УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБВОДНЕННОГО НЕФТЯНОГО ПЛАСТА Российский патент 2004 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к эксплуатации добывающих скважин с обводненными нефтяными пластами.

Известно устройство, содержащее один штанговый насос, спущенный на колонне насосно-компрессорных колонн (НКТ), дифференциальный регулируемый клапан, установленный под приемом насоса, и пакер на хвостовике со всасывающим клапаном, разобщающий зоны притока [1].

Недостатками этого устройства являются:

- сложность конструкции;

- невозможность осуществления раздельной регулировки отбираемых объемов воды и нефти, т.к. оно ограничивает лишь поступление нефти при неограниченном отборе воды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для откачки жидкости из двух зон притока в скважине, разделенных пакером, состоящее из двух штанговых насосов, приемы которых соединены со своими зонами притока, а выкидом является колонна НКТ, на которой они спущены в скважину [2].

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет осуществлять раздельную регулировку соотношения отбираемых объемов по воде и нефти, что снижает эффективность эксплуатации скважин с обводненными нефтяными пластами.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего повысить эффективность эксплуатации скважин с обводненными нефтяными пластами.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим дифференциальный штанговый насос, спущенный на колонне НКТ, и пакер на хвостовике, который установлен в зоне водонефтяного контакта обводненного нефтяного пласта под насосом.

Новым является то, что корпус дифференциального штангового насоса состоит из двух ступенчатых цилиндров и одного сдвоенного полого плунжера со всасывающими и нагнетательными клапанами, образующих две раздельные камеры и имеющих раздельные гидравлические каналы, которые связывают дифференциальный штанговый насос с надпакерной и подпакерной зонами обводненного нефтяного пласта скважины, при этом соотношение отбираемых объемов соответственно нефти и воды из этих зон определяется по следующей зависимости

V₁/V₂=D21

где V₁ - объем воды, который необходимо отобрать из подпакерной зоны притока водонефтяного пласта;

V₂ - объем нефти, который необходимо отобрать из надпакерной зоны притока водонефтяного пласта;

D₁ - внутренний диаметр верхнего цилиндра дифференциального штангового насоса;

D₂ - внутренний диаметр нижнего цилиндра дифференциального штангового насоса.

Новым также является то, что нижняя часть хвостовика расположена ниже подошвы обводненного нефтяного пласта.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства для эксплуатации обводненного нефтяного пласта.

Устройство содержит дифференциальный штанговый насос 1, состоящий из двух ступенчатых полых цилиндров 2 и 3, образующих корпус насоса, и одного сдвоенного полого плунжера 4. Внутреннее кольцевое пространство объемом V₁, образованное корпусом цилиндра 2 и сдвоенным полым плунжером 4, соединено с надпакерной зоной притока нефти через всасывающий клапан 5, а внутреннее цилиндрическое пространство объемом V₂, образованное цилиндром 3, соединено с подпакерной зоной притока воды через всасывающий клапан 6, под которым расположен хвостовик 7 с пакером 8, установленным в зоне водонефтяного контакта обводненного нефтяного пласта 9 скважины 10. Сдвоенный полый плунжер 4 имеет два нагнетательных клапана 11 и 12 для перепускания жидкостей соответственно из надпакерной зоны притока нефти и подпакерной зоны притока воды в надплунжерное пространство.

Необходимые объемы отбора воды и нефти из подпакерной и надпакерной зон соответственно определяются по следующей зависимости

V₁/V₂=D21

гдеV₁ - объем воды, который необходимо отобрать из подпакерной зоны притока водонефтяного пласта;

V₂ - объем нефти, который необходимо отобрать из надпакерной зоны притока водонефтяного пласта;

D₁ - внутренний диаметр верхнего цилиндра дифференциального штангового насоса;

D₂ - внутренний диаметр нижнего цилиндра дифференциального штангового насоса.

Работает устройство следующим образом.

При ходе насосных штанг 14 вверх, приводящих в действие сдвоенный полый плунжер 4 дифференциального штангового насоса 1, происходит одновременная откачка нефти объемом V₁ из надпакерной зоны через всасывающий клапан 5 в верхнее пространство дифференциального штангового насоса и откачка воды объемом V₂ из подпакерной зоны через всасывающий клапан 6 в нижнее пространство дифференциального штангового насоса.

При ходе насосных штанг 14 вниз и соответственно сдвоенного полого плунжера 4 всасывающие клапаны 5 и 6 закрываются, а нагнетательные клапаны 11 и 12 открываются и перепускают жидкости, соответственно нефть и воду, в надплунжерное пространство и колонну НКТ 13.

Устройство позволяет в необходимой пропорции регулировать объемы отбора воды и нефти, исключающего, с одной стороны, образование конуса обводненности в нефтяной зоне притока и добычу нефти с завышенной обводненностью, с другой, - возможность отбора нефти при одновременном предотвращении попадания воды в нефтяную часть пласта.

Источники информации

1. Аналог. Авторское свидетельство №1687771, кл. Е 21 В 43/00, 43/16, F 04 В 47/02, 1991.

2. Прототип. Справочная книга по добыче нефти /Под ред. Ш.К.Гиматудинова. М.: Недра, 1974, с. 548-551.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к эксплуатации добывающих скважин с обводненными нефтяными пластами. Обеспечивает повышение эффективности эксплуатации скважин с обводненными нефтяными пластами. Сущность изобретения: устройство содержит дифференциальный штанговый насос, спущенный на колонне на насосно-компрессорных труб, и пакер на хвостовике. Хвостовик установлен в зоне водонефтяного контакта обводненного нефтяного пласта под насосом. Согласно изобретению корпус дифференциального штангового насоса состоит из двух ступенчатых цилиндров и одного сдвоенного полого плунжера со всасывающими и нагнетательными клапанами, образующих две раздельные камеры и имеющих раздельные гидравлические каналы. Эти каналы связывают дифференциальный штанговый насос с надпакерной и подпакерной зонами обводненного нефтяного пласта скважины. Соотношение отбираемых объемов соответственно нефти и воды из этих зон определено аналитической зависимостью. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для эксплуатации обводненного нефтяного пласта, содержащее дифференциальный штанговый насос, спущенный на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), и пакер на хвостовике, который установлен в зоне водонефтяного контакта обводненного нефтяного пласта под насосом, отличающееся тем, что корпус дифференциального штангового насоса состоит из двух ступенчатых цилиндров и одного сдвоенного полого плунжера со всасывающими и нагнетательными клапанами, образующих две раздельные камеры и имеющих раздельные гидравлические каналы, которые связывают дифференциальный штанговый насос с надпакерной и подпакерной зонами обводненного нефтяного пласта скважины, при этом соотношение отбираемых объемов, соответственно, нефти и воды из этих зон, определяется по следующей зависимости:

V₁/V₂=D21

V₂ - объем нефти, который необходимо отобрать из надпакерной зоны притока водонефтяного пласта;

D₁ - внутренний диаметр верхнего цилиндра дифференциального штангового насоса;

D₂ - внутренний диаметр нижнего цилиндра дифференциального штангового насоса.