Способ добычи высоковязкой нефти и устройство для его осуществления

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к эксплуатации нефтяных месторождений с высоковязкими нефтями. Способ добычи высоковязкой нефти заключается в том, что спускают в скважину и закрепляют в ней эксплуатационную колонну с последующей перфорацией в области нефтеносного пласта, спускают насосно-компрессорные трубы и скважинный насос, осуществляют дозированную подачу в межтрубное пространство маловязкого вещества, обеспечивающего снижение вязкости нефти, разбавляют высоковязкую нефть, поступающую в скважину через перфорационные отверстия эксплуатационной колонны, маловязким веществом, поднимают разбавленную высоковязкую нефть скважинным насосом и подают разбавленную нефть на устье скважины в систему сбора и подготовки нефти. Используют сдвоенную колонну концентрично расположенных и зафиксированных относительно друг друга колонн насосно-компрессорных труб, по межтрубному пространству которой подают маловязкое вещество в узел смешения, закрепленный на нижней части колонны труб большего диаметра для разбавления поступающего в него из скважины потока высоковязкой нефти. Предложено устройство для реализации вышеуказанного способа. Технический результат - увеличение добычи высоковязкой нефти за счет интенсификации работы скважинного насоса, а также сокращение непроизводительных потерь маловязкого вещества, снижающего вязкость нефти. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к эксплуатации нефтяных месторождений с высоковязкими нефтями.

Известен способ добычи высоковязкой нефти и устройство для его осуществления /RU 2088749, МПК Е21В 43/00, 1997.08.27/, которые обеспечивают увеличение добычи нефти за счет снижения гидравлических сопротивлений при подъеме нефти по затрубному пространству. Согласно способу осуществляют подъем нефти по затрубному пространству насосно-компрессорных труб (НКТ) над установленным на них пакером и подачу по НКТ маловязкой жидкости с дозированием ее в затрубное пространство. Дозирование маловязкой жидкости осуществляют над выпускными отверстиями насоса синхронно двумя потоками. Один из потоков подают радиально на внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны, другой из потоков подают тангенциально на наружную поверхность НКТ. Перед дозированием маловязкой жидкости в затрубное пространство ее перемешивают в НКТ в пространстве ниже выхода радиального потока. Устройство для добычи высоковязкой нефти включает колонну НКТ с хвостовиком и пакером. Внутри НКТ установлен штанговый насос. Его приемочные отверстия соединены с полостью хвостовика. Выпускные отверстия соединены с затрубным пространством над пакером. В НКТ помещен дозирующий узел. Он соединяет полость НКТ с затрубным пространством. Устройство имеет разделительную перегородку выше выкидных отверстий насоса и узел перемешивания. Он расположен над перегородкой. Дозирующий узел выполнен в виде по крайней мере одного ряда радиальных отверстий, в НКТ или в ребрах установленного на НКТ центратора и по крайней мере одного ряда направленных вверх тангенциальных отверстий. Он выполнен в НКТ и расположен выше радиальных отверстий.

Недостатком данного изобретения является то, что на вход насоса подают неразбавленную нефть, что ухудшает работу насоса и снижает его износостойкость. Кроме того, наличие в компоновке пакера усложняет и удорожает эксплуатацию устройства.

Известен также способ добычи высоковязкой нефти /RU 2296856, МПК Е21В 43/24, 2007.04.10/, заключающийся в том, что в обсадную колонну последовательно спускают колонну теплоизолированных труб с пакером на конце, насосно-компрессорных с закрытым и открытым концами труб, причем колонну теплоизолированных труб спускают ниже глубины начала кристаллизации парафина, насосно-компрессорные трубы с закрытым концом до этой глубины, а насосно-компрессорные трубы с открытым концом так, что образуют зазор между насосно-компрессорными трубами с закрытым концом, при этом теплоноситель подают в насосно-компрессорные трубы с открытым концом, нефть поднимают по межтрубному пространству теплоизолированных и насосно-компрессорных труб с закрытым концом, химреагенты и теплоноситель при обработке призабойной зоны пласта подают по тому же межтрубному пространству, причем теплоноситель подают при запакерованной скважине.

