Способ добычи флюида из двух пластов одной скважины и насосно-эжекторная установка для его осуществления



Способ добычи флюида из двух пластов одной скважины и насосно-эжекторная установка для его осуществления
Способ добычи флюида из двух пластов одной скважины и насосно-эжекторная установка для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2550613:

Николаев Олег Сергеевич (RU)

Группа изобретений относится к области горного дела, в частности к нефтедобыче, и может быть использована для добычи нефти из двух пластов одной скважины с малым содержанием газа. Технический результат - повышение надежности эксплуатации скважины. Способ включает откачивание нефти из нижнего пласта центробежным насосом с подачей под давлением в сопло жидкоструйного эжектора. Этим эжектором одновременно с нефтью из нижнего пласта откачивают нефть из верхнего пласта по колонне насосно-компрессорных труб в устье скважины. При этом нефть из нижнего пласта нагнетают в сопло жидкоструйного эжектора ламинарным течением потока нефти с малым содержанием газа. Откачивание нефти в устье скважины производят центробежным насосом с напором, задаваемым из условия распределения давления на подъем масс нефти из нижнего пласта в сопло жидкоструйного эжектора и смеси нефти из обоих пластов по колонне насосно-компрессорных труб и на работу жидкоструйного эжектора. Проходные сечения сопла и камеры смешения жидкоструйного эжектора задают прямо пропорциональными дебиту нижнего пласта и дебиту обоих пластов скважины соответственно. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

 

Группа изобретений относится к области горного дела, в частности к нефтедобыче, и может быть использована для добычи нефти из двух пластов одной скважины, преимущественно с малым содержанием газа.

Известен способ добычи флюида из двух пластов одной скважины, включающий спуск в скважину на колонне насосно-компрессорных труб по меньшей мере одного пакера для разобщения пластов скважины, жидкоструйного эжектора и центробежного насоса, откачку флюида из нижнего пласта центробежным насосом с подачей под давлением в сопло жидкоструйного эжектора, последним одновременно с флюидом из нижнего пласта откачивают флюид из верхнего пласта по колонне насосно-компрессорных труб в устье скважины.

Известна струйная скважинная насосная установка, содержащая колонну насосно-компрессорных труб с установленными на ней верхним пакером выше верхнего пласта, нижним пакером между верхним и нижним пластами скважины и струйным насосом, сопло последнего со стороны входа в него сообщено с колонной труб ниже струйного насоса и с наружной стороны - с верхним пластом. К нижнему концу колонны насосно-компрессорных труб присоединен центробежный насос. Нижний пакер расположен не более 10 м ниже подошвы верхнего пласта, а верхний пакер - не более 10 м выше его кровли. (Патент RU №2278996 С1, МПК F04F 5/54, опубл. 20.03.2014. Струйная скважинная насосная установка.) Данное техническое решение принято за прототип.

Недостатком известного технического решения является возникновение турбулентности в потоке жидкости на выходе из центробежного насоса, приводящей к вспениванию нагнетаемой жидкости и колебанию давления на входе в сопло струйного насоса и, как следствие, к отключению установки, что снижает эффективность добычи нефти и отрицательно влияет на срок службы электропривода центробежного насоса.

Основной задачей, на решение которой направлены заявляемые технические решения, является повышение эффективности эксплуатации скважин путем исключения сбоев в работе жидкоструйного эжектора при содержании в нефти газа менее 100 м3/т.

