СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ Российский патент 2013 года по МПК E21B47/00 

Описание патента на изобретение RU2484245C1

Изобретение относится к области добычи природного газа и может быть использовано при исследовании газовых скважин, преимущественно не подключенным к газопроводам для сбора продукции скважин.

Известен способ исследования газовых скважин, не подключенных к газосборному пункту, включающий предварительное оборудование устья скважины сепаратором, устройством для измерения расхода газа (дебита скважины), включающего образцовые манометры и термометры, а также выкидной линией для факела. В процессе исследования скважины как на стационарных, так и не стационарных режимах, производится замер давления и температуры газа на измерителе расхода газа, по результатам которого определяется дебит скважины. При этом продукция скважины, в случае наличия в ней жидкости и твердых примесей, предварительно очищается от них в сепараторе, устанавливаемом перед устройством для измерения расхода газа, а газ после этого устройства поступает в факельную линию и сжигается. В качестве устройства для измерения расхода газа чаще всего используются диафрагменные измерители критического течения (ДИКТ), основанные на законах движения газа через диафрагму при превышении давления перед диафрагмой давления после нее не менее чем в два раза (Гриценко А.И., Алиев З.С., Ермилов О.М., Ремизов В.В., Зотов Г.А. Руководство по исследованию скважин. - М.: Наука, 1995, 523 с.).

Основным недостатком известного способа исследования газовой скважины является то, что весь добываемый газ сжигается. Исследование скважины, особенно совмещенное с пробной отработкой продуктивной залежи, может продолжаться многие дни, поэтому в процессе таких исследований сжигаются значительные объемы природного газа.

Технической задачей предлагаемого изобретения является использование добываемого газа в процессе исследования газовых скважин для выработки электроэнергии.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в способе исследования газовой скважины, включающем оборудование устья скважины сепаратором, устройством для измерения расхода газа и выкидной линией для факела, замер давления и температуры газа на установленном устройстве и определение дебита скважины на основании проведенных замеров и конструктивных характеристик устройства, устье скважины дополнительно оборудуют электростанцией, вырабатывающей электроэнергию при сжигании добываемого газа, причем при исследовании высокодебитных скважин электростанцию устанавливают между устройством для измерения расхода газа и факельной линией, а при исследовании малодебитных скважин электростанцию устанавливают перед устройством для измерения расхода газа, при этом дебит скважины определяют с учетом расхода воздуха, идущего на сжигание газа.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При исследовании газовых скважин, не подключенных к газосборному пункту, устье оборудуют с таким расчетом, чтобы была возможность сепарации продукции скважины с целью отделения и замера количества жидкости и твердых частиц в продукции скважин и определения дебита скважины по газу. Для достижения этих целей оборудование устья скважин включает сепаратор и устройство для замера количества газа в продукции скважин. В качестве устройства для определения дебита скважин по газу широко используется ДИКТ, при этом дебит газа при условии критического истечения определяется по известной формуле (см. Руководство…, стр.487-489):

Q = C P D δ / [ ρ ¯ Z T D ] 0,5 ,

где Q - дебит газа, тыс.м3/сут; PD - абсолютное давление перед диафрагмой, МПа; ρ ¯ - относительная плотность газа по воздуху; TD - абсолютная температура газа перед диафрагмой, °К; Z - коэффициент сверхсжимаемости газа при PD и TD; С - коэффициент, зависящий от диаметра диафрагмы и ДИКТа (табличный параметр); δ - поправочный коэффициент для учета изменения показателя адиабаты реального газа. Данная формула справедлива при истечении газа в атмосферу, т.е. при его давлении после диафрагмы 0,1 МПа.

Для расчета дебита скважины по приведенной формуле в процессе исследования скважины замеряются давление и температура газа перед диафрагмой.

В процессе исследования скважин по известному способу газ после ДИКТа направляется на факельную линию и сжигается. По предлагаемому способу предлагается устье скважины дополнительно оборудовать электростанцией, на которой газ используется для выработки электроэнергии. Вырабатываемая электроэнергия или транспортируется на местные нужды, или используется для зарядки аккумуляторов, которые могут быть использованы в любых известных целях или в устройствах, которые могут быть специально разработаны под создаваемое предложение аккумуляторов.

