СИСТЕМА ДОБЫЧИ НЕФТИ Российский патент 1998 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к системам механизированной добычи газонефтяной смеси из скважин.

Известна система добычи нефти, включающая скважину, глубинно-насосную установку, состоящую из глубинного насоса с индивидуальным приводом, подводящие и отводящие трубопроводы нефти (см. кн. А.П.Силаш "Добыча и транспорт нефти и газа". Часть 1. Пер с англ. М. Недра, 1980, 375 с. Пер. изд. ВНР, 1975, с. 251-252).

Данная система обеспечивает извлечение нефти на поверхность для дальнейшей переработки.

Недостаткам системы является снижение добычи нефти в процессе ее функционирования, вызванное следующим. В процессе работы системы из нефти, поступающей на забой, выделяется газ, который, в основном, скапливается в затрубном пространстве скважины. В результате этого давление в затрубном пространстве и, соответственно, забойное давление растут, что приводит к снижению притока нефти из пласта, к снижению дебита скважины и уменьшению добычи нефти.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является система добычи нефти, включающая глубиннонасосную установку, скважину, вспомогательный компрессор, всасывающая линия которого соединена с затрубным пространством скважины, подводящие и отводящие трубопроводы нефти и газа (см. там же, с. 282-284). Данная система позволяет увеличить добычу нефти за счет снижения забойного давления путем откачки газа вспомогательным компрессором из затрубного пространства скважины.

Однако недостатком известной системы остается низкая надежность и связанное с ней снижение добычи нефти, обусловленное следующим. В процессе добычи нефти происходит неравномерное выделение газа, связанное с неравномерностью поступления нефти из пласта, колебанием характеристик нефти (в первую очередь, ее обводненности), прорывом газа, устойчивым ростом обводненности нефти в процессе длительной добычи нефти. Если количество газа, выделяющегося из нефти и поступающего в затрубное пространство, превышает производительность компрессора, то давление в затрубном пространстве возрастает, что приводит к росту забойного давления и снижению притока нефти. Если поступление газа меньше производительности компрессора, то давление в затрубном пространстве и всасывающей линии компрессора снижается, что приводит при дальнейшем снижении давления к повышению температуры в камере сжатия компрессора и его аварийному отключению (или выходу из строя), в итоге к остановке добычи.

Решаемая техническая задача состоит в том, что необходимо создать такую систему добычи нефти, которая бы при минимальных затратах на реконструкцию имеющихся в промышленности технологических схем обеспечивала бы надежное и эффективное извлечение нефти и газа с забоя скважины на поверхность.

Целью предлагаемой системы является увеличение добычи нефти за счет повышения надежности ее работы.

Поставленная цель достигается описываемой системой добычи нефти, включающей глубиннонасосную установку, скважину, компрессор, всасывающий патрубок которого соединен с затрубным пространством скважины, подводящие и отводящие трубопроводы жидкости и газа.

Новым является то, что всасывающий патрубок компрессора соединен общим коллектором с затрубным пространством двух и более скважин, причем, по крайней мере, одна из скважин соединена с общим коллектором и выкидным газопроводом через регуляторы давления.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявленная совокупность отличительных признаков. Следовательно, предлагаемая система отвечает критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена принципиальная технологическая схема системы добычи нефти.

Система содержит: скважины 1 и 1', включающие затрубное пространство 2, насосно-компрессорные трубы 3, глубинные насосы 4 с приводом 5, компрессор 6 с всасывающим патрубком 7, общий коллектор 8, соединяющий всасывающий патрубок 7 с затрубным пространством 2 скважин 1 и 1', регуляторы давления 9 и 10, выкидной газопровод 11, газопровод 12, обратный клапан 13, нефтепровод 14, групповую замерную установку 15.

Установка работает следующим образом.

В процессе работы глубинного насоса 4 (обычно типа штангового или центробежного), приводимого в действие приводом 5 (станком-качалкой или погружным электродвигателем), нефть с забоя скважины по насосно-компрессорным трубам 3 извлекается на поверхность, поступает по нефтепроводу 14 на групповую замерную установку 15 для замера объема добычи и далее на сборный пункт. Одновременно с работой насоса 4 компрессор 6 производит откачку газа из затрубного пространства 2 скважин 1, что приводит к снижению забойного давления, увеличению притока нефти и к росту добычи нефти. После выведения системы в режим достигается устойчивая максимальная добыча нефти.