Техническим результатом является повышение эффективности эксплуатации скважин с содержанием в нефти газа менее 100 м3/т за счет исключения сбоев в работе жидкоструйного эжектора.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе добычи нефти из двух пластов одной скважины, разобщенных пакером, включающем откачивание нефти из нижнего пласта центробежным насосом с подачей под давлением в сопло жидкоструйного эжектора, последним одновременно с нефтью из нижнего пласта откачивают нефть из верхнего пласта по колонне насосно-компрессорных труб в устье скважины, согласно предложенному техническому решению нефть из нижнего пласта нагнетают в сопло жидкоструйного эжектора ламинарным течением потока нефти с малым содержанием газа, а откачивание нефти в устье скважины производят центробежным насосом с напором, задаваемым из условия распределения давления на подъем масс нефти из нижнего пласта в сопло жидкоструйного эжектора и смеси нефти из обоих пластов по колонне насосно-компрессорных труб и на работу жидкоструйного эжектора, при этом проходные сечения сопла и камеры смешения жидкоструйного эжектора задают прямо пропорциональными дебиту нижнего пласта и дебиту обоих пластов скважины соответственно.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной насосно-эжекторной установке для добычи нефти из двух пластов одной скважины, содержащей спускаемые в скважину на колонне насосно-компрессорных труб электроприводной центробежный насос с силовым кабелем, жидкоструйный эжектор, соединенный входом в сопло с трубой, в которой установлен обратный клапан, и по крайней мере один пакер с кабельным вводом, разобщающий пласты скважины, согласно предложенному техническому решению,

на выходе центробежного насоса установлен ресивер, соединенный трубой с входом в сопло жидкоструйного эжектора, на выходе из ресивера установлен вышеупомянутый обратный клапан, а в канале подвода флюида из верхнего пласта скважины в приемную камеру эжектора установлен второй обратный клапан, при этом жидкоструйный эжектор выполнен с проходными сечениями сопла и камеры смешения прямо пропорциональными дебиту нижнего пласта и дебиту обоих пластов скважины соответственно;

на колонне насосно-компрессорных труб может быть установлен дополнительный пакер с кабельным вводом на уровне выше канала подвода нефти из верхнего пласта скважины в приемную камеру жидкоструйного эжектора.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленных способа добычи нефти из двух пластов одной скважины и насосно-эжекторной установки для его осуществления, отсутствуют. Следовательно, заявляемые технические решения соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявляемых технических решений, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемых технических решений преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, каждое из заявляемых технических решений соответствуют условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявленные технические решения могут быть использованы на скважинах для добычи нефти из двух пластов одной скважины с содержанием в нефти газа менее 100 м3/т. Следовательно, заявляемые технические решения соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

В настоящей заявке на выдачу патента соблюдено требование единства изобретений, поскольку заявленные способ добычи нефти из двух пластов одной скважины и насосно-эжекторная установка для его осуществления предназначены для повышения эффективности добычи нефти. Заявленные технические решения решают одну и ту же задачу - повышение эффективности добычи нефти.

На фиг. 1 схематично показана насосно-эжекторная установка для добычи нефти из двух пластов одной скважины; на фиг. 2 - то же, оснащенная дополнительным пакером с кабельным вводом.

Сущность предложенного способа добычи нефти из двух пластов одной скважины заключается в следующем.

Добычу нефти из двух пластов I и II одной скважины, разобщенных пакером, ведут центробежным насосом с откачиванием нефти с малым содержанием газа (менее 100 м3/т) из нижнего пласта I ламинарным течением потока нефти по трубе в сопло жидкоструйного эжектора, последним одновременно откачивают нефть из верхнего пласта II по колонне насосно-компрессорных труб в устье скважины. Откачивание нефти производят центробежным насосом с напором, заданным из условия распределения давления на подъем масс нефти из нижнего пласта I скважины по трубе в сопло жидкоструйного эжектора и смеси нефти из обоих пластов I и II по колонне насосно-компрессорных труб в устье скважины и на работу жидкоструйного эжектора, который определяют из условия:

Рэцн≥тмнснктстр,

где

Рэцн - напор нефти, создаваемый центробежным насосом;

тмнс - масса нефти между центробежным насосом и жидкоструйным эжектором;

тнкт - масса смеси нефти из обоих пластов I и II скважины в колонне насосно-компрессорных труб;

рстр - потеря давления на работу жидкоструйного эжектора.

Проходное сечение сопла жидкоструйного эжектора выполнено размером, прямо пропорциональным дебиту Q1 нижнего пласта I скважины, и определяется по формуле:

Sc=K1·Q1,

где

Sc - площадь проходного сечения сопла жидкоструйного эжектора,

Q1 - дебит нижнего пласта I скважины,

K1 - коэффициент пропорциональности.

