Регулируемый способ подачи реагентов и устройство для его осуществления
Группа изобретений относится к области нефтедобычи, в частности к способам подачи реагентов в скважину и наземное оборудование. Способ включает размещение устройства с реагентом в стволе скважины или во внутритрубном пространстве поверхностного нефтепромыслового оборудования, растворение реагента добываемой жидкостью. В качестве устройства для подачи реагента используется контейнер, состоящий из последовательно соединенных по торцам камер с установленными в каждой камере регулируемыми первичными дозирующими механизмами. Камеры через регулируемые вторичные дозирующие механизмы, расположенные в емкости предварительного смешивания, образующейся между регулируемым первичным дозирующим механизмом и глухой заглушкой камеры, связаны гидравлически с внутрискважинным или внутритрубным пространством. Обеспечивается эффективная стабильная обработка добываемой жидкости, исключаются потери реагента. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к способам регулируемой подачи в скважину и наземное трубное оборудование разных по физическому состоянию и назначению реагентов, а также относится к оборудованию, предназначенному для подачи реагентов в поток жидкости.
Известно устройство для обработки скважинной жидкости (см. патент РФ №2165009, кл. Е21В 37/06, 1999 г.). Известный способ позволяет дозировать реагент в поток пластовой жидкости и одновременно обеспечивает возможность использования устройства как в газлифтных, так и в скважинах, оборудованных глубинными насосами.
Недостатком указанного известного способа является отсутствие возможности обеспечивать регулируемую подачу реагентов в зависимости от технических и технологических параметров работы конкретной скважины. Вместе с этим, указанный известный способ не дает возможность применять одновременно несколько реагентов, разных по составу, агрегативному состоянию (в частности, пастообразного) и целям, т.к. используемое в указанном известном способе устройство приведет в процессе осуществления способа к образованию смеси реагентов с непредсказуемыми свойствами, что приведет к снижению эффективности их защитного действия.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности является способ подачи жидких и твердых реагентов и устройство для его осуществления (см. патент РФ №2342519, кл. Е21В 37/06; С09К 3/00; С23F 11/00, 2008 г.).
Технический результат, достигаемый этим известным способом, заключается в обеспечении возможности использования жидких и твердых реагентов разных видов.
Указанный технический результат достигается указанным способом подачи жидких и/или твердых реагентов в скважину, включающим размещение устройства с жидким и/или твердым реагентом в стволе скважины или во внутритрубном пространстве поверхностного нефтепромыслового оборудования. В качестве указанного устройства используют камерный контейнер из последовательно соединенных по торцам камер с установленными в каждой камере фильтрами (фильтром). Указанные камеры заполнены реагентом одного или разных видов и разного физического состояния. При этом указанные камеры через перфорационные отверстия связаны гидравлически с внутрискважинным (внутритрубным) пространством.
Известный способ подачи реагентов в скважину и во внутритрубное пространство поверхностного нефтепромыслового оборудования не может обеспечить регулируемую подачу реагентов в зависимости от технических и технологических параметров работы конкретной скважины.
Кроме того, при известном способе подачи реагентов имеющиеся в камере незакрытые перфорационные отверстия ведут к потере реагента в процессе его транспортировки от изготовителя до конкретной скважины.
Кроме того, нефтедобывающие предприятия не могут заказать и оплатить известные устройства (контейнеры с реагентом (реагентами)) для всего, осложненного отложениями солей, асфальто-смоло-парафиновых веществ (АСПВ), коррозией и образованием эмульсий, фонда добывающих скважин.
Кроме того, практически невозможно определить точное время выхода скважины с определенными техническими и технологическими параметрами работы в ремонт и, следовательно, время использования приобретенных ранее контейнеров с реагентами. Из-за этого контейнеры могут храниться в складских помещениях длительный срок, не принося пользы, то есть предприятие терпит прямые убытки.
При приобретении известных устройств (контейнеров с реагентом (реагентами)) во время ремонта, из-за времени приобретения и доставки его на предприятие, существенно увеличивается время капитального (подземного) ремонта скважин (КРС (ПРС)), что приводит к прямым потерям добычи нефти и дополнительному простою бригад подземного и капитального ремонта скважин, что также требует дополнительных финансовых затрат.
