Установка одновременно-раздельной добычи нефти скважиной с наклонно-направленными забоями Российский патент 2019 года по МПК E21B43/14 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к добыче нефти, и может быть использовано для добычи нефти из двух и более пластов одной восстановленной скважиной с пробуренными боковыми наклонно-направленными забоями.

Известна насосная установка для эксплуатации скважин, пробуренных с боковыми направленными стволами, содержащая скважинный штанговый насос с пакером, насосно-компрессорные трубы длиной, превышающей глубину начала кристаллизации парафина, дополнительный пакер, расположенный на нижнем конце насосно-компрессорных труб, хвостовик с приемным фильтром, установленный с упором на забой скважины, и центраторы. (Патент RU 2159358 С1. Насосная установка для эксплуатации скважин с боковыми направленными стволами. - МПК: F04B 47/02. - 20.11.2000).

Известно устройство для создания зацементированного соединения основного и бокового стволов скважины, содержащее трубчатый элемент с предварительно выполненным в нем окном, расположенную у окна заслонку и расположенный на заслонке антиадгезионный материал, как полисилоксан, эластомер, отвержденный в воздушной среде полимер, или полиуретан, создающим уплотнение между трубчатым элементом и заслонкой в виде кольца, и хвостовик, установленный с упором на забой скважины. (Патент RU 2319826 С2. Способ и устройство для создания зацементированной системы соединения основного и бокового стволов скважины. - МПК: Е21В 33/14, Е21В 7/04. - 20.03.2008).

Известно устройство для обеспечения связи ствола бокового ответвления с обсаженным основным стволом скважины, имеющим окно, через который проходит ствол бокового ответвления, и соединительный элемент для бокового ответвления, проходящий через окно обсадной колонны. (Патент RU 2239041 С2. Способ обеспечения связи ствола или стволов бокового ответвления с обсаженным основным стволом скважины и устройство для его осуществления, система заканчивания скважины, имеющей боковое ответвление, способ связи между оборудованием основного ствола скважины и оборудованием бокового ответвления устройство для его осуществления. - МПК: Е21В 7/08, Е21В 47/12. - 27.10.2004).

Известна скважинная насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двухпластовой скважины, состоящая из двух блоков внутрискважинного оборудования. Первый блок содержит забойный и опорный пакеры, оснащенные якорными устройствами с противоположным направлением якорных плашек, соединенные насосно-компрессорными трубами (НКТ). К стволу забойного пакера снизу присоединена НКТ с воронкой на конце. Опорный пакер оснащен снизу муфтой перекрестного течения, радиальные каналы которой сообщаются с верхним пластом скважины через межпакерное пространство, а сверху опорного пакера установлена прямоточная муфта с каналами продольного течения, на которой герметично установлены внутренний и наружный трубчатые элементы с раструбами раздвижного трубного соединения. Снизу прямоточной муфты в ее центральном отверстии закреплен хвостовик для забора пластового флюида из нижнего пласта, свободный конец которого с манжетами подвижно расположен в центральном отверстии муфты радиального течения, образующий со стволом опорного пакера коаксиальные каналы, сообщающиеся через прямоточную муфту с соответствующими каналами трубчатых элементов. Второй блок содержит колонну НКТ, электроприводной центробежный насос (ЭЦН) с частотно-регулируемым электроприводом, связанным силовым кабелем с пунктом электропитания, и блок регулирования потоков и учета флюидов (БРПУ), снабженный снизу ниппельными трубчатыми элементами раздвижного соединения с уплотнительными манжетами, образующими при сочленении трубчатых элементов раздвижное трубное соединение с коаксиальными каналами. БРПУ содержит регулировочные клапаны, расположенные в обособленных каналах, сообщающихся через окна с межтрубным надпакерным пространством, снабженные золотниковыми затворами с электроприводами управления и датчиками измерения параметров флюида, функционально связанными кабелем связи и кабельным разъемом с панелью управления, пропущенным через окно муфты для ввода кабеля связи из межтрубного надпакерного пространства, с возможностью регулирования потоков пластовых флюидов регулировочными клапанами, и блок телеметрической системы (ТМС) для измерения параметров пластовых флюидов и пластов, размещенный между ЭЦН и БРПУ, соединенный кабелем связи с панелью управления. Силовой кабель и кабель связи пропускаются через кабельный ввод планшайбы устьевой арматуры с последующей герметизацией и соединены с пунктом электропитания и панелью управления. Колонна НКТ содержит подгоночный патрубок, который герметично соединяют с планшайбой и закрепляют на фланце эксплуатационной колонны. (Патент RU 2562641 С2. Способ одновременно-раздельной эксплуатации двухпластовой скважины и скважинная насосная установка для его осуществления. - МПК: Е21В 43/14. - 10.09.2015).