Недостатком данного способа является то, что для его осуществления необходимо использование пакера и дополнительной колонны теплоизолированных труб, что усложняет конструкцию и удорожает ее. Кроме того, этот способ применим только при фонтанном способе эксплуатации скважин.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ добычи высоковязкой нефти и устройство, его реализующее /RU 2143546, МПК Е21В 43/00, 1999.12.27/. Способ заключается в следующем: в скважину, добывающую высоковязкую нефть, и в скважину, добывающую маловязкую нефть, спускают и закрепляют эксплуатационные колонны с последующей перфорацией в области нефтеносного пласта, подключают скважины на последовательную работу. Выкидную линию скважины, добывающей маловязкую нефть, соединяют с межтрубным пространством скважины, добывающей высоковязкую нефть. По выкидной линии она поступает в межтрубное пространство скважины, добывающей высоковязкую нефть. Маловязкая нефть постепенно заполняет межтрубное пространство скважины и достигает нижнего конца насосно-компрессорной трубы и, смешиваясь с высокрвязкой нефтью, поступающей в межтрубное пространство через перфорационные отверстия эксплуатационной колонны, поднимается по насосно-компрессорной трубе. За счет работы скважинного насоса смесь маловязкой и высоковязкой нефтей откачивают по выкидной линии. При необходимости, если в выкидную линию скважины с маловязкой нефтью дозировать соответствующий реагент с целью улучшения свойств высоковязкой нефти, достигается эффективное использование реагента, т.к. реагент до забоя доходит быстрее и в смешанном виде в большом количестве маловязкой нефти.

Недостатком данного способа является то, что для реализации известного способа добычи высоковязкой нефти заполнение межтрубного пространства маловязкой нефтью повышает забойное давление скважины, тем самым снижается продуктивность эксплуатируемого пласта. Кроме того, реализация известного способа добычи высоковязкой нефти требует большого количества маловязкой нефти для заполнения межтрубного пространства, образованного эксплуатационной колонной и колонной насосно-компрессорных труб.

Задачей изобретения является увеличение добычи высоковязкой нефти за счет интенсификации работы скважинного насоса, на вход которого подают нефть, разбавленную веществом, снижающим ее вязкость, а также сокращение непроизводительных потерь данного вещества.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе добычи высоковязкой нефти, заключающемся в том, что спускают в скважину и закрепляют в ней эксплуатационную колонну с последующей перфорацией в области нефтеносного пласта, спускают насосно-компрессорные трубы и скважинный насос, осуществляют дозированную подачу в межтрубное пространство маловязкого вещества, обеспечивающего снижение вязкости нефти, разбавляют высоковязкую нефть, поступающую в скважину через перфорационные отверстия эксплуатационной колонны, маловязким веществом, поднимают разбавленную высоковязкую нефть скважинным насосом и подают разбавленную нефть на устье скважины в систему сбора и подготовки нефти, согласно изобретению используют сдвоенную колонну концентрично расположенных и зафиксированных относительно друг друга колонн насосно-компрессорных труб, по межтрубному пространству которой подают маловязкое вещество в узел смешения, закрепленный на нижней части колонны труб большего диаметра, для разбавления поступающего в него из скважины потока высоковязкой нефти.