Цель изобретения: обеспечить регулируемую подачу реагентов в зависимости от технических и технологических параметров работы каждой конкретной скважины и исключить потери реагента в процессе его транспортировки от изготовителя до конкретной скважины. При этом реагенты могут быть как разного химического состава, направления действия (ингибиторы отложения асфальто-смоло-парафиновых веществ (АСПВ), коррозии, солеотложения и образования эмульсий), так и разного физического состояния (жидкие и/или твердые). При этом применение контейнеров с регулируемой подачей реагентов может использоваться в скважинах с различным дебитом, при разных способах добычи нефти (ЭЦН, ШГН и фонтанном), при любой плотности добываемой жидкости, вязкости и обводненности добываемой нефти, при добыче нефти из коллекторов с разной степенью проницаемости и любым пластовым давлением.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый регулируемый способ подачи реагентов в скважину и устройство для его осуществления включает наличие регулируемых первичных и вторичных дозирующих механизмов для подачи реагентов. Регулируемые первичные и вторичные дозирующие механизмы обеспечивают возможность регулировки выноса реагента и/или его раствора. В качестве таких механизмов можно использовать фильтры различной пропускной способности, шайбы с регулируемой перфорацией, сменные жиклеры, задвижки, поворотные заслонки, при движении которых изменяется пропускная способность каналов дозирования, болты и другие механические приспособления, направленные на регулирование потока реагента или его раствора. В зависимости от технических и технологических параметров работы скважины благодаря наличию этих регулируемых механизмов в стандартном контейнере с жидкими и/или твердыми реагентами различных видов и назначения на поверхности, перед спуском в любую скважину, остановленную на ремонт, технолог, контролирующий проведение работ на скважине при КРС (ПРС), производит регулировочные работы по величине подачи реагента путем настройки первичного и вторичного дозирующих механизмов, изменяя их пропускную способность. (Например: замена жиклеров или закрытие/открытие части отверстий и пр.) Таким образом обеспечивается подача реагента в минимальных, эффективных и достаточных концентрациях в конкретную скважину, с ее технико-технологическими параметрами, учитывающими дебит, обводненность и тому подобное.
Подготовленный таким образом контейнер опускается в ствол скважины выше интервала перфорации, но ниже начала проявления проблемы (солеотложения, АСПО, коррозии). Далее происходит стандартное растворение реагентов потоком жидкости, поступающей в предлагаемое устройство через первичные и вторичные дозирующие механизмы.
Камеры (9) контейнера (см. чертеж), выполненные из металла или другого обеспечивающего необходимую прочность материала, представляют собой полые цилиндры с регулируемыми первичными (7) и вторичными (5) дозирующими механизмами. В качестве примера на чертеже изображены удаляемые болты (12) и фильтры различной плотности (7), гидравлически связанные со скважиной или внутритрубным пространством поверхностного оборудования. В верхнем и нижнем конце каждой камеры установлены съемные глухие заглушки (3). Камеры соединены между собой последовательно по торцам посредством гибкой связи (4) или жестко муфтой (2). Камеры заполняются жидким и/или твердым реагентом одного или разных направлений действия (10, 6, 11).
Камеры, соединенные между собой, (контейнер) присоединяются к фильтру (НКТ 2,5")(1) и далее к башмаку лифтовых труб и работают следующим образом: добываемая жидкость через регулируемые вторичные дозирующие механизмы (5), находящиеся в части камеры (емкости) для предварительного смешивания, образующейся между глухой заглушкой (3) и регулируемым первичным дозирующим механизмом (7) или между двумя регулируемыми первичными дозирующими механизмами, в случае использования камеры с содержащимися в ней одновременно реагентами разного вида и/или разного физического состояния, поступает в емкость для предварительного смешивания (8) и далее через регулируемый первичный дозирующий механизм (7) - в камеру (9) с реагентом (6, 10, 11), в которой начинается его растворение. Далее часть реагента, растворенная в поступившей жидкости, через регулируемый первичный дозирующий механизм (7), попадает в емкость для предварительного смешивания (8). Далее этот раствор через регулируемый вторичный дозирующий механизм (5), регулирующий выход реагента или его раствора и расположенный в той части камер контейнера, которая образуется между регулируемым первичным дозирующим механизмом и глухой заглушкой камеры (3), поступает в жидкость, находящуюся в трубном пространстве скважины или во внутритрубном пространстве поверхностного нефтепромыслового оборудования. Процесс растворения и выхода реагента в добываемую жидкость идет постоянно до полного его растворения. Таким образом, происходит длительная, стабильная самодозировка реагента, без дополнительных насосов и др. дозирующих устройств в минимальных, эффективных и достаточных концентрациях с учетом технико-технологических параметров работы конкретной скважины. Далее обработанная таким образом жидкость поступает в лифтовые трубы или идет по технологической цепочке.
