Способ повышения нефтеотдачи продуктивного пласта при одновременно-раздельной эксплуатации Российский патент 2019 года по МПК E21B43/14 F04D13/12 E21B36/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, и может применяться для увеличения нефтеотдачи пластов и повышения дебита скважин при одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) продуктивных пластов насосными установками.

Одновременно-раздельная эксплуатация пластов при значительной дифференциации их эксплуатационных характеристик ведется, как правило, с применением установки, включающей применение электроцентробежного (ЭЦН) и штангового (СШН) насосов, при этом штанговый насос эксплуатирует объект, характеризующийся низкой продуктивностью. Особенности разработки продуктивных пластов для данной схемы ОРЭ связаны с тем, что естественные температурные условия в пласте практически не обеспечивают необходимой подвижности нефти при ее фильтрации в пласте.

Для повышения продуктивных свойств пластов, содержащих вязкие и высоковязкие нефти, наибольшее распространение получили тепловые методы увеличения нефтеотдачи, направленные на снижение вязкости добываемого флюида путем теплового воздействия на продуктивные пласты. Тепловые методы включают в себя циклическую закачку теплоносителя в пласт, внутрипластовое горение, электротепловой прогрев прискважинной зоны пласта. Однако использование данных методов требует полной остановки работы установки ОРЭ, прекращение добычи из обоих продуктивных пластов и подъем насосного оборудования для проведения тепловой обработки пласта.

Известно устройство для тепловой обработки призабойнойзоны скважины (патент РФ №2208145, кл. Е21В 43/25, 36/04, 43/24), которое реализует различные способы термического воздействия: электрообогрев прискважинной зоны вместе с дополнительным циклическим паротепловым, импульсно-дозированным воздействием и непрерывным нагнетанием теплоносителя в пласт.Недостаток - для работы устройства в скважине для реализации перечисленных способов термического воздействия требуется остановка работы скважины и подъем насосного оборудования, чтобы обеспечить чередование режимов откачки нефти и прогрева пласта.

Известны способ и установка для воздействия на призабойную зону пласта в процессе добычи нефти (патент РФ №2267601, кл. Е21В 43/24, 43/16), принятые в качестве прототипа, включающие виброакустическое и термическое воздействие на продуктивный пласт при одновременной добыче нефти. Виброакустический излучатель и термоизлучатель размещают в интервале перфорации под электроприводом погружного насоса.

Недостатком данного способа является сложность дополнительного оборудования установки одновременно-раздельной эксплуатации излучателями для воздействия на продуктивный пласт.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение эффективного прогрева продуктивного пласта, эксплуатируемого штанговым насосом, при одновременной добыче скважинной продукции. Способ реализуется на установке (по технологической схеме) для одновременно-раздельной разработки двух продуктивных пластов, в которой нижний пласт высокой продуктивности эксплуатируется установкой электроцентробежного насоса (ЭЦН), а эксплуатация верхнего объекта с низким коэффициентом продуктивности ведется штанговым насосом (СШН)

Поставленная задача решается за счет того, что в способе, включающем разработку двух продуктивных пластов одной скважиной по технологической схеме «ЭЦН-СШН» эксплуатация нижнего пласта электроцентробежным насосом ведется в установившемся режиме с постоянным дебитом, предложено верхний пласт эксплуатировать в периодическом режиме штанговым насосом, прекращая отбор на время, необходимое для его прогрева за счет естественной тепловой энергии пластового флюида нижнего пласта и тепла, производимого электроцентробежным насосом.

На фиг. 1 представлена схема одновременно - раздельной эксплуатации скважины электроцентробежным и штанговым насосами, для которой реализуют способ повышения нефтеотдачи верхнего продуктивного пласта; на фиг. 2 - распространение тепловой энергии в интервале верхнего пласта при работе СШН; на фиг. 3 - распространение тепловой энергии в интервале верхнего пласта после остановки работы СШН в первом полуцикле периодического режима откачки.

Технологическая схема (фиг.1) включает обсадную колонну 1, насосно-компрессорные трубы (подъемную колонну) 2, по которой осуществляют отбор продукции скважины из обоих пластов, разобщаемые пласты 3 и 4 пакером 5. Отбор продукции верхнего пласта 3 с низкой продуктивностью осуществляют штанговым насосом 6, отбор продукции нижнего пласта 4 с высокой продуктивностью - электроцентробежным насосом 7. Смешивание жидкости верхнего и нижнего пласта 3 и 4 происходит выше приема штангового насоса 8 (8 - прием СШН), после смешивания жидкости движутся к устью скважины по одноканальному лифту 9.

