СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЗАКАЧИВАЕМЫХ В СКВАЖИНУ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2023 года по МПК E21B21/08 E21B47/00 

Изобретение относится к промышленности, к технологиям ремонта нефтяных скважин, скважин поддержания пластового давления, скважин другого назначения, а также к методам контроля параметров закачки технологических жидкостей (далее реагентов) в скважины при проведении технологических операций в основном таких как: обработка призабойной зоны пласта скважины реагентом, глушение скважины и т.д.

Технология проведения операции по закачке жидкости (реагента) в скважину осуществляется следующим образом.

В обваловке скважины располагается специальная автомобильная техника (далее спецтехника), в составе которой имеется насос для закачки и емкости с реагентом. Оборудование для закачки (насос, емкости) соединяется между собой линией низкого давления - между емкостью с реагентом и насосом. Далее через линию высокого давления насос соединяется со скважиной (с выкидной линией, либо с затрубным пространством скважины).

Технологическая операция производится путем закачки реагента из емкости в скважину через трубную сборную линию посредством насоса высокого давления, контролируемые параметры закачки при отсутствии специально предназначенного для этого оборудования:

- давление закачки - измерение прямым способом - манометр на выкидной линии скважины и на манометр на рпециальной автомобильной технике на насосе высокого давления,

- расход реагента - измерение косвенным способом - по числу двойных ходов поршня насосного агрегата в единицу времени.

При отсутствии информации о расходе жидкости (реагента), его плотности с привязкой к давлению закачки в режиме реального времени и должной визуализации данного процесса нет возможности оценить соответствие проведенной технологической операции плану работ и контролировать сам технологический процесс.

В настоящий момент существует множество систем и способов контроля (регистрации) параметров закачиваемых в скважину жидкостей при проведении технологических операций на скважинах без разгерметизации устья скважины и постановки бригады капитального (текущего) ремонта скважин принцип осуществления которых один и тот же в части в каком месте технологического процесса происходит измерение всех параметров закачки -на линии высокого давления после насоса высокого давления.

Ссылки на продукты на основе систем и способов контроля (регистрации) параметров закачиваемых в скважину жидкостей: https://gstar.ru/products/geostar-pkrs-104, https://v-1336.ш/ru/produkciya/novye-razrabotki/kopiya-oborudovanie-kontrolya-parametrov-zhidkosti.html, https://oilgas.intechnol.com/innovation/.

Известна СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ЗАКАЧИВАЕМЫХ В СКВАЖИНУ ЖИДКОСТЕЙ (RU, патент №2539041, МПК Е21В 21/08 (2006.01), Е21В 44/00 (2006.01)).

Система регистрации параметров закачиваемых в скважину жидкостей, содержащая датчики давления, температуры, плотномер и расходомер, компьютер, информационное табло, отличающаяся тем, что в качестве расходомера использован расходомер электромагнитный, который снабжен контроллером и составляет основу первого измерительного модуля, а в качестве плотномера использован плотномер вибрационный, который снабжен контроллером и составляет основу второго измерительного модуля, при этом плотномер вибрационный и расходомер электромагнитный встроены в нагнетательную линию манифольда с контролируемой средой, причем сначала, по направлению течения контролируемой среды, установлен первый измерительный модуль, определяющий расход контролируемой среды путем измерения наведенной электродвижущей силы на движущемся в магнитном поле проводнике, в качестве проводника выступает прокачиваемая контролируемая среда, с помощью быстроразъемных соединений к первому измерительному модулю присоединен второй измерительный модуль, производящий измерение плотности, температуры и давления, компьютер установлен на монтажной базе - автошасси высокой проходимости, при этом указанные измерительные модули соединены с компьютером с помощью информационного кабеля и блока питания, информационное табло соединено с блоком питания и измерительными модулями с помощью информационных кабелей, питание системы осуществлено от сети переменного тока 220 В через стабилизатор напряжения или от бортовой сети автомобиля напряжением 12 В через инвертор напряжения 12 В в 220 В.

Известна СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ЗАКАЧИВАЕМЫХ В СКВАЖИНУ ЖИДКОСТЕЙ (RU, патент №2758287, МПК Е21В 21/08 (2006.01)).