Контейнер размещается в стволе скважины в интервале перфорации или выше его, но ниже начала проявления проблемы. Можно устанавливать контейнер с опорой на забой. Контейнер можно установить в поверхностном оборудовании. При этом площадь сечения обходного звена трубы, в которое помещается контейнер, должна быть не менее суммы площадей рабочего трубопровода и контейнера в его максимальном сечении (область муфты), то есть контейнер лежит в обходном звене трубы, опираясь на муфты. Предлагаемый контейнер, обустроенный регулируемыми первичными и вторичными дозирующими механизмами подачи реагентов можно применять для подачи как жидких, так и твердых: порошкообразных, гранулированных и пастообразных реагентов. Кроме того, предлагаемый контейнер можно применять при любых плотности и вязкости добываемой жидкости и любой обводненности добываемой нефти.
Кроме того, контейнер с регулируемой подачей реагентов позволяет подавать жидкие и твердые реагенты в скважины как с прямым, так и с искривленным стволом, его можно применять в скважинах, оборудованных ЭЦН, ШГН и фонтанных, добывающих нефть из коллекторов с разной степенью проницаемости и любым пластовым давлением.
Предлагаемый регулируемый способ подачи реагентов обеспечивает без дополнительных дозирующих устройств длительный, стабильный, минимальный, эффективный и достаточный вынос жидких и твердых реагентов различного химического состава и направления действия (ингибиторов АСПО, коррозии, солеотложения и образования эмульсии) с учетом технико-технологических параметров работы конкретной скважины.
Кроме того, за счет предлагаемого регулируемого способа подачи реагентов можно увеличить количество ступеней дозирования, что приведет к более точной дозировке жидкого и/или твердого реагента, что, в свою очередь, обеспечивает длительный, стабильный, минимальный, эффективный и достаточный вынос реагента.
Кроме того, предлагаемый регулируемый способ подачи жидких и/или твердых реагентов обеспечивает возможность существенно расширить ассортимент используемых реагентов, тем более, что в настоящее время более половины всех используемых для целей предотвращения АСПО, коррозии, солеотложения и образования эмульсий реагентов имеют жидкую консистенцию.
Кроме того, контейнер с предлагаемым регулируемым способом подачи реагентов с учетом параметров работы конкретной скважины, состоящий из отдельных камер с полностью закрытыми дозирующими механизмами, легко транспортируется в собранном и заправленном реагентом состоянии, что не требует привлечения специального оборудования и средств для их транспортировки, сборки и заправки на месторождении и обеспечивает доставку реагента до самой скважины и, по сравнению с известным устройством, полностью исключает его потери в процессе транспортировки.
Предлагаемое устройство применяется для реализации заявляемого способа и работает следующим образом.