При исследовании высокодебитных скважин, когда обеспечивается критический перепад давлений между устьем скважины и потребным давлением для питания электростанции, последнюю предпочтительнее располагать после замерного устройства (ДИКТа). Если устанавливаемая электростанция по своим конструктивным характеристикам не может использовать весь добываемый газ, излишки газа направляются на факел.

При исследовании малодебитных скважин, когда устьевые давления не обеспечивают критический перепад давлений, электростанцию располагают перед замерным устройством, а дебит газа определяют на основании определения расхода продуктов сгорания с учетом расхода воздуха, идущего на сжигание газа. Так, из формулы горения метана (СH4+2O2=СO2+2Н2O) известно, что для сжигания 1-го объема метана необходимо 2 объема кислорода или (2·1/0,21≈9,5) 9,5 объемов воздуха (содержание кислорода в воздухе составляет 21%), поэтому при определении расхода газа (в основном метана по составу) на замерном устройстве после сжигания газа на электростанции учитывают, что дебит газа равен 0,095 (1/10,5) части всего замеренного объема продуктов сгорания газа. В этом случае в качестве замерных устройств могут быть использованы приборы, не требующие критических перепадов давления на них, например, дифманометры (см. Руководство…, стр.481-487).

В качестве электростанций могут быть использованы, например, агрегаты известной производственной компании «РЫБИНСККОМПЛЕКС» марки АГП. Потребное давление газа на входе этих электростанций составляет не менее 0,5 МПа, поэтому при использовании ДИКТа и установки его перед электростанцией необходимо устьевое давление свыше 1 МПа, а установка названной электростанции перед замерным устройством позволяет использовать описываемый способ при минимальном устьевом давлении (без учета перепада давления на сепараторе) 0,5 МПа.

Пример реализации способа

Было проведено исследование газовой скважины методом установившихся отборов на 5 режимах «прямого хода» и 2 режимах обратного, при этом были определены дебиты газа замерным устройством в следующих объемах: 40, 80, 125, 150, 180, 120 и 60 тыс.м3/сут. Продолжительность исследования скважины на каждом режиме составляла 1 час. В результате за время исследования скважины было добыто 31,46 тыс.м3 газа. В комплекс использованного оборудования при исследовании скважины входила газопоршневая электростанция АГП-350, установленная после замерного устройства. Удельный расход газа данной электростанцией при номинальной мощности (350 кВт/ч) составляет 125,2 м3/ч, в результате за время исследования скважины было использовано 876,6 м3 добытого газа (остальная часть газа сжигалась на факеле) и выработано (350·7) 2450 кВт электроэнергии. При наличии соответствующей электростанции с возможностью полного использования получаемого из скважины газа с аналогичным его удельным расходом было бы получено 87927 кВт электроэнергии, которой достаточно для обеспечения электроэнергией, например, небольшого жилого комплекса с нагрузкой 20 кВт/ч в течение 183 дней.

При использовании описываемого способа исследования газовой скважины, кроме информации о газовой залежи, имеется возможность получить значительные объемы электроэнергии, решая при этом вопросы рационального недропользования и энергопотребления.