Проходное сечение камеры смешения жидкоструйного эжектора выполнено размером, прямо пропорциональным сумме дебитов (Q1+Q2) обоих пластов I и II скважины, и определяется по формуле:

Sk=K2·(Q1+Q2),

где

Sk - площадь проходного сечения камеры смешения жидкоструйного эжектора,

Q1 - дебит нижнего пласта I скважины,

Q2 - дебит верхнего пласта II скважины,

K2 - коэффициент пропорциональности.

Насосно-эжекторная установка для добычи нефти из двух пластов одной скважины содержит спускаемые в скважину на насосно-компрессорных трубах 1 центробежный насос 2 с погружным электроприводом 3, последний герметично соединен с силовым кабелем 4 электропитания привода 3 центробежного насоса 2, жидкоструйный эжектор 5 и по крайней мере один пакер 6 с кабельным вводом, разобщающий нижний пласт I и верхний пласт II в затрубном пространстве 7. На выходе центробежного насоса 2 установлен ресивер 8, соединенный трубой 9 с входом в сопло 10 эжектора 5. На выходе из ресивера 8 установлен обратный клапан 11. В канале 12 подвода нефти из верхнего пласта II скважины в приемную камеру 13 эжектора 5 установлен второй обратный клапан 14 (Фиг. 1). Жидкоструйный эжектор 5 выполнен с проходным сечением сопла 10, прямо пропорциональным дебиту Q1 нижнего пласта I скважины, и с проходным сечением камеры смешения 15, прямо пропорциональным дебиту обоих пластов I и II скважины. На колонне насосно-компрессорных труб 1 может быть установлен дополнительный пакер 16 с кабельным вводом на уровне выше канала 12 подвода нефти из верхнего пласта II скважины в приемную камеру 13 эжектора 5, исключающий возможную депрессию верхнего пласта I скважины (Фиг. 2).

Пример осуществления способа добычи нефти из двух пластов одной скважины с помощью насосно-эжекторной установки для его осуществления

Электроприводной центробежный насос 2 с погружным электроприводом 3 и силовым кабелем 4, жидкоструйный эжектор 5 и по крайней мере один пакер 6 с кабельным вводом, разобщающий пласты скважины, устанавливают в скважине на колонне насосно-компрессорных труб 1. Нефть с содержанием газа менее 100 м3/т откачивают одновременно из верхнего пласта II с дебитом Q2=20 м3/сут и из нижнего пласта I с дебитом Q1=60 м3/сут в устье скважины центробежным насосом 2 с напором Рэцн=9,7 МПа, задаваемым из условия распределения давления Рэцн на подъем массы тмнс нефти из нижнего пласта I по трубе 9 в сопло 10 жидкоструйного эжектора 5 и массы тнкт смеси нефти обоих пластов I и II скважины по колонне насосно-компрессорных труб 1 и потерю давления рстр на работу жидкоструйного эжектора 5, из условия:

Рэцн≥тмнснктстр.

Для выполнения этого условия проходное сечение Sc сопла 10 жидкоструйного эжектора 5 выполнено с диаметром 3,8 мм, прямо пропорциональным дебиту Q1 нижнего пласта I согласно формуле:

Sc=K1·Q1.

Проходное сечение Sk камеры смешения 15 жидкоструйного эжектора 5 выполнено с диаметром 5,4 мм, прямо пропорциональным дебиту (Q1+Q2) обоих пластов I и II скважины, согласно формуле:

Sk=K2·(Q1+Q2).