Рассмотренная схема ОРЭ содержит источник естественного прогрева верхнего разрабатываемого пласта, связанный с тепловой энергией жидкости нижнего пласта и тепла, производимого штанговым и электроцентробежным насосами. Однако эффективный прогрев продуктивного пласта при его стационарной работе с установившемся дебитом осложнен следующими факторами, возникающими при работе штангового насоса:

- возникновением постоянного конвективного оттока тепла из пласта за счет притока жидкости в скважину

- экранированием теплового потока со стороны разогретой жидкости насосно-компрессорных труб в скважине вследствие конвективного радиального движения притекающей в ствол скважины жидкости против теплового потока

- распространением тепла вглубь пласт только через скелет породы, поскольку пластовая жидкость непрерывно фильтруется в скважину.

В результате эффективный прогрев верхнего пласта возможен только при отсутствии фильтрации жидкости через него, т.е. после остановки работы штангового насоса (на фиг. 2 показан схематически механизм распространения тепловой энергии в интервале верхнего пласта при работе СШН, на фиг. 3 - после остановки работы СШН в первом полуцикле периодического режима откачки).

Сущность способа заключается в следующем.

Эксплуатация нижнего продуктивного пласта ведется в стационарном режиме с установившимся дебитом. Продукция нижнего пласта 4 поступает в скважину в полость обсадной колонны 1, через прием ЭЦН 7 попадает внутрь колонны НКТ 2, и затем поднимается внутри НКТ. Эксплуатация верхнего пласта 3 штанговым насосом 6 проводится в периодическом режиме. В период остановки СШН 6 разогрев верхнего пласта 3 обеспечивается за счет теплового потока со стороны жидкости нижнего пласта 4, поднимаемой в колонне НКТ 2, разогреваемой при прохождении через ЭЦН 7, при этом отсутствуют экранирование теплового потока в скважине вследствие конвективного радиального движения жидкости верхнего пласта 3 в стволе внутри обсадной колонны 1 против теплового потока, а также охлаждение пласта за счет конвективного переноса тепла притекающей в скважину жидкости, что обеспечивает эффективный прогрев жидкости и скелета породы верхнего пласта 3. В период работы СШН 6 разогретая пластовая жидкость верхнего продуктивного горизонта, характеризующаяся существенно меньшей величиной вязкости за счет увеличения температуры, поступает в ствол скважины внутри обсадной колонны 1, попадает на прием насоса 8 и смешивается с продукцией нижнего пласта 4, после чего жидкости движутся к устью скважины по одноканальному лифту 9.

Таким образом, положительный эффект заключается в увеличении отбора нефти за счет снижения вязкости нефти верхнего пласта 3, а также достигается упрощение способа, так как данный способ не требует остановки скважины и подъема оборудования.

Предлагаемый способ позволит повысить коэффициент извлечения нефти и продуктивность эксплуатируемого штанговым насосом объекта, повысить дебит скважины. Кроме того, снижение вязкости пластовой жидкости позволит улучшить условия работы насосного оборудования и увеличить межремонтный период работы скважины. Технические характеристики способа повышаются по существу без дополнительных экономических затрат.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть применено для одновременно-раздельной эксплуатации продуктивных пластов насосными установками. Способ включает разработку двух продуктивных пластов одной скважиной по технологической схеме «ЭЦН-СШН». Эксплуатация нижнего пласта электроцентробежным насосом ведется в установившемся режиме с постоянным дебитом. Согласно изобретению верхний пласт эксплуатируют в периодическом режиме штанговым насосом, прекращая отбор на время, необходимое для его прогрева за счет естественной тепловой энергии пластового флюида нижнего пласта и тепла, производимого электроцентробежным насосом. Технический результат заключается в повышении эффективности ОРЭ. 3 ил.

Способ повышения нефтеотдачи продуктивного пласта при одновременной раздельной эксплуатации, включающий разработку двух продуктивных пластов одной скважиной по технологической схеме «электроцентробежный насос - скважинный штанговый насос», при которой эксплуатация нижнего пласта электроцентробежным насосом ведется в установившемся режиме с постоянным дебитом, отличающийся тем, что верхний пласт эксплуатируют в периодическом режиме штанговым насосом, прекращая отбор на время, необходимое для его прогрева за счет естественной тепловой энергии пластового флюида нижнего пласта и тепла, производимого электроцентробежным насосом.