Похожие патенты RU2484245C1

название год авторы номер документа
Способ обвязки куста эксплуатационных газоконденсатонефтяных скважин 2002
  • Минигулов Ш.Р.
  • Нелепченко В.М.
  • Середа М.Н.
  • Тупысев М.К.
RU2223399C1
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН 2009
  • Чернобровкин Игорь Анатольевич
RU2405933C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕБИТА ДЕЙСТВУЮЩЕЙ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ 1992
  • Райкевич С.И.
RU2087704C1
СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ РАБОТЫ НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ С ОДНОВРЕМЕННЫМ ИЗМЕРЕНИЕМ ЕЕ ДЕБИТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2005
  • Башуров Валерий Витальевич
  • Безматный Сергей Викторович
  • Варин Александр Петрович
  • Голод Владислав Викторович
  • Горбачев Владимир Андреевич
  • Гребенщиков Евгений Викторович
  • Захаров Александр Владимирович
  • Минин Владимир Иосифович
RU2318988C2
СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ ПЕРИОДИЧНОСТИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН НА НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА 2017
  • Арно Олег Борисович
  • Ахметшин Баязетдин Саяхетдинович
  • Меркулов Анатолий Васильевич
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Кирсанов Сергей Александрович
  • Гункин Сергей Иванович
  • Вить Геннадий Евгеньевич
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Кожухарь Руслан Леонидович
RU2661502C1
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН И СИСТЕМЫ СБОРА ГАЗА В КОМПРЕССОРНЫЙ ПЕРИОД РАЗРАБОТКИ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 2007
  • Истомин Владимир Александрович
  • Астафьев Евгений Николаевич
  • Байдин Игорь Иванович
  • Максимчук Александр Юрьевич
RU2346147C1
СПОСОБ СБОРА И ТРАНСПОРТА МНОГОФАЗНОЙ СМЕСИ С УДАЛЕННЫХ КУСТОВ СКВАЖИН 2009
  • Горячев Александр Александрович
  • Туманов Александр Петрович
RU2411409C1
Мобильный комплекс для обеспечения круглогодичных исследований нефтегазовых скважин 2015
  • Крутиков Игорь Викторович
  • Кононов Алексей Викторович
  • Частухин Сергей Николаевич
  • Алькин Николай Николаевич
  • Давыдов Юрий Станиславович
  • Смолянский Илья Олегович
RU2616038C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДУКЦИИ СКВАЖИН 1995
  • Муфазалов Роберт Шакурович
  • Тимашев Анис Тагирович
  • Муслимов Ренат Халиуллович
  • Зарипов Ралиф Каримович
RU2100596C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕБИТА ПРОДУКЦИИ СКВАЖИН 2006
  • Ярышев Геннадий Михайлович
  • Ярышев Юрий Геннадьевич
RU2325520C2

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к области добычи природного газа и может быть использовано при исследовании газовых скважин, преимущественно не подключенных к газопроводам для сбора продукции скважин. Техническим результатом является использование добываемого газа в процессе исследования газовых скважин для выработки электроэнергии. При исследовании газовой скважины ее устье оборудуют сепаратором, устройством для измерения расхода газа и выкидной линией для факела. Замеряют давление и температуру газа на установленном устройстве и определяют дебит скважины на основании проведенных замеров и конструктивных характеристик устройства. Устье скважины дополнительно оборудуют электростанцией, вырабатывающей электроэнергию при сжигании добываемого газа. При исследовании высокодебитных скважин электростанцию устанавливают между устройством для измерения расхода газа и факельной линией. При исследовании малодебитных скважин электростанцию устанавливают перед устройством для измерения расхода газа.

Формула изобретения RU 2 484 245 C1

Способ исследования газовой скважины, включающий оборудование устья скважины сепаратором, устройством для измерения расхода газа и выкидной линией для факела, замер давления и температуры газа на установленном устройстве и определение дебита скважины на основании проведенных замеров и конструктивных характеристик устройства, при этом устье скважины дополнительно оборудуют электростанцией, вырабатывающей электроэнергию при сжигании добываемого газа, причем при исследовании высокодебитных скважин электростанцию устанавливают между устройством для измерения расхода газа и факельной линией, а при исследовании малодебитных скважин электростанцию устанавливают перед устройством для измерения расхода газа, а дебит скважины определяют с учетом расхода воздуха, идущего на сжигание газа.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2484245C1

ГРИЦЕНКО А.И
и др
Руководство по исследованию скважин
- М.: Наука, 1995, с.16-18
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 2000
  • Западинский А.Л.
RU2181158C1
ПИПЕТКА 1933
  • Гуревич Г.Л.
SU38356A1
Устройство для контроля крупных деталей 1940
  • Гафаров А.Т.
SU63435A1
Устройство для метания швартовочного бросательного конца (легости) 1949
  • Слуцкий С.С.
  • Юдин П.С.
SU86659A1
СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН С СУБГОРИЗОНТАЛЬНЫМ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ОКОНЧАНИЕМ СТВОЛА 2009
  • Андреев Олег Петрович
  • Зинченко Игорь Александрович
  • Кирсанов Сергей Александрович
RU2386808C1
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН 2009
  • Чернобровкин Игорь Анатольевич
RU2405933C1
US 4150721 А1, 24.04.1979.

RU 2 484 245 C1

Авторы

Никонов Александр Иванович

Тупысев Антон Михайлович

Тупысев Михаил Константинович

Даты

2013-06-10Публикация

2012-01-17Подача