При уменьшении количества газа, выделяющегося из нефти и поступающего в затрубное пространство, давление в затрубном пространстве 2 скважин 1 падает. При снижении давления ниже заданного срабатывает регулятор давления 9, в результате чего газ из затрубного пространства 2 скважины 1' поступает в общий коллектор 8, что приводит к росту давления на приеме (всасывающем патрубке 7) компрессора 6 до исходного значения. Тем самым исключается критическое снижение давления на приеме компрессора 6 и повышение температуры в камере сжатия компрессора, предотвращается перегрев и разрушение уплотнителей цилиндра, заклинивание поршня и аварийный останов. Давление газа в затрубном пространстве 2 скважины 1' поддерживают на уровне, обеспечивающем достаточный запас газа для подпитки общего коллектора 8 при длительном нарушении режима (от нескольких суток до десятков суток). При снижении давления в затрубном пространстве 2 скважины 1' ниже заданного срабатывает регулятор давления 10, в результате чего газ из выкидного газопровода 11 поступает в затрубное пространство скважины 1' и восстанавливает заданное давление. При повышении давления в затрубном пространстве скважины 1' избыточное количество газа сбрасывается по газопроводу 12 через обратный клапан 13 в нефтепровод 14.

Производительность компрессора принимают равной максимально возможному количеству газа, выделяющегося из нефти, что обеспечивает работу системы в режиме, исключающем превышение поступления газа в затрубное пространство 2 над его откачкой компрессором 6.

Таким образом, в процессе функционирования системы давление в затрубном пространстве скважин 1 и, следовательно, забойное давление, не растут выше заданного (установившегося в процессе стабильной работы), в результате объем добычи нефти не снижается. В то же время давление на приеме компрессора 6 не снижается ниже заданного, так как при снижении давления газ подается в общий коллектор 8 из затрубного пространства 2 скважины 1, в результате повышается надежность (исключаются аварийные остановы) и возрастает добыча нефти.

Пример конкретного выполнения.

Нефть добывается из скважин 1 и 1', оборудованных станками-качалками типа СК-8. Суммарная добыча жидкости из скважин 1 составляет 19,1 м³/сут, обводненность 40 то есть добыча нефти плотностью 0,86 т/м³ составляет 9,87 т/сут. Газовый фактор нефти равен 35 м³ /т, таким образом максимальное количество газа, поступающего в затрубное пространство скважин 1, достигает значения 345,5 м³/сут. Подвесной (к балансиру станка-качалки) компрессор с производительностью 0,24 нм³/мин откачивает газ из затрубного пространства скважин 1, при этом давление в затрубном пространстве скважин 1 равно 0,1 МПа. Давление в затрубном пространстве скважины 1 установилось на уровне 0,3 МПа. Нефть от глубинного насоса и газ от компрессора поступают в нефтепровод, давление в котором равно 0,6 МПа. В результате прорыва воды в забой резко увеличилась обводненность добываемой жидкости до 80 соответственно уменьшилось абсолютное значение добычи нефти (до 3,3 т/сут) и объема газа, поступающего в затрубное пространство (до 0,08 м³/мин). В результате превышения производительности компрессора (0,24 м³/мин) над поступлением газа (0,08 м³/мин) давление в затрубном пространстве скважин 1 и общем коллекторе 8 упало ниже 0,1 МПа, что привело к срабатыванию регулятора давления 9, обеспечивающего переток газа из затрубного пространства скважины 1' в общий коллектор и восстановление исходного давления 0,1 МПа. Таким образом, при данной системе добычи нефти уменьшение количества газа, поступающего в затрубное пространство, не привело к остановке компрессора и связанного с ним станка-качалки.

Результаты, полученные при испытании известного и предлагаемого устройств, приведены в таблице, откуда видно, что в результате при использовании предлагаемой системы добыча жидкости осталась на прежнем уровне (19,1 м³/сут), а добыча нефти не прекратилась (равна 3,3 т/сут) в отличие от известной системы (добыча равна 0).

Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы добычи нефти складывается за счет повышения добычи нефти.

Назначение: изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к системам механизированной добычи газонефтяной смеси из скважин. Сущность изобретения: система содержит две и более скважины, включающие затрубное пространство 2, насосно-компрессорные трубы 3, глубинные насосы 4 с приводом 5, компрессор 6 с всасывающим патрубком 7, общий коллектор 8, соединяющий всасывающий патрубок 7 с затрубным пространством 2 скважин, регуляторы давления 9 и 10, выкидной газопровод 11, газопровод 12, обратный клапан 13, нефтепровод 14, групповую замерную установку 15. При снижении давления в затрубном пространстве скважин ниже заданного срабатывают соответствующе регуляторы давления. В результате газ из затрубного пространства поступает в общий коллектор. Это приводит к росту давления на приеме компрессора до исходного значения. 1 табл., 1 ил.

Система добычи нефти, включающая глубинный насос с приводом, скважину, компрессор, всасывающий патрубок которого соединен с затрубным пространством скважины, подводящие и отводящие трубопроводы жидкости и газа, отличающаяся тем, что всасывающий патрубок компрессора соединен общим коллектором с затрубным пространством двух и более скважин, причем по крайней мере одна из скважин соединена с общим коллектором и выкидным газопроводом компрессора через регуляторы давления.