Для изготовления одной камеры берут отрезок трубы диаметром 50-170 мм и длиной 0,5-5 м, с одного конца камеры крепят съемную глухую заглушку и регулируемый первичный дозирующий механизм, в образовавшейся емкости для предварительного смешивания монтируют регулируемые вторичные дозирующие механизмы. Далее камеру заполняют жидким и/или твердым реагентом, в случае необходимости устанавливают второй регулируемый первичный дозирующий механизм. Крепят съемную глухую заглушку и соединяют с другой камерой в единый контейнер. Собранный из необходимого числа камер, заполненных жидкими и/или твердыми реагентами одного или разного видов и направления действия, контейнер крепится к лифтовым трубам и опускается в скважину на необходимую глубину - ниже начала проявления проблемы. Жидкость поступает из пласта через отрегулированные вторичные дозирующие механизмы (5) в емкости для предварительного смешивания, далее через отрегулированные первичные дозирующие механизмы - в камеру с реагентом. Одновременно происходит встречное движение жидкого реагента или раствора твердого реагента в добываемой жидкости через отрегулированные первичные дозирующие механизмы в емкость для предварительного смешивания и далее через отрегулированные вторичные дозирующие механизмы - во внутритрубное пространство.
Постоянный и стабильный характер растворения жидких и/или твердых реагентов во всех камерах контейнера, свободное поступление добываемой жидкости любой плотности, вязкости и обводненности через регулируемые механизмы в камеры контейнера к жидким и твердым реагентам обеспечивает автономный длительный, стабильный минимальный, эффективный и достаточный вынос реагентов различного химического состава и направления действия (ингибиторов АСПО, коррозии, солеотложения и образования эмульсий) с учетом технико-технологических параметров работы конкретной скважины.
Опытно-промысловые испытания регулируемого способа подачи реагентов были проведены:
в ОАО «НГК «Славнефть» - 38 скважин;
в ЗАО «ЛУКОЙЛ-АИК» - 28 скважин;
в ОАО «ВТК» - 20 скважин;
в ОАО «Удмуртнефть» - 10 скважин;
в ОАО «РИТЭК» - 20 скважин;
в ЗАО «Иреляхнефть» - 1 скважина;
всего в 117 скважинах.
В указанных испытаниях использовались жидкие и твердые реагенты одного или нескольких направлений действия.
Таким образом, заявляемый регулируемый способ подачи жидкого и/или твердого реагентов и устройство для его осуществления позволяют обеспечить стабильную обработку добываемой жидкости жидкими и твердыми реагентами одного или разного вида, одного или разных направлений действия на протяжении длительного периода до 500 сут.
1. Способ подачи реагента в нефтедобывающую скважину или во внутритрубное пространство поверхностного нефтепромыслового оборудования, включающий размещение устройства с реагентом в стволе скважины или во внутритрубном пространстве поверхностного нефтепромыслового оборудования и растворение реагента добываемой жидкостью, проникающей в устройство в виде связанного с лифтовыми трубами или внутритрубным пространством камерного контейнера, представляющего собой несколько полых цилиндров с регулируемыми вторичными дозирующими механизмами, гидравлически связанными со скважиной или внутритрубным пространством, отличающийся тем, что указанным устройством осуществляют дозированную подачу жидких и/или твердых порошкообразных, пастообразных и гранулированных реагентов, в качестве указанного устройства используют камерный контейнер из последовательно соединенных по торцам камер с установленными в каждой камере регулируемыми первичными дозирующими механизмами, при этом указанные камеры заполнены реагентом одного или разных видов и разного физического состояния жидких или твердых, при этом указанные камеры через регулируемые вторичные дозирующие механизмы, расположенные в емкости предварительного смешивания, образующейся между регулируемым первичным дозирующим механизмом и глухой заглушкой камеры, связаны гидравлически с внутрискважинным или внутритрубным пространством.
2. Устройство для подачи жидкого и/или твердого пастообразного, порошкообразного, гранулированного реагента в скважину или во внутритрубное пространство поверхностного нефтепромыслового оборудования, выполненное в виде камерного контейнера, состоящего их отдельных камер для размещения в них реагента, представляющих полые цилиндры с регулируемыми вторичными дозирующими механизмами, гидравлически связанными со скважиной, отличающееся тем, что в каждой камере контейнера установлены регулируемые первичные дозирующие механизмы для реагентов разных видов, разного физического состояния и разного назначения, заполняющих камеры контейнера, при этом регулируемые вторичные дозирующие механизмы, через которые осуществляется гидравлическая связь с внутрискважинным или внутритрубным пространством, расположены в той части камер контейнера, которая образуется между регулируемыми первичными дозирующими механизмами и глухой заглушкой камеры в емкости предварительного смешивания.