Известна конструкция многозабойной скважины с двумя горизонтальными стволами, включающая обсаженные вертикальную и наклонную части основного ствола и наклонную часть бокового ствола, хвостовики, спущенную в скважину лифтовую колонну, окно, расположенное в стыке основного ствола с наклонной частью бокового ствола, узел миниатюрного окна, пакер и гибкий рукав. В качестве узла миниатюрного окна использован закрепленный напротив окна обсадной колонны основного ствола при помощи гидравлического пакера и крепления ствол-узел с миниатюрным окном и внутренними направляющими сквозными и отклоняющими пазами. Внутри ствол-узла размещен гибкий изолирующий рукав-насадка с наружным выступами, соответствующими пазам ствола-узла, который соединяет лифтовую колонну с хвостовиком основного ствола и имеет возможность обеспечения герметичного соединения с хвостовиком другого ствола. (Патент RU 2585297 С2. Конструкция многозабойной скважины с двумя горизонтальными стволами. - МПК: Е21В 43/12, Е21В 43/26. - 27.05.2016). Данное техническое решение принято за прототип.

Недостатком известного технического решения является низкая эксплуатационная надежность работы установки, снижающей эффективность добычи нефти из многопластовых нефтедобывающих скважин.

Основной задачей является повышение эффективности восстановленных многопластовых нефтедобывающих скважин посредством наклонно-направленных забоев.

Техническим результатом является повышение эффективности эксплуатации восстановленных нефтедобывающих скважин за счет пробуренных наклонно-направленных забоев и обеспечения надежности работы установки.

Указанный технический результат достигается тем, что, в известной установке одновременно-раздельной добычи нефти скважиной с наклонно-направленными забоями, содержащей вертикальный обсадной ствол скважины, верхний боковой обсаженный и нижний необсаженный наклонно-направленные забои, размещенные в обсадном стволе ствол-узел с миниатюрным окном, установленный на гидравлическом пакере, состыкованный окном с обсаженной частью верхнего наклонно-направленного забоя, проходящего через проем вертикального обсадного ствола, а в полости между стволом-узлом и обсадным стволом размещено уплотнение стыковки, колонну лифтовых труб, погружной электроприводной центробежный насос с входным модулем, связанный силовым кабелем с пунктом электропитания, оснащенным панелью управления установкой с контрольно-измерительными приборами, блок регулирования потоков и учета флюидов, содержащий в обособленных каналах регулировочные электроприводные клапаны, сообщающиеся выходами через приемную камеру с входным модулем центробежного насоса, блок телеметрии телемеханической системы управления установкой для измерения параметров электроприводного насоса и добываемой нефти и передачи результатов измерения на панель управления и команд управления в обратном направлении, разъемное трубное соединение, сообщающееся с обособленными каналами блока регулирования потоков и учета флюидов, и хвостовик, установленный с упором на забой скважины для забора пластового флюида, согласно предложенному техническому решению, наклонно-направленные забои заканчиваются нефтенесущими пластами, причем вертикальный обсадной ствол торцом установлен на входе в нижний необсаженный наклонно-направленный забой, а гидравлический пакер установлен в нижней части вертикального обсадного ствола, в котором закреплен вышеуказанный хвостовик, при этом в стволе-узле выше миниатюрного окна дополнительно установлен механический пакер, внутри которого герметично закреплена нижняя часть разъемного трубного соединения, соединенного внутренним патрубком с хвостовиком, а межпатрубковой полостью сообщается с обсаженным верхним боковым наклонно-направленным забоем через миниатюрное окно ствола-узла.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной установки одновременно-раздельной добычи нефти скважиной с наклонно-направленными забоями, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствуют условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решений преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявленная установка одновременно-раздельной добычи нефти скважиной с наклонно-направленными забоями может быть эффективно использована на восстановленных нефтедобывающих скважинах. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

На фиг. 1 схематично показана установка одновременно-раздельной добычи нефти скважиной с наклонно-направленными забоями.

