ЗАБОЙНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗЛИФТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН Российский патент 2005 года по МПК E21B43/00 

Описание патента на изобретение RU2252310C2

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для добычи пластовой жидкости, и может быть использовано при добыче нефти из мало- и среднедебитных скважин.

Известно устройство плунжерного лифта [см. кн. “Эксплуатация нефтяных и газовых скважин”. М., Недра, 1989 г., с.306], содержащее плунжерный лифт, включающий колонны подъемных труб с нижним пружинным амортизатором, устьевую арматуру с верхним пружинным амортизатором, который имеет клапан, закрывающийся снизу вверх, при этом плунжер свободно перемещается в подъемных трубах и выполняет роль подвижной перегородки, причем выкид скважины постоянно открыт.

Применение данного устройства позволяет уменьшить проскальзывание газа относительно жидкости, обеспечивая ее равномерный отбор.

Однако газлифтная добыча пластовой жидкости посредством плунжерного лифта отличается трудоемкостью работ по подготовке подъемных труб, технологическими трудностями регулирования работы скважины, а также тем, что работа без плунжера или замена плунжера поршнем невозможны.

Известен также гидропакерный лифт для периодической эксплуатации газлифтных скважин со свободным поршнем-плунжером [см. там же, с.307], при этом выкид скважины перекрыт.

Применение устройства позволяет эксплуатировать скважину без поршня-плунжера, т.к. управление работой осуществляется автоматами-регуляторами цикла, открывая и закрывая выкидной клапан, либо по заданному затрубному давлению, либо по заданным интервалам времени, либо по комбинированному использованию давления и времени.

Недостатком эксплуатации скважины с таким устройством является низкая эффективность работы газлифта и ограниченность использования, т.к. успешность работы зависит от пластового давления, которое постоянно изменяется, вызывая нарушение работы замерных установок. При малых давлениях у башмака подъемных труб газлифтная эксплуатация становится энергетически и экономически неэффективной.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому забойному устройству для газлифтной эксплуатации скважин является забойное устройство непрерывного газлифта, включающее колонны подъемных труб, установку в подъемных трубах пусковых и рабочего клапанов, пакер [см. кн. А.П.Силаш "Добыча и транспорт нефти и газа”, т.1, М., “Недра”, 1989 г., с.162].

Забойное устройство эффективно в скважинах с высоким забойным давлением и высокой производительностью, т.е. в высокодебитных скважинах, так как в этих условиях удельный расход нагнетаемого газа удерживается на низком уровне.

Недостатком данного устройства является ограниченность использования, т.к. с уменьшением производительности скважин, когда они переходят в разряд мало- или среднедебитных, снижается коэффициент полезного действия (КПД) нагнетаемого газа из-за увеличения разницы скоростей жидкой и газовой фаз, что в конечном итоге приводит к увеличению удельного расхода газа.

Технической задачей предлагаемого забойного устройства для газлифтной эксплуатации скважин является расширение функциональных возможностей за счет эффективного использования его на мало- и среднедебитных скважинах.

Поставленная задача достигается описываемым забойным устройством для газлифтной эксплуатации скважин, содержащим колонну подъемных труб, пакер для изоляции затрубного пространства, подъемные трубы с пусковыми и рабочим клапанами.

Новым является то, что подъемные трубы дополнительно снабжены забойным устройством, установленным в месте расположения рабочего клапана, причем забойное устройство сообщено с затрубным пространством через газовую трубку с отверстиями в нижней части и с упором на его нижнее основание, при этом подъемные трубы ниже забойного устройства перфорированы, а продуктивный пласт изолирован пакером, спущенным на подъемных трубах, снабженных обратным клапаном.

Заявляемая совокупность отличительных признаков позволяет расширить функциональные возможности забойного устройства для газлифтной эксплуатации скважин путем непрерывного газлифта за счет эффективного использования его на мало- и среднедебитных скважинах, стабилизируя процесс газлифта при сокращении удельного расхода нагнетаемого газа, условно увеличивая скорость подъема жидкости за счет создания последовательного поступления в подъемные трубы жидкости и газа, обеспечивая, тем самым, полезную работу газа на весь объем поднимаемой жидкости.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявляемая совокупность отличительных признаков. Следовательно, предлагаемый объект отвечает критерию изобретения “изобретательный уровень”.