Из центробежного насоса 2 нефть нижнего пласта I с содержанием газа менее 100 м3/т и дебитом Q1=60 м3/сут турбулентным течением потока перетекает в ресивер 8, в котором происходит сглаживание колебаний давления нефти, вызываемых пульсирующей подачей и прерывистым потоком нефти из центробежного насоса 2, перетекает ламинарным течением через обратный клапан 11 ресивера 8 с напором Рэцн=9,7 МПа по трубе 9 в сопло 10 с диаметром 3,8 мм жидкоструйного эжектора 5 и далее через приемную камеру 13 в камеру смешения 15 с диаметром 5,4 мм жидкоструйного эжектора 5. Одновременно с нефтью из нижнего пласта I жидкоструйным эжектором 5 откачивают нефть из верхнего пласта II с дебитом Q2=20 м3/сут через затрубное пространство 7 скважины, обратный клапан 14 по каналу 12 и приемную камеру 13 жидкоструйного эжектора 5 в колонну насосно-компрессорных труб 1. Из камеры смешения 15 жидкоструйным эжектором 5 смесь нефти из обоих пластов I и II с дебитом 80 м3/сут поднимается с напором 5,0 МПа по колонне насосно-компрессорных труб 1 в устье скважины. После выключения работы насосно-эжекторной установки нефть из колонны насосно-компрессорных труб 1 под воздействием собственного веса устремляется обратно в скважину и перекрывает обратный клапан 14 в канале 12 после приемной камеры 13 жидкоструйного эжектора 5 и обратный клапан 11 ресивера 8 перед центробежным насосом 2.

Использование предлагаемых способа добычи нефти из двух пластов одной скважины и насосно-эжекторной установки для его осуществления позволит повысить эффективность эксплуатации скважин с содержанием газа менее 100 м3/т и исключить сбои в работе жидкоструйного эжектора установки.

1. Способ добычи нефти из двух пластов одной скважины, разобщенных пакером, включающий откачивание нефти из нижнего пласта центробежным насосом с подачей под давлением в сопло жидкоструйного эжектора, последним одновременно с нефтью из нижнего пласта откачивают нефть из верхнего пласта по колонне насосно-компрессорных труб в устье скважины, отличающийся тем, что нефть из нижнего пласта нагнетают в сопло жидкоструйного эжектора ламинарным течением потока нефти с малым содержанием газа, а откачивание нефти в устье скважины производят центробежным насосом с напором, задаваемым из условия распределения давления на подъем масс нефти из нижнего пласта в сопло жидкоструйного эжектора и смеси нефти из обоих пластов по колонне насосно-компрессорных труб и на работу жидкоструйного эжектора, при этом проходные сечения сопла и камеры смешения жидкоструйного эжектора задают прямо пропорциональными дебиту нижнего пласта и дебиту обоих пластов скважины соответственно.

2. Насосно-эжекторная установка, содержащая спущенные в скважину на колонне насосно-компрессорных труб электроприводной центробежный насос с силовым кабелем, жидкоструйный эжектор, соединенный входом в сопло с трубой, в которой установлен обратный клапан, и по крайней мере один пакер с кабельным вводом, разобщающий пласты скважины, отличающаяся тем, что на выходе центробежного насоса установлен ресивер, соединенный трубой с входом в сопло жидкоструйного эжектора, на выходе из ресивера установлен обратный клапан, а в канале подвода флюида из верхнего пласта скважины в приемную камеру жидкоструйного эжектора установлен второй обратный клапан, при этом жидкоструйный эжектор выполнен с проходными сечениями сопла и камеры смешения прямо пропорциональными дебиту нижнего пласта и дебиту обоих пластов скважины соответственно.

3. Насосно-эжекторная установка по п. 2, отличающаяся тем, что на колонне насосно-компрессорных труб установлен дополнительный пакер с кабельным вводом на уровне выше канала подвода флюида из верхнего пласта скважины в приемную камеру жидкоструйного эжектора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины. Насосная пакерная система включает в себя спущенный в скважину и посаженный между пластами пакер и выше него насосную установку, состоящую из электродвигателя с кабелем, гидрозащиты, телеметрии, нижнего и верхнего насосов с приемными узлами и кожуха с кабельным вводом, верхний конец которого охватывает приемный узел нижнего насоса, а нижний конец расположен ниже электродвигателя.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для одновременно-раздельной добычи нефти. Установка содержит устьевой силовой агрегат, погружной гидропривод с подвижным ступенчатым плунжером, связанный с устьевым силовым агрегатом при помощи гидравлических каналов, передающих знакопеременные нагрузки через приводную среду на него.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации нефтяных месторождений с высокой обводненностью добываемой продукции.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к системе и соответствующему способу добычи углеводородов из нескольких поземных пластов, а также к смешиванию или к одновременному извлечению таких углеводородов.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разработке и эксплуатации нефтяных пластов с зонами различной проницаемости. Устройство включает колонну труб, оснащенную фильтрами и пакерами снаружи, выполненными в виде пластырей, установленных с учетом длины зон с соответствующей проницаемостью.

