанные предельные значения устьевого и забойного давлений выбирают из условия создания оптимального забойного давления, обеспечивающего максимальный дебит скважины и нефтеотдачу пласта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеряют пластовое давление и/или давление в системе сбора нефти и при изменении по меньшей мере одного из этих давлений повторно выбирают верхние и нижние предельные значения устьевого и затрубного давлений.

3. Установка для фонтанной добычи нефти, содержащая запорный орган, установленный на нефтепроводе, и датчик давления, соединенный с затрубным пространством скважины и через блок управления - с запорным органом, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком давления, соединенным с нефтепроводом и связанным через блок управления с запорным органом, и имеет возможность открытия запорным органом нефтепровода при повышении по меньшей мере одного из измеряемых давлений до соответствующего верхнего предельного значения и перекрытия запорным органом нефтепровода при понижении по меньшей мере одного из измеряемых давлений до соответствующего нижнего предельного значения.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что датчики давления связаны с запорным органом через исполнительный орган, включающий последовательно соединенные редуктор, связанный с запорным органом, реверсивный электродвигатель с концевым выключателем и блок управления, входы которого связаны с датчиками давления.

5. Установка по п.3 или 4, отличающаяся тем, что запорный орган выполнен в виде шарового крана.

6. Установка по любому из пп.3 - 5, отличающаяся тем, что датчики давления представляет собой электроконтактные манометры.

РИСУНКИ

Рисунок 1