Способ периодической газлифтной эксплуатации скважины

 

!

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >653382

Союз Советских

Социалистнмесних

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву и (22) Заявлено 05.01.77(21) 2438643/22-03 (51) M. Kn.

E 21 В 43/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гесударственный неинтет

СССР на делам нзебретеннй н открытий

Опубликовано 25.03.795юллетень № 11 (53) УДК 622.276. .52 (088.8}

Дата опубликования описания 28.03.79 (72) Авторы изобретения

И. Г. Белов, М. А. Бурштейн и В. К. Шарапинский

Краснодарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ГАЗЛИФТНОЙ ЭКСПЛУАТАБИИ

СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может использоваться при эксплуатации скважин периодическим газлифтом с применением поршня.

Известен способ периодической газлифтной эксплуатации, заключающийся в том, что выброс жидкости производится за счет энергии накопившегося под плунжером газа (1).

Однако такой способ отличается низкой производительностью.

Наиболее близким к изобретению является способ периодической газлифтной эксплуатации скважины путем накопления жидкости и газа в скважине, снижения давления в трубах и выброса столба жидкости газом и поршнем (2).

Целью изобретения является увеличение коэффициента подачи скважины за цикл.

0ля етого осуществляют фиксацию поршня в нижнем положении, измеряют буферное давление, фиксируют

его максимальный спад и в момент его повышения после максимального спада осуществляют расфиксацию поршня.

На фиг. 1 даны фазы работы установки периодического газлифта, совмещенные с графиком изменения буферного давления за цикл; на фиг. 2 — принципиальная схема устройства, реализуюшего предлагаемый способ.

В герметично закрытой скважине (см. фиг. 1, а, фаза I) идет накопление жидкости и сжатого газа. Жидкость размещается как в подземных трубах, так и в затрубном пространстве вьппе башмака подъемных труб. После открытия выкидного клапана (фаза Ц, точка А) трубный газ уходит в выкидную линию, а неуравновешенное давление затрубного газа продавливает жидкость из кольцевого пространства в подъемные трубы по зазору между стенкой трубной колонны и поршнем. Поршень увлекается обтекаюшей его жидкостью вверх.

После вытеснения всей жидкости из затрубного пространства в подъемные

ЗЗ82 трубы прорывается газ, который начиняет газировать столб жидкости, находящейся под поршнем. Условно назовем эту жидкость хвостовой. Разгазированная хвостовая жидкость постепенно стекает к нижнему амортизатору, а еще неразгазированная продолжает обтекать поршень и увлекать его вверх. Обтекающая жидкость движется быстрее поршня, поэтому через некоторое время линия раздела жидкость-гяз обгоняет поршень и он оказывается в газовой среде.

Ввиду того чтэ плотность газа в несколько сот раз меньше плотности жидкости, поршень не поднимается газом, а падает, погружаясь во взвешенный столб разгазированнэй хвостовой жидкости (фаза 111 ). Падение поршня продолжается до окончания разгазирования столба жидкости, идугцего выше поршня.

Резкое увеличение скорости потока значительно повысит гидродинамическое сопротивление поршня и он снова начнет подниматься (фаза IV ). На этот раз поршень несет над собой некоторую часть утекшей хвостовой жидкости, кроме того, эн подбирает по пути еще и жидкость, утекшую из верхнего столба.

Поскольку все сечение зазора между стенкой трубной колонны и поршнем занято потоком обтекающего газа, какаялибо утечка поднимаемой жидкости мимо поршня невозможна.

Разгазированная жидкость, поднятая без поршня, вьггесняется в выкидную линию (фаза Ч ). Жидкость, поднятая поршнем от башмака из объема утекшей, продолжает двигаться к устью и через некоторое время (фаза VI) вытесняегся в выкидную линию. Выкидной клапан закрывается и поток газожидкостной смеси прекращается. Поршень возвращается HB нижний амортизатор, начинается новый период накопления.

Таким образом, если до момента прорыва газа сквозь рязгазированный столб жидкости поршень успеет дойти до ййжнего амор гизатора, на устье будет поднят весь накопившийся столб жидкости и коэффициент подачи станет равйым единице. Обычно поршень не успевает вернуться на нижний амортизатор, что значительно снижает эффективность способа, так как oHQ в значительной степени зависит от величины утечки иэ столба выбрасываемой жидкости.