На фиг.1 схематично показан принцип газлифтной эксплуатации скважин предлагаемым забойным устройством.

На фиг.2 представлен механизм газлифтной эксплуатации скважин предлагаемым забойным устройством - поэтапно:

а) начальный цикл: вытеснение жидкости нагнетаемым газом - повышение давления нагнетаемого газа и снижение уровня раздела фаз пластовая жидкость - газ, поступление в подъемную колонну только пластовой жидкости;

б) последующее снижение уровня раздела фаз до поступления нагнетаемого газа в рабочий клапан и поступление пластовой жидкости в подъемную колонну;

в) этап начала поступления нагнетаемого газа через рабочий клапан в подъемную колонну, поступление в подъемную колонну только газа;

г) последующее поступление газа в подъемную колонну до повышения уровня раздела фаз в затрубном пространстве и нижней части подъемных труб до рабочего клапана - процесс замещения нагнетаемого газа пластовой жидкостью.

Забойное устройство для газлифтной эксплуатации скважин содержит: колонну подъемных труб 1, пакер для изоляции затрубного пространства 2, пусковые 3 и рабочий клапан 4, забойное устройство 5, установленное в месте расположения рабочего клапана 4, причем забойное устройство 5 сообщено с затрубным пространством через газовую трубку 6 с отверстиями 7 в нижней части и с упором на его нижнее основание, при этом подъемные трубы 1 ниже забойного устройства 5 перфорированы 8, а продуктивный пласт 9 изолирован пакером 2, спущенным на подъемных трубах 1, снабженных обратным клапаном 10.

Устройство работает следующим образом.

Предлагаемое забойное устройство для газлифтной эксплуатации скважин было испытано на Иреляхском месторождении в Якутии.

В скважину с обсадной колонной с внутренним диаметром 0,13 м, пробуренную на глубину 2160 м на продуктивный терригенный пласт 9 спустили колонну подъемных труб 1 диаметром 60×5 (фиг.1) с пусковыми клапанами 3 на глубинах 960 и 1560 м и с рабочим клапаном 4 (отверстия) на глубине 2000 м. Рабочий клапан 4 расположен внутри забойного устройства 5. В забойное устройство 5 установили газовую трубку 6 с отверстиями 7 в нижней части с упором на нижнее основание устройства. Рабочий клапан 4 сообщается с затрубным пространством через газовую трубку 6. Ниже устройства 5 подъемные трубы 1 перфорированы отверстиями 8, а продуктивный пласт 9 изолирован пакером 2, спущенным на подъемных трубах, снабженных обратным клапаном 10. Забойное устройство 5 с газовой трубкой 6 при этом выполняет функцию регулятора последовательной подачи жидкости и газа в подъемную трубу 1.

Перед оборудованием скважины предлагаемым забойным устройством были определены параметры пласта, исходные данные по эксплуатации скважины и расход нагнетаемого газа (прототип).

Пластовое давление - 14,6 МПа

Коэффициент продуктивности - 20 м3/сут МПа

Давление насыщения нефти газом - 13,3 МПа

Плотность нефти в пластовых условиях - 800 кг/м3

Газовый фактор – 70 м33

Кровля интервала перфорации - 2134 м

Обводненность добываемой продукции - безводная

Давление нагнетания газа (после регулятора расхода) - 9 МПа

Давление на устье - 1,5 МПа

Дебит пластовой жидкости - 24 м3/сут

Забойное давление - 13,4 МПа

Расход нагнетаемого газа - 3600 м3/сут

Удельный расход нагнетаемого газа - 150 м33

После чего приступили к эксплуатации скважины с предлагаемым забойным устройством.

Пусковые клапаны 6 выполняют ту же функцию, что и в прототипе.

Механизм газлифтной эксплуатации скважины с предлагаемым забойным устройством приведен на фиг.2, а-г.