Изобретение относится к селективному освоению и обработке многопластовой скважины или пласта, состоящего из зон с различной проницаемостью. Устройство содержит патрубки с отверстиями, размещенными напротив каждого из продуктивных пластов или зон с различной проницаемостью, герметично разделенных между собой пакерами.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устьевому оборудованию скважин для одновременно-раздельной эксплуатации двух объектов.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применена для одновременно-раздельной добычи скважинного флюида из двух пластов одной скважиной.

Группа изобретений относится к способам и средствам, обеспечивающим измерение параметров продуктивных слоев, и может быть применена для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины.

Изобретение относится к скважинным насосным установкам и может быть применено для одновременно-раздельной эксплуатации скважин. Установка содержит колонну лифтовых труб, пакер с кабельным вводом, гидравлический коллектор, возвратно-поступательный насос и электроприводной центробежный насос с запорно-промывочным клапаном, соединенный с пакером промежуточной трубой, и кабель электропитания.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разработке и эксплуатации нефтяных пластов с зонами различной проницаемости, в том числе с помощью боковых и боковых горизонтальных стволов из эксплуатационных колонн.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к технологиям ремонта скважин. Технический результат - повышение эффективности глушения скважин за счет обеспечения надежной и продолжительной изоляции притока пластового флюида в ствол скважины на время операций по ремонту скважины.

Изобретение относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции нефтяных скважин на нефть и воду.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности и, в частности, к области выборочного управления потоком текучих сред - флюидов, поступающих в эксплуатационную колонну скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения оптимальной депрессии на нефтяной пласт. Техническим результатом является повышение точности определения оптимальной депрессии на пласт.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности при добыче нефти с больших глубин, более 500 м, и при содержании в нефти газов. Техническим результатом изобретения является исключения или уменьшения эффекта кавитационной эрозии насосно-компрессорных труб.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и используется для оптимизации процесса добычи нефти с помощью штанговых глубинных насосов. Техническим результатом является вывод скважины в автоматическом режиме на максимальный объем добычи нефти.

Группа изобретений относится к скважинным устройствам для установки в стволе скважины в подземной зоне и к способам регулирования потока в стволе скважины в подземной зоне.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для регулирования притока флюида в скважину. Система содержит проточную камеру, через которую протекает многокомпонентный флюид, причем данная камера содержит, по меньшей мере, один вход, выход и, по меньшей мере, одну конструкцию, расположенную по спирали относительно выхода, способствующую закручиванию потока многокомпонентного флюида по спирали вокруг выхода.

Изобретение относится к регулированию сопротивления потоку в подземной скважине. Техническим результатом является повышение эффективности регулирования сопротивления потоку флюида в скважине.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применена для фонтанной, газлифтной эксплуатации скважин, эксплуатации скважин глубинно-насосными установками, комбинированной эксплуатации, в частности для перепуска избыточного давления газовой среды и отсечения нефтегазоводяной скважинной жидкости. Клапан перепускной газовый отсекатель состоит из корпуса, втулки, клапана поплавкового типа и кожуха, которые закреплены гайками. В корпусе выполнены отверстия для сообщения межтрубного пространства с внутренней полостью НКТ. В кожухе выполнены отверстия для перепуска газа. Во втулке выполнены сквозные отверстия. В корпусе установлены клапанные пары, состоящие из седла и шарика. В верхней части клапана поплавкового типа имеются уплотнительные фаски. Седло клапана поплавкового типа имеет ответные уплотнительные фаски. Технический результат заключается в повышении эффективности автоматического отсечения нефтегазоводяной скважинной жидкости, поступающей из затрубного пространства в клапан перепускной газовый отсекатель. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх