СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ГАЗА ИЗ СКВАЖИНЫ Российский патент 2003 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче нефти и газа.

Известно, что при эксплуатации нефтяных и газовых скважин иногда происходит проникновение газа или нефти соответственно в нефтяную или газовую скважину. Смесь жидкости и газа осложняет эксплуатацию добывающей скважины, так как четочная структура газовых включений приводит к вибрациям в оборудовании скважины, а при образовании газовых конусов может быть причиной вывода из эксплуатации добывающей скважины.

Цель предлагаемого способа - добыча газа и нефти из скважины, в которой одновременно вскрыты залежи нефти и газа.

В практике эксплуатации скважин, содержащих одновременно газ и нефть, используются различные способы эксплуатации таких скважин. Так, например, предложен способ добычи одного газа. При заполнении лифтовых труб нефтью используются специальные газовые эжекторы для удаления жидкости из труб (см. , например, патент 2017941, опубликован 15.08.94 г. Мигулов Р.Н., Шадрин В. И. "Способ удаления жидкости из газовых скважин").

Известен также способ разработки нефтегазовой залежи, когда еще при разбуривании залежи применяются специальные меры по созданию барьеров между нефтью и газом путем закачки воды (патент 2018640, опубликован 30.08.94 г. Умарнев Т.М. "Способ разработки нефтегазовой залежи").

Известен также способ одновременного раздельного забора жидкости из нефтенасыщенной части пласта и газа из газовой шапки путем расположения пакера таким образом, что он разделяет интервалы вскрытия газовой шапки и нефтенасыщенной части пласта и для предотвращения проникновения газа, как наиболее подвижной фракции, через дефекты в уплотнении между стенками скважины и пакера дополнительно поддердживают давление выше гидростатического. Величина этого давления определяется специальными математическими формулами (патент 2018638 с датой публикации 30.08.94 г. Райко В.В. "Способ эксплуатации скважин подгазовых нефтяных залежей и оторочек").

Последний способ выбран в качестве прототипа, т.к. предусматривает одновременную добычу нефти и газа из одной скважины по двум различным лифтам, но в отличии от прототипа предлагаемый способ не требует поддержания определенного давления в эксплуатируемой скважине, что значительно облегчает условия эксплуатации добывающей скважины.

В предлагаемом способе скважина используется как гравитационный сепаратор. При движении газа по скважине происходит адиабатическое изменение скорости его потока, давления и объема газа от устья скважины до забоя. В большинстве практических случаев градиент этих изменений мал и адиабата, по которой нарастает скорость движения потока газа, может аппроксимирована прямой. Исходя из этого предположения хвостовик трубы газового лифта устанавливают на глубине h_x, где скорость подъема газа без учета сужения ствола скважины лифтовыми трубами и башмака меньше 4 м/сек. Эту глубину определяют по формуле:

где h - глубина скважины до газонефтяного контакта
V_х - скорость, при которой не происходит захвата жидкости потоком газа (V_х≤4 м/сек) на глубине расположения башмака газового лифта,
V_з - скорость потока газа в забое скважины,
- градиент изменения скорости потока газа по глубине( h) скважины,
V_y - скорость потока газа в устье скважины.

Скорость в забое скважины V_з и скорость в устье скважины V_у определяют соответственно формулами:


где Q - дебит газа в м³/сек,
Т_з - температура газа на забое скважины,
P_о - атмосферное давление,
Z_з - коэффициент сверхсжимаемости газа на забое скважины,
S - поперечное сечение трубы газового лифта,
Р_з - давление на забое скважины,
Т_ст - стандартная температура, равная 20^oС,
Т_у - температура газа на устье скважины,
Z_y - соответственно коэффициенты сверхсжимаемости газа на устье скважины,
Р_у - давление на устье скважины.

В дальнейшем уменьшение скорости V_x, если это необходимо, производят изменением сечения газового лифта.

Трубу нефтяного лифта спускают заведомо ниже перфорации газонасыщенной и нефтенасыщенной толщины пласта.

В качестве примера использования предлагаемой формулы рассмотрим возможность размещения хвостовика трубы газлифта в газонефтяной скважине, имеющей следующие параметры:
Дебит Q=450 000 нм³/сутки или 5.2 м/сек
Р_з=131.7•10⁵ Па, Р_уст=65.8•10⁵ Па
Т_з=80^oС, Ту=23^oС, h=2000 м.

Коэффициенты сверхсжимаемости для природного газа определены по "Инструкции по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных пластов и скважин". / Под редакцией Г.А. Зотова, З.С. Алиева. М., "Недра", 1980 г. и равны Z_з=0.82, Z_y=0.7.

Согласно расчетам по вышеприведенным формулам имеем: V_з=3.4 м/сек, V_y= 4.9 м/сек, ∝=0.00075, Δh=1200 м.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче нефти и газа. Обеспечивает добычу газа и нефти из скважины, в которой одновременно вскрыты залежи нефти и газа. Сущность изобретения: добывают нефть и газ из скважины. Нефть и газ добывают по разным лифтам. Трубу нефтяного лифта спускают заведомо ниже перфорации нефтенасыщенной толщины пласта. Глубину, на которой устанавливают хвостовик трубы газового лифта, определяют по аналитическому выражению. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ добычи нефти и газа из скважины, при котором нефть и газ идут по разным лифтам, при этом трубу нефтяного лифта спускают заведомо ниже перфорации нефтенасыщенной толщины пласта, отличающийся тем, что хвостовик трубы газового лифта устанавливают на глубине h_x, которую определяют выражением

где h - глубина скважины до газонефтяного контакта;
V_x - скорость, при которой не происходит захвата жидкости потоком газа;
(V_x≤4 м/с) на глубине расположения башмака газового лифта;
V_з - скорость потока газа в забое скважины;
- градиент изменения скорости потока газа от устья до забоя скважины;
V_з - скорость потока газа в забое скважины;
V_y - скорость потока газа в устье скважины,
скорость в забое скважины V_з и скорость в устье скважины V_y определяют соответственно формулами


где Q - дебит газа, м³/с;
Т_з - температура газа в забое;
Р_з - давление на забое скважины;
Р_у - давление на устье скважины;
Р_о - атмосферное давление;
Т_ст - стандартная температура, равная 20^oС;
Т_у - температура газа в устье скважины;
S - поперечное сечение трубы газового лифта;
Z_з, Z_у - соответственно коэффициенты сверхсжимаемости газа в забое и устье скважины;
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что возможное увеличение V_x на входе в газовом лифте уменьшают изменением поперечного сечения газового лифта.