На фиг.2, а линия раздела фаз жидкость-газ находится выше рабочего клапана 4. Давление газа и жидкости над клапаном 10 больше, чем под клапаном 10, поэтому клапан 10 закрыт. Идет вытеснение пластовой жидкости из затрубного пространства в подъемную трубу 1. Дальнейшее вытеснение жидкости из затрубного пространства и снижение уровня раздела фаз приведено на фиг.2, б. Вытеснение пластовой жидкости из затрубного пространства в подъемную трубу 1 происходит до тех пор, пока уровень раздела фаз пластовая жидкость-газ не снизится ниже отверстия 7 в газовой трубке 6. С этого момента начинается поступление только газа в подъемную трубу 1 (фиг.2, в). До тех пор пока газ не вытеснит жидкость до устья скважины (на фиг.2 не показано) давление над пакером 10 будет больше, чем под пакером.

С момента появления газа на устье скважины расход газа из подъемной трубы значительно превышает поступление газа в затрубное пространство, поэтому давление над пакером 2 снижается и становится меньше, чем под пакером, при этом открывается клапан 10 и начинается поступление пластовой жидкости в затрубное пространство и нижнюю часть подъемной трубы 1 (фиг.2, г).

Повышение уровня раздела фаз происходит до тех пор, пока уровень раздела фаз внутри подъемной трубы 1 не превысит рабочий клапан. После превышения этого уровня поступление газа в подъемную трубу прекращается, повышается давление газа в затрубном пространстве, клапан 10 закрывается и начинается повторение цикла, приведенного на фиг.2, а-г.

Совокупность отличительных признаков позволила оптимизировать работу рабочего клапана, появилась возможность последовательного поступления нагнетаемого газа и пластовой жидкости в подъемную трубу, увеличения скорости подъема жидкости, стабилизации процесса газлифта при сокращении расхода нагнетаемого газа с 3600 м3/сут (прототип) до 2800 м3/сут, а также увеличение дебита пластовой жидкости с 24 м3/сут до 26 м3/cyт при уменьшении удельного расхода нагнетаемого газа со 150 м33 до 108 м33 по предлагаемому.

Технико-экономическая эффективность устройства для газлифтной эксплуатации скважин складывается за счет расширения его функциональных возможностей, эффективного использования на мало- и среднедебитных скважинах, а также уменьшения удельного расхода газа, увеличения дебита жидкости.

Похожие патенты RU2252310C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ БЕСПЕРЕБОЙНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ ВЫНОС СКАПЛИВАЮЩЕЙСЯ ЗАБОЙНОЙ ЖИДКОСТИ 2019
  • Билянский Николай Васильевич
  • Хромцов Алексей Викторович
  • Семёнов Сергей Витальевич
  • Тереханов Александр Анатольевич
RU2722897C1
СПОСОБ СОВМЕСТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ОБЪЕКТОВ В ДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2010
  • Темиров Велиюлла Гамдуллаевич
  • Саркаров Рамидин Акбербубаевич
  • Селезнев Вячеслав Васильевич
RU2438008C1
СПОСОБ ГАЗЛИФТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИНЫ-НЕПРЕРЫВНО-ДИСКРЕТНЫЙ ГАЗЛИФТ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2003
  • Шарапинский В.К.
RU2239696C1
УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ДОБЫЧИ ЖИДКОСТИ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ПЛАСТОВ 1997
  • Келли Терри Е.
  • Снайдер Роберт Е.
RU2196892C2
СПОСОБ ГАЗЛИФТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН 2011
  • Николаев Николай Михайлович
  • Чубанов Отто Викторович
  • Дарищев Виктор Иванович
  • Ахмадейшин Ильдар Анварович
RU2471967C1
СПОСОБ ОСВОЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН 2009
  • Гарипов Олег Марсович
RU2394978C1
УСТАНОВКА БЕСКОМПРЕССОРНОГО ГАЗЛИФТА С ПЛУНЖЕРНЫМ ЛИФТОМ 1995
  • Шайхулов Ж.С.
  • Дуплихин В.Г.
  • Агеев В.Г.
  • Пяткин Н.Н.
RU2070278C1
СПОСОБ ДОБЫЧИ СКВАЖИННОЙ ПРОДУКЦИИ И ГЛУБИННО-НАСОСНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 1999
  • Тимашев А.Т.
  • Зарипов М.С.
  • Зиякаев З.Н.
  • Куповых С.Б.
  • Зиянгиров Р.М.
RU2189433C2
СПОСОБ ШАРИФОВА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ И ПООЧЕРЕДНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ПЛАСТОВ ОДНОЙ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНОЙ 2003
  • Шарифов Махир Зафар Оглы
  • Леонов В.А.
  • Кудряшов С.И.
  • Шашель В.А.
  • Хамракулов А.А.
  • Гарипов О.М.
  • Прытков Д.В.
RU2253009C1
ПОДЪЕМНИК ВНУТРИСКВАЖИННОГО ГАЗЛИФТА 2004
  • Ковалев Николай Иванович
  • Гилаев Гани Гайсинович
  • Ефименко Борис Владимирович
  • Огнева Елена Владимировна
RU2285114C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 252 310 C2