1. Система управления параметрами закачиваемых в скважину жидкостей, расположенная на устье скважины и содержащая систему трубопроводов, измерительные приборы и станцию управления, которые соединены между собой, отличающаяся тем, что измерительные приборы закреплены на входном и выходном трубопроводах системы трубопроводов и соединены со станцией управления посредством проводной и/или беспроводной связи, она дополнительно снабжена технологической емкостью или емкостями, системой регулирования, насосом или насосами, станция управления представляет собой устройство с программным обеспечением, позволяющим в режиме реального времени получать информацию о параметрах технологической жидкости с каждого измерительного прибора, обрабатывать информацию, анализировать, выводить на устройство визуализации и осуществлять управление системой регулирования и устройствами, регулирующими параметры технологической жидкости, технологическая емкость или емкости соединены со скважиной входным и выходным трубопроводами и каждая емкость выполнена с возможностью размещения в ней заданного количества технологической жидкости и заданного устройства или устройств, регулирующих параметры технологической жидкости, система регулирования расположена на выходном трубопроводе после измерительного прибора или приборов, гидравлически соединена с каждой технологической емкостью и включает в себя, по меньшей мере, одно устройство регулирования, выполненное с возможностью регулирования потока технологической жидкости, насос или насосы расположены на входном трубопроводе до измерительного прибора или приборов.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена дегазатором, расположенным за системой регулирования с возможностью дегазации технологической жидкости, выходящей из скважины.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена дозирующим устройством, расположенным в технологической емкости.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена перемешивающим устройством, расположенным в технологической емкости.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена нагревательным устройством или устройствами.

Известна СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ЗАКАЧИВАЕМЫХ В СКВАЖИНУ ЖИДКОСТЕЙ (RU, патент №2758287, МПК Е21В 21/08 (2006.01)).

Основными недостатками вышеуказанных систем и способов контроля (регистрации) параметров закачиваемых в скважину жидкостей, когда измерение параметров закачки жидкостей производится только на линии высокого давления это:

- замер таких параметров как объемный расход жидкости, его плотность происходит под высоким давлением, а так как расход жидкости и его масса учитываются и рассчитываются при атмосферном давлением, то значения вышеуказанных параметров могут значительно отличаться из-за разницы давления, что в свою очередь влечет за собой фиксацию недостоверных данных не совпадающих с планом работ по технологической операции,

- приборы для измерения параметров закачки при высоком давлении таких как объемный расход жидкости, плотность жидкости отличаются сложностью, высокой стоимостью приборов, высокой стоимостью владения (ремонт, поверка и т.д.).

Технической задачей заявляемого изобретения создание такого способа контроля параметров закачки жидкостей (реагента) в скважину при осуществлении которого в режиме реального времени было бы возможно в автоматизированном режиме с высокой степенью надежности и достоверности получать всю необходимую информацию по параметрам закачки: давление, расход, температура, плотность реагента и т.д. с последующей ее обработкой и визуализацией в виде отчетов (графики, таблицы и т.д.). Наличие такой информации в режиме реального времени позволяет эффективно контролировать технологию процесса и при необходимости оперативно устранять несоответствия. Динамика параметров технологического процесса должна фиксироваться и визуализироваться в виде графиков и таблиц для подтверждения правильности соблюдения технологии и предъявления заинтересованным сторонам (Заказчик - владелец скважин, заказавший технологическую операцию). При этом стоимость и надежность способа для реализации контроля закачки реагента в скважину должна быть приемлемой.

Реализация предложенного изобретения позволит получать достоверные данные о технологической операции по закачке реагента в скважину как в режиме реального времени, так и в режиме накопления информации. Наличие достоверных данных позволяет оценивать эффективность технологической операции и осуществлять ее контроль в режиме реального времени в процессе проведения.

По изобретению должен быть получен положительный результат, заключающийся в наличии и визуализации данных о технологической операции по закачке жидкости в скважину в режиме реального времени с ее последующей фиксацией данных в отчете.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ контроля параметров закачиваемых с скважину жидкостей осуществляется путем измерения части параметров - расход, плотность, температура, закачиваемой жидкости на линии низкого давления, измерение осуществляется отдельным узлом с последующей передачей информации в режиме реального времени по беспроводной (проводной) связи на персональный компьютер, при этом другая часть параметров - давление на линии высокого давления, давление на устье скважины осуществляется также отдельным узлом который по беспроводной (проводной) связи передает информацию первому узлу.

На фигуре 1 показан способ контроля параметров закачиваемых с скважину жидкостей, где изображено: 1 - устье скважины, 2 - выкидная линия скважины - трубное пространство, 3 - линия затрубного пространства скважины, 4 - насос высокого давления в составе спецтехники, 5 - емкость с закачиваемой жидкостью (реагентом) в составе спецтехники, 6 - линия низкого давления в составе спецтехники, 7 - линия высокого давления, 8 - первый блок - измерение давления, 9 - выносной прибор измерения давления, 10 - второй блок - измерение расхода, плотности, температуры, 11 - линия электропитания, 12 - проводная (беспроводная) связь между первым блоком и ПК, 13 - трубная линия первого блока, 14 - проводная (беспроводная) связь между первым и вторым блоком, 15 - проводная (беспроводная) связь между выносной прибор измерения давления и первым блоком, 16 - трубная линия второго блока, 17 - персональный компьютер (ПК), 18 - источник электропитания.

