СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЯНЫХ МАЛОДЕБИТНЫХ СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 1996 года по МПК E21B43/00 

Изобретение может быть использовано при эксплуатации нефтяных малодебитных скважин с высоким газовым фактором.

Известен способ эксплуатации нефтегазовых скважин, предусматривающий периодическую откачку нефти насосом [1] Перед откачкой нефти ее отстаивают и свободный газ удаляют через кольцевое межтрубное пространство, при этом энергия газа для подъема нефти не используется.

Наиболее близким к заявляемому является способ эксплуатации скважин с малым дебитом жидкости и высоким газовым фактором, предусматривающий пропускание газожидкостного потока через установленные по длине колонны насосно-компрессорных труб перегородки с осевыми каналами, установленные на расстоянии 8-12 м одна от другой [2]
Основными недостатками способа являются: во-первых, узкий диапазон дебитов и газожидкостного соотношения для шайб (перегородок с отверстием) конкретного диаметра, т.е. для каждого случая эксплуатации рассчитывают диаметр шайб, что ограничивает дебит скважин, а при существенном изменении газожидкостного соотношения в процессе эксплуатации ведет к его значительному падению; во-вторых, затрудняется запуск скважин, так как при каждой остановке скважины происходит гравитационное разделение смеси и стекание жидкости через шайбы на забой скважины; в-третьих, отсутствие возможности гидродинамических исследований скважин, так как осевые каналы в перегородках не пропускают канатное оборудование.

Целью изобретения является обеспечение эффективной эксплуатации скважин в широком диапазоне изменения дебитов и газожидкостного соотношения, облегчение запуска скважин и возможность исследования скважин глубинными приборами.

Для достижения поставленной цели в процессе эксплуатации нефтяных малодебитных скважин с высоким газовым фактором, предусматривающей разобщение установленной в скважине лифтовой колонны перегородками на сообщающиеся полости и перепуск газожидкостной смеси из одной полости в другую, проходное сечение в перегородках регулируют, увеличивая его, уменьшая его, соответственно с увеличением или уменьшением расхода газожидкостной смеси, а при отсутствии восходящего потока в лифтовой колонне проходное сечение перекрывают.

Устройство для реализации способа аналогично известному, включающему установленную в скважине лифтовую колонну с перегородками [2] но отличается тем, что перегородки выполнены из упругого материала, например, полиэтилена, и имеют прорези, края которых смыкаются. Перегородки предпочтительно устанавливать в муфтах, соединяющих трубы в колонну.

Изобретение промышленно применимо и имеет изобретательский уровень. В известной информации не выявлено влияние отличительных в заявляемом изобретении признаков на достижение полученного результата.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 дана схема установки перегородки в муфтовом соединении труб, а на фиг.2 сечение по А-А на фиг.1.

При спуске в скважину лифтовой колонны 1 в муфтовые соединения 2 устанавливают перегородки 3 с прорезями 4.

Перегородки могут быть изготовлены литьем из упругого материала, например, полиэтилена, капрона и т.п. Толщина перегородки в центре 1-2 мм, а на краях соответствует зазору между торцами труб в муфтовом соединении (5-10 мм). Диаметр перегородки соответствует диаметру муфты в центральном сечении. Прорези в перегородке образуют лепестки, раскрывающиеся при прохождении газожидкостного потока или при спуске глубинных приборов.

При эксплуатации скважины под действием перепада давления лепестки перегородок раскрываются вверх, пропуская газожидкостную смесь и интенсивно перемешивая ее. При этом, чем выше расход, тем больше площадь пропускного сечения и эффективность перемешивания.

При остановке скважины лепестки смыкаются и отделяют друг от друга пространства между соседними перегородками. В результате в пределах этих пространств происходит гравитационное разделение потока и жидкость накапливается на верхней стороне перегородок, препятствуя прорыву газа через прорези снизу. После пуска скважины газ прорывается через прорези, перемешивается с жидкостью по всей лифтовой колонне одновременно и скважина без переходного периода выходит на режим фонтанирования.

При проведении гидродинамических исследований упругость лепестков обеспечивает беспрепятственное прохождение приборов на забой скважины и обратно.

Известно, что эффективность перемешивания газожидкостных сред и длина участка стабильного движения смеси зависят от конструкции колонны и диаметра труб. На основе большого числа эксплуатационных экспериментов на газожидкостных струйных насосах было получено, что оптимальная длина участка движения газожидкостной смеси после перемешивания на диафрагме с прямоугольными кромками имеет вид

где L длина участка разрушения смеси, м;
D диаметр трубы, м;
D₁ эффективный диаметр диафрагмы, м;
В отношение площади сечения диафрагмы к площади сечения трубы.

Расчеты показывают, что для длины участка устойчивой газожидкостной смеси, равной длине насосно-компрессорной трубы (10 м), при диаметре 62 мм эффективный диаметр диафрагмы не должен превышать 10 мм, т.е. площадь сечения раскрытых прорезей перегородки на максимальном режиме не должна превышать 80 мм ². Эти соотношения лежат в основе расчета конструкции перегородки и выбора материала для ее изготовления.

Экспериментальные исследования на стеклянной модели труб диаметром 10 мм с перегородками из полиэтилена показали, что устойчивое фонтанирование обеспечивается даже при относительной длине погружения 0,05, в то время как без перегородок минимальная относительная глубина погружения для обеспечения устойчивого фонтанирования газожидкостной смеси не ниже 0,3.

Таким образом, эффективность способа не вызывает сомнений.

Изобретение на способ эксплуатации нефтяных малодебитных скважин и устройство для его реализации может быть использовано в широком диапазоне изменения дебитов и газожидкостного соотношения, позволяя исследовать скважину глубинными приборами. Для этого проходного сечения в установленных в лифтовой колонне перегородках регулируют в зависимости от величины расхода газожидкостной смеси, а при отсутствии восходящего потока в лифтовой колонне проходные сечения перекрывают. Для реализации способа перегородки выполнены из упругого материала с прорезями. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ эксплуатации нефтяных малодебитных скважин с высоким газовым фактором, включающий разобщение установленной в скважине лифтовой колонны перегородками на сообщающиеся полости и перепуск газонефтяной смеси из одной полости в другую, отличающийся тем, что проходные сечения в перегородках регулируют в зависимости от величины расхода газожидкостной смеси, а при отсутствии восходящего потока в лифтовой колонне проходные сечения перекрывают. 2. Устройство для эксплуатации нефтяных малодебитных скважин, содержащее установленную в скважине лифтовую колонну с перегородками, отличающееся тем, что перегородки выполнены из упругого материала с прорезями для изменения проходного сечения перегородок при изменении расхода газожидкостной смеси в процессе эксплуатации скважины и перекрытия сечения лифтовой колонны при остановке скважины.