Реферат патента 2005 года ЗАБОЙНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗЛИФТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для добычи пластовой жидкости, и может быть использовано при добыче нефти из мало- и среднедебитных скважин. Обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства. Сущность изобретения: устройство содержит колонну подъемных труб с пусковыми клапанами и рабочим клапаном и пакер для изоляции затрубного пространства. Согласно изобретению подъемные трубы снабжены устройством с газовой трубкой с отверстиями в нижней части и с упором на его нижнее основание для регулирования последовательности поступления в подъемные трубы пластовой жидкости и газа. Пакер спущен на подъемных трубах. Эти трубы ниже устройства для регулирования перфорированы и снабжены обратным клапаном. При этом устройство для регулирования установлено в месте расположения рабочего клапана, сообщено с затрубным пространством через газовую трубку и обеспечивает возможность вытеснения пластовой жидкости в подъемные трубы до тех пор, пока уровень раздела фаз “пластовая жидкость – газ” не снизится ниже отверстия в газовой трубке. После чего устройство обеспечивает возможность поступления только газа в подъемные трубы и до тех пор, пока уровень раздела фаз внутри подъемных труб не превысит рабочий клапан. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 252 310 C2

Забойное устройство для газлифтной эксплуатации скважины, содержащее колонну подъемных труб с пусковыми клапанами и рабочим клапаном, пакер для изоляции затрубного пространства, отличающееся тем, что подъемные трубы снабжены устройством с газовой трубкой с отверстиями в нижней части и с упором на его нижнее основание для регулирования последовательности поступления в подъемные трубы пластовой жидкости и газа, а пакер спущен на подъемных трубах, которые ниже устройства для регулирования перфорированы и снабжены обратным клапаном, при этом устройство для регулирования установлено в месте расположения рабочего клапана, сообщено с затрубным пространством через газовую трубку и обеспечивает возможность вытеснения пластовой жидкости в подъемные трубы до тех пор, пока уровень раздела фаз “пластовая жидкость – газ” не снизится ниже отверстия в газовой трубке, после чего устройство обеспечивает возможность поступления только газа в подъемные трубы и до тех пор, пока уровень раздела фаз внутри подъемных труб не превысит рабочий клапан.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2252310C2

СИЛАШ А.П., Добыча и транспорт нефти и газа, т
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Деревянное стыковое скрепление 1920
  • Лазарев Н.Н.
SU162A1
Периодический газлифт 1991
  • Юсифов Рафаил Юсиф Оглы
  • Бадалов Эльдар Алиага Оглы
  • Мовсумов Вагиф Гаджибала Оглы
  • Джафаров Гидаят Джафар Оглы
SU1786245A1
Доильный стакан 1981
  • Дрожженников Станислав Васильевич
SU1803005A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОГО ПОТОКА В СКВАЖИНЕ 1999
  • Иванников В.И.
  • Иванников И.В.
RU2162140C1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ИЗ ГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ СКВАЖИНЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1996
  • Бураков Ю.Г.
  • Минко А.Г.
  • Вдовенко В.Л.
  • Иванов В.В.
  • Подюк В.Г.
  • Сансиев В.Г.
  • Спиридович Е.А.
  • Шелемей С.В.
RU2114284C1
ПАТЕНТНО- 1i »jTtXHH'lECKAfl БИБЛИОТЕКА 0
  • М. А. Бурштейн, М. Сааков, В. Д. Конев, М. А. Ром
  • М. Ф. Никитин
SU272224A1
US 4222440 A, 16.09.1980.

RU 2 252 310 C2

Авторы

Дияшев Р.Н.

Цыренов С.Д.

Писахович В.Ф.

Шагапов Г.Ш.

Мазитов К.Г.

Нуриахметов Л.Г.

Даты

2005-05-20Публикация

2003-04-08Подача