Поставленная задача решается также за счет того, что в устройстве для добычи высоковязкой нефти, включающем колонну насосно-компрессорных труб, выполненную с возможностью расположения в перфорированной на уровне нефтеносного пласта эксплуатационной колонне, установленный внутри насосно-компрессорных труб скважинный насос, линию дозированной подачи маловязкого вещества, обеспечивающего разбавление высоковязкой нефти, в межтрубное пространство, выпускную линию разбавленной нефти, согласно изобретению колонна насосно-компрессорных труб выполнена в виде двух концентрично расположенных и зафиксированных относительно друг друга колонн насосно-компрессорных труб, на нижнем конце насосно-компрессорной трубы с большим диаметром закреплен узел смешения, состоящий из последовательно соединенных средоразделителя, снабженного гидравлически изолированными радиальными и периферийными продольными каналами и центральным каналом, сообщенным с радиальными каналами и с внутренним пространством колонны труб меньшего диаметра, и заглушенного снизу хвостовика, гидравлически связанного посредством периферийных продольных каналов средоразделителя с межтрубным пространством сдвоенной колонны насосно-компрессорных труб и посредством патрубка с центральным каналом средоразделителя.

Колонны насосно-компрессорных труб могут фиксироваться относительно друг друга посредством замковой опоры.

Устройство, реализующее способ добычи высоковязкой нефти, представлено на следующих чертежах:

на фиг.1 - вертикальный разрез устройства, на фиг.2 - вид А-А на фиг.1.

В эксплуатационной колонне 1 на колонне НКТ большего диаметра 2 установлен средоразделитель 3 с присоединенным хвостовиком 4 с заглушкой 5. В нижней части средоразделителя 3 установлен патрубок 6. В средоразделителе 3 выполнены периферийные продольные каналы 7, изолированные от них радиальные каналы 8 и центральный канал 9.

Сверху в средоразделителе 3 установлен патрубок 10 с замковой опорой 11, в который входит замок 12, установленный в нижней части колонны НКТ 13 меньшего диаметра, расположенного внутри колонны НКТ 2. Внутри колонны НКТ 13 выше замка 12 на замковой опоре 14 посредством замка 15 установлен скважинный насос 16 с колонной штанг 17. Предпочтительно, всю компоновку в сборе размещают в обсадной колонне 1 таким образом, чтобы радиальные каналы 8 средоразделителя 3 находились на уровне перфорационных отверстий 18, выполненных в эксплуатационной колонне 1 и гидравлически связывающих внутреннюю полость 19 эксплуатационной колонны 1 с продуктивным пластом 20. Между колонной НКТ 2 и 13 образовано межтрубное пространство 21.

Подготавливают устройство к работе следующим образом.

На первом этапе внутрь эксплуатационной колонны 1 спускают компоновку в следующем составе: колонна НКТ 2 большего диаметра с присоединенным якорным башмаком 11 и средоразделителем 3 с закрепленным хвостовиком 4 и заглушкой 5 (внутри хвостовика 4 установлен патрубок 6, присоединенный к средоразделителю 3). Всю компоновку опускают до тех пор, пока радиальные каналы 8 средоразделителя 3 не окажутся на уровне перфорационных отверстий 18.

На втором этапе внутрь колонны НКТ большего диаметра 2 опускают компоновку в составе колонны НКТ меньшего диаметра 13 с присоединенной замковой опорой 14, ниже которой установлен замок 12, который входит в замковую опору 11, фиксируя колонну НКТ меньшего диаметра 13 внутри колонны НКТ большего диаметра 2. При этом герметизируются образовавшееся межтрубное пространство 21 и внутренняя полость 22 НКТ меньшего диаметра 13.

На третьем этапе во внутренней полости 22 колонны НКТ меньшего диаметра 13 на колонне штанг 17 устанавливают скважинный насос 16, который посредством замка 15 фиксируется на замковой опоре 14.

Осуществляют предлагаемый способ добычи высоковязкой нефти следующим образом.