Для повышения коэффициента подачи необходимо удержать поршень IIa нижнем г

4 амэртизятope ао начала фазы ЪЧ, т.е. до момента повышения буферного давления после его максимального спада (точка Б).

Сущность предлагаемого способа эксплуатации заключается в удержании поршня на нижнем амортизаторе до момента повышения буферного давления после егэ снижения в начале выброса.

Осуществление этого способа не требует сложного оборудования. Устройство, реализующее предлагаемый способ (см. фиг. 2), состоит иэ захвата — защелки

1 поршня, установленного у нижнего амортизатора, имеющего, например, электромагнитный (соленоидный) привод

2, линии связи 3 и регулирующего устройства 4 на устье скважины, состояше го, например, из электроконтактного

2В манометра. Захват-защелка 1 автоматически захватывает поршень, пришедший на нижний амортизатор, и удерживает его до подачи сигнала от регулирующегэ устройства 4 на привод 2.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В герметично закрытой скважине накапливается жидкость и газ (см.

30 фиг. 1,6, фаза 1 ). Поршень находится

HB нижнем амортизаторе и удерживается захватом-защелкой, так как буферное

/ давление в этот момент имеет значение, близкое к максимальному. После открытия

35 выкиднэго клапана (фаза И ) буферное давление быстро снижается, жидкость продавливается в подъемные трубы, вслед за ней прорывается газ, который начинает газировать выбрасываемый столб жидкос40 ти (фаза tie ). Все это время поршень надежно удерживается на нижнем амортизаторе.

В момент, когда газ полностью раэгаэирует столб жидкости и прорвется

45 сквозь него, начинается подъем буферного давления (фаза !Ч ), регулирующее устройство 4 посылает сигнал приводу захвата-защелки, последняя отпускает поршень. Поршень снимается с нижнего амортизатора и поднимается к устью, подбирая по пути жидкость, утекшую из выбрясыв я емэгэ столб а. П осл едующие фазы (фазы V, Ч и ЧП ) протекают в условиях, аналогичных прототипу. После чего цикл повторяется.

Предлагаемый способ периодической газлифтнэй эксплуатации испытывался ня стендовой скважине % 421

НГДУ "Лбиннефть" объединения

653382

13,6

207

197

"Краснодарнефтегаз", Проведено более

1500 выбросов жидкости при различных . параметрах.

Оптимальные режимы эксплуатации:

Давление затрубное начальное, кгс/см

21,9

Давление буферное начальное, кгс/см 17,1

Давление затрубное конечное, кгс/см

Давление буферное конечное, кгс/см

13,1

Высота взвешенного столба жидкости, м

Выс от а выброш енног о столба жидкости, м

Время задержки поршня (плунжера), с 260

Период выброса жидкости, с 602

При этом коэффициент подачи Pi

=0,952, удельный расход газа Чо 125 м /м и коэффициент полезного действия ) 0,161. Выбросы жидкости проводили без противодавления на устье скважины, глубина спуска труб составляла 911 м.

-Использование предлагаемого способа позволяет увеличить примерно в два раза коэффициент подачи Р, при этом ав

30 томатически в два раза уменьшается удельный расход газа и, следовательно, увеличивается коэффициент полезного действия установок периодического газлифта. Особенно эффективен предлагаемый способ при выбросе малых столбов жидкости (до 100 м), это наиболее часто встречается на практике.

Формула изобретения

Способ периодической газлифтной эксплуатации скважины путем накопления жидкости и газа в скважине, снижения давления в трубах и выброса столба жидкости, газом и поршнем, о т л ич а ю m и и с я тем, что, с целью увеличения коэффициента подачи скважины за цикл, осуществляют фиксацию поршня в нижнем положении, измеряют буферное давление, фиксируют его максимальный спад и в момент его повышения после максимального спада осуществляют расфиксацию поршня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Алехин С. А. и др. Автоматизация периодически работающих скважин, М., "Недра", 1970, с. 76-78.

2. Создание новых типов оборудования и уточнение теории периодической газлифтной эксплуатации скважины (отчет), № 7105904-, Краснодар, НИПИнефть, 1967, с, 82.

653382

Составитель В. Борискина

Редактор Т. Фадеева Техред H. Бабурка Корректор В. Куприянов

Заказ 1238/23 д Тираж 686 Подписное

UHHHIIH Государствеифого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4