Установка одновременно-раздельной добычи нефти скважиной с наклонно-направленными забоями содержит вертикальный обсадной ствол 1, верхний боковой обсаженный 2 и нижний необсаженный 3 наклонно-направленные забои, заканчивающиеся, соответственно, нефтенесущими пластами 1 и 11, размещенные в обсадном стволе 1 скважины ствол-узел 4 с миниатюрным окном 5, установленный на гидравлическом пакере 6, герметично состыкованный с обсаженной частью верхнего бокового наклонно-направленного забоя 2, проходящего через проем 7 вертикального обсадного ствола 1, сообщающиеся через окно 5, а в полости 8 между стволом-узлом 4 и обсадным стволом 1 размещен антиадгезионный материал, например, полисилоксан или эластомер, или отвержденный в воздушной среде полимер, или полиуретан, создающие вокруг обсаженной части верхнего бокового наклонно-направленного забоя 2 уплотнение стыковки в виде кольца (условно не обозначено), предотвращающее утечку пластового флюида за пределы ствола-узла 4 и обсадного ствола 1 через стыковку обсаженной части верхнего бокового наклонно-направленного забоя 2 со стволом-узлом 4, колонну лифтовых труб 9, центробежный насос 10 с входным модулем 11 и погружным электроприводом 12, связанным силовым кабелем 13 с пунктом электропитания 14, оснащенным панелью управления 15 установкой с контрольно-измерительными приборами (КИП), блок 16 регулирования потоков и учета флюидов (БРПУ), содержащий в обособленных каналах регулировочные электроприводные клапаны (РЭК), сообщающиеся выходами через приемную камеру 17 с входным модулем 11 центробежного насоса 10, блок телеметрии 18 телемеханической системы управления (ТМС) установкой для измерения параметров электроприводного насоса 10 и добываемой нефти с передачей результатов измерения на панель управления 15 и команд управления в обратном направлении, двухканальное разъемное трубное соединение 19, сообщающееся с каналами БРПУ 16, и хвостовик 20 для забора пластового флюида. Вертикальный обсадной ствол 1 торцом установлен на входе в нижний необсаженный наклонно-направленный забой 3. Гидравлический пакер 6 установлен в нижней части вертикального обсадного ствола 1. В стволе-узле 4, выше миниатюрного окна 5, установлен механический пакер 21, в котором герметично закреплена нижняя часть разъемного трубного соединения 19, соединенного внутренним патрубком 22 с хвостовиком 20, закрепленным в гидравлическом пакере 6, а межпатрубковой полостью сообщается с верхним наклонно-направленным забоем 2 через миниатюрное окно 5 ствола-узла 4.

Установка одновременно-раздельной добычи нефти скважиной с наклонно-направленными забоями работает следующим образом.

С пункта электропитания 14 по силовому кабелю 13 через устье скважины включают электропитание ТМС 18, и по КИП на панели 15 управления установкой проверяют, преимущественно, параметры давления и влагосодержания нефтеносных пластов I и II, поступающие с ТМС 18 по силовому кабелю 13 путем разделения частоты сигналов. При параметрах пластовых жидкостей в требуемых пределах, по команде с панели 15 управления установкой включают работу погружного электропривода 12, который вращением приводного вала приводит в движение центробежный насос 10. В БРПУ 16 поочередно открывают РЭК и пластовая жидкость из нефтеносного пласта I по верхнему обсаженному боковому наклонно-направленному забою 2, пропущенному через полость 8 между стволом-узлом 4 и обсадным стволом 1, заполненную уплотнением, межпатрубковую полость двухканального разъемного трубного соединения 19 и открытый обособленный канал БРПУ 16 с РЭК, омывая датчики контроля параметров извлекаемой пластовой жидкости, под собственным давлением поступает в приемную камеру 17, и/или из нефтеносного пласта II по нижнему необсаженному наклонно-направленному забою 3 через хвостовик 20 по внутреннему патрубку 22 двухканального разъемного трубного соединения 19 и второй открытый обособленный канал БРПУ 16 с РЭК, омывая датчики контроля параметров извлекаемой пластовой жидкости, под собственным давлением поступает в приемную камеру 17, в которой жидкости из пластов I и II смешиваются между собой. Омывая своим течением ТМС 18 и охлаждая погружной электропривод 12, смешанная пластовая жидкость из приемной камеры 17 поступает во входной модуль 11 центробежного насоса 10, последним пластовая жидкость под давлением центробежного насоса 10 поднимается по колонне лифтовых труб 9 на поверхность скважины.