Представляемый способ контроля параметров закачиваемых с скважину жидкостей осуществляется следующим образом - фиг. 1.

После расстановки спецтехники на устье скважины по системе емкость с жидкостью 5 - насос 4 - устье скважины 1, производится сборка линии высокого давления 7 с одновременной установкой в данную линию первого блока 8 посредством соединения линии высокого давления 7 с трубной линией первого блока 13, производится сборка линии низкого давления 6 с одновременной установкой в данную линию второго блока 10 посредством соединения линии низкого давления 6 с трубной линией второго блока 16. На устье скважины 1 устанавливается выносной прибор измерения давления 9 и его соединение с первым блоком посредством связи 15. Выносной прибор 9 устанавливается либо на выкидную линию скважины 2, либо на линию затрубного пространства скважины 3 в зависимости от плана работ.

Производится включение и подключение блоков, ПК:

- включение первого блока 8 и второго блока 10, ПК 17 при наличии автономного собственного электропитания,

- настройка беспроводной связи, либо соединение кабелей для обеспечения проводной связи 12, 14, 15,

- подключение проводного электропитания 11 через источник электропитания 18, либо напрямую от бортовой сети автомобиля или спецтехники.

В процессе осуществления закачки реагента в режиме реального времени производится измерение параметров закачки: давление на линии нагнетания 7, давление на устье скважины 1, на первом блоке 8 с дальнейшей передачей данных по связи 14 во второй блок 10. На втором блоке 10 производится измерение параметров закачки: расход, плотность, температура жидкости, обработка данных в режиме реального времени с последующей ее передачей по связи 12 на ПК 17.

На ПК 17 посредством отдельного программного обеспечения производиться визуализация и регистрация параметров технологического процесса закачки жидкости в виде таблиц, графиков в режиме реального времени.

В представленном на рассмотрение изобретении, на наш взгляд, имеются следующие элементы новизны и существенного отличия от ранее известных способов, систем контроля (регистрации) параметров закачки жидкостей (реагента) в скважину:

1. Измерение и передача параметров закачки жидкостей в скважину осуществляется в двух местах на схеме закачки: на линии высокого давления, на линии низкого давления.

2. Измерение параметров закачиваемой жидкости (реагента) - расход, плотность, температура осуществляется на линии низкого давления.

3. Обработка информации о параметрах закачки в режиме реального времени передается на ПК, там же обрабатывается и визуализируется в виде графиков и таблиц.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для ремонта нефтяных скважин, поддержания пластового давления, обработки призабойной зоны пласта скважины реагентом, глушение скважины и т.п. Техническим результатом является повышение эффективности контроля процесса закачивания жидкости в скважину за счет обеспечения контроля таких параметров, как давление, температура, расход и плотность, в режиме реального времени. В частности, заявлен способ контроля параметров закачки жидкостей в скважину в системе емкость - насос - устье скважины, включающий процесс измерения, фиксации, передачи и обработки параметров закачки жидкости в скважину, таких как давление, расход, плотность, температура, в режиме реального времени. При этом измерение параметров закачиваемой жидкости, таких как давление на линии нагнетания и давление на устье скважины, осуществляется на линии нагнетания посредством первого блока оборудования, а измерение параметров закачиваемой жидкости, таких как расход, плотность, температура жидкости, осуществляется на линии низкого давления, расположенной между емкостью с жидкостью и входом в насос, посредством второго блока оборудования. Данные параметров закачки жидкости передают от первого блока до второго блока по беспроводной или проводной связи. Во втором блоке производят обработку указанных данных и передают по беспроводной или проводной связи на персональный компьютер. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля параметров закачки жидкостей в скважину в системе емкость - насос - устье скважины, включающий процесс измерения, фиксации, передачи, обработки параметров закачки жидкости в скважину: давление, расход, плотность, температура в режиме реального времени, отличающийся тем, что измерение параметров закачиваемой жидкости: давление на линии нагнетания, давление на устье скважины осуществляется на линии нагнетания посредством первого блока оборудования, измерение параметров закачиваемой жидкости: расход, плотность, температура жидкости осуществляется на линии низкого давления, расположенной между емкостью с жидкостью и входом в насос, посредством второго блока оборудования, данные параметров закачки жидкости: давление на линии нагнетания, давление на устье скважины передаются от первого блока до второго блока по беспроводной или проводной связи, во втором блоке производится обработка данных: давление на линии нагнетания, давление на устье скважины, расход, плотность, температура и их передача по беспроводной или проводной связи на персональный компьютер.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электропитание второго блока, персонального компьютера осуществляется посредством проводной линии от бортовой сети автомобиля или собственным автономным источником электропитания, а электропитание первого блока осуществляется через собственный автономный источник электропитания.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение давления на устье скважины может осуществляться выносным отдельным прибором, передача данных от которого осуществляется на первый блок через беспроводную или проводную связь.