С устья скважины (не показано) посредством насоса-дозатора (не показан) по линии дозированной подачи (не показана) в межтрубное пространство 21 подают маловязкое вещество, обеспечивающее снижение вязкости добываемой нефти, и разрушающий АСПО, например ингибитор. Из межтрубного пространства 21 ингибитор через продольные каналы 7 средоразделителя 3 поступает внутрь хвостовика 4, при этом заглушка 5 предотвращает переток ингибитора во внутреннюю полость 19 эксплуатационной колонны 1. Далее ингибитор по патрубку 6 поднимается внутрь средоразделителя 3. Одновременно высоковязкая нефть из продуктивного пласта 20 через перфорационные отверстия 18 протекает во внутреннюю полость 19 эксплуатационной колонны 1, откуда через радиальные каналы 8 нефть поступает в центральный канал 9 средоразделителя 3, где смешивается с ингибитором. Далее разбавленная нефть через патрубок 10, замковую опору 11 и замок 12 поступает во внутреннюю полость 22 колонны НКТ меньшего диаметра 13. Станком-качалкой (не показан) посредством колонны штанг 17 скважинный насос 16 приводят в действие и подают разбавленную нефть на устье скважины в систему сбора и подготовки нефти (не показана).

Предпочтительное расположение сдвоенной колонны НКТ в эксплуатационной колонне таким образом, чтобы радиальные каналы 8 средоразделителя 3 находились на уровне перфорационных отверстий 18, обусловлено тем, что таким образом давление динамического уровня скважины будет способствовать заполнению узла смешения высоковязкой нефтью из пласта. Помимо этого, это приводит к тому, что высоковязкая нефть проходит по НКТ до приема скважинного насоса максимально возможное расстояние, разбавляясь при этом маловязким веществом.

Кроме того, использование сдвоенной колонны НКТ для подачи по ее межтрубному пространству маловязкого вещества и узла смешения, обеспечивающего разбавление независимо поступающих в него потока маловязкой жидкости и потока высоковязкой нефти, исключает преждевременное реагирование в межтрубном пространстве маловязкого вещества и, как следствие, улучшает работу скважинного насоса и сокращает непроизводительные потери данного вещества.

1. Способ добычи высоковязкой нефти, заключающийся в том, что спускают в скважину и закрепляют в ней эксплуатационную колонну с последующей перфорацией в области нефтеносного пласта, спускают насосно-компрессорные трубы и скважинный насос, осуществляют дозированную подачу в межтрубное пространство маловязкого вещества, обеспечивающего снижение вязкости нефти, разбавляют высоковязкую нефть, поступающую в скважину через перфорационные отверстия эксплуатационной колонны, маловязким веществом, поднимают разбавленную высоковязкую нефть скважинным насосом и подают разбавленную нефть на устье скважины в систему сбора и подготовки нефти, отличающийся тем, что используют сдвоенную колонну концентрично расположенных и зафиксированных друг относительно друга колонн насосно-компрессорных труб, по межтрубному пространству которой подают маловязкое вещество в узел смешения, закрепленный на нижней части колонны труб большего диаметра для разбавления поступающего в него из скважины потока высоковязкой нефти.

2. Устройство для добычи высоковязкой нефти, включающее колонну насосно-компрессорных труб, выполненную с возможностью расположения в перфорированной на уровне нефтеносного пласта эксплуатационной колонне, установленный внутри насосно-компрессорных труб скважинный насос, линию дозированной подачи маловязкого вещества, обеспечивающего разбавление высоковязкой нефти, в межтрубное пространство, выпускную линию разбавленной нефти, отличающееся тем, что колонна насосно-компрессорных труб выполнена в виде двух концентрично расположенных и зафиксированных друг относительно друга колонн насосно-компрессорных труб, на нижнем конце насосно-компрессорной трубы с большим диаметром закреплен узел смешения, состоящий из последовательно соединенных средоразделителя, снабженного гидравлически изолированными радиальными, и периферийными продольными каналами, и центральным каналом, сообщенным с радиальными каналами и с внутренним пространством колонны труб меньшего диаметра, и заглушенного снизу хвостовика, гидравлически связанного посредством периферийных продольных каналов средоразделителя с межтрубным пространством сдвоенной колонны насосно-компрессорных труб и посредством патрубка с центральным каналом средоразделителя.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что колонны насосно-компрессорных труб фиксируются друг относительно друга посредством замковой опоры.