Использование предлагаемой установки одновременно-раздельной добычи нефти скважиной с наклонно-направленными забоями позволит повысить дебит восстановленных скважин и надежность их эксплуатации.

Изобретение относится к добыче нефти и может быть применено для одновременно-раздельной добычи нефти одной восстановленной скважиной с пробуренными наклонно-направленными забоями. Установка содержит вертикальный обсадной ствол скважины, верхний боковой обсаженный и нижний необсаженный наклонно-направленные забои, которые заканчиваются нефтенесущими пластами, размещенные в вертикальном обсадном стволе скважины гидравлический пакер, на котором установлен ствол-узел с миниатюрным окном, состыкованным с обсаженной частью верхнего наклонно-направленного забоя, пропущенного через проем обсадного ствола, а в полости между стволом-узлом и обсадным стволом размещено уплотнение стыковки, колонну лифтовых труб, погружной электроприводной центробежный насос с входным модулем, связанный силовым кабелем с пунктом электропитания, оснащенным панелью управления установкой, блок регулирования потоков и учета флюидов (БРПУ), содержащий в обособленных каналах регулировочные электроприводные клапаны, сообщающиеся через приемную камеру с входным модулем, блок телеметрии телемеханической системы для измерения параметров электроприводного насоса и добываемой нефти и передачи данных на панель управления и команд управления в обратном направлении, разъемное трубное соединение, сообщающееся с обособленными каналами БРПУ, и хвостовик для забора пластового флюида. Обсадной ствол скважины торцом сопряжен с входом в нижний необсаженный наклонно-направленный забой. Гидравлический пакер установлен в нижней торцовой части обсадного ствола, в котором закреплен хвостовик. В стволе-узле выше миниатюрного окна дополнительно установлен механический пакер, внутри которого герметично закреплена нижняя часть разъемного трубного соединения, соединенного внутренним патрубком с хвостовиком, а межпатрубковой полостью сообщается с верхним боковым наклонно-направленным забоем через миниатюрное окно ствола-узла. Технический результат заключается в повышении эффективности эксплуатации восстановленных нефтедобывающих скважин за счет пробуренных наклонно-направленных забоев и обеспечения надежности работы установки. 1 ил.

Установка одновременно-раздельной добычи нефти скважиной с наклонно-направленными забоями, содержащая вертикальный обсадной ствол скважины, верхний боковой обсаженный и нижний необсаженный наклонно-направленные забои, размещенные в обсадном стволе ствол-узел с миниатюрным окном, установленный на гидравлическом пакере, состыкованный окном с обсаженной частью верхнего наклонно-направленного забоя, проходящего через проем вертикального обсадного ствола, а в полости между стволом-узлом и обсадным стволом размещено уплотнение стыковки, колонну лифтовых труб, погружной электроприводной центробежный насос с входным модулем, связанный силовым кабелем с пунктом электропитания, оснащенным панелью управления установкой с контрольно-измерительными приборами, блок регулирования потоков и учета флюидов, содержащий в обособленных каналах регулировочные электроприводные клапаны, сообщающиеся выходами через приемную камеру с входным модулем центробежного насоса, блок телеметрии телемеханической системы управления установкой для измерения параметров электроприводного насоса и добываемой нефти и передачи результатов измерения на панель управления и команд управления в обратном направлении, разъемное трубное соединение, сообщающееся с обособленными каналами блока регулирования потоков и учета флюидов, и хвостовик, установленный с упором на забой скважины для забора пластового флюида, отличающаяся тем, что наклонно-направленные забои заканчиваются нефтенесущими пластами, причем вертикальный обсадной ствол торцом установлен на входе в нижний необсаженный наклонно-направленный забой, а гидравлический пакер установлен в нижней части вертикального обсадного ствола, в котором закреплен вышеуказанный хвостовик, при этом в стволе-узле выше миниатюрного окна дополнительно установлен механический пакер, внутри которого герметично закреплена нижняя часть разъемного трубного соединения, соединенного внутренним патрубком с хвостовиком, а межпатрубковой полостью сообщается с обсаженным верхним боковым наклонно-направленным забоем через миниатюрное окно ствола-узла.