Установка для одновременно-раздельной добычи и закачки в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта Российский патент 2024 года по МПК E21B43/12 E21B43/14 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к добыче нефти при одновременно раздельной добычи и закачки в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта.

Известна установка для закачки жидкости в нижний пласт и добычи нефти из верхнего пласта (патент RU №82750, МПК Е21В 43/00, опубл. 10.05.2009 в бюл. № 13), содержащая основную колонну труб с пакером, установленным между пластами, внутренней герметичной перегородкой, установленной в основной колонне труб, плунжерный насос, размещенный в колонне труб выше перегородки, причем пространство основной колонны труб между насосом и перегородкой сообщено с верхним пластом. Основная колонна труб снаружи концентрично снабжена дополнительной колонной труб снизу жестко и герметично соединенной с основной колонной труб, причем межколонное пространство между основной и дополнительной колоннами труб сообщено через заколонное пространство колонны труб ниже пакера с нижним пластом.

Недостатком данной установки является низкая эффективность в случае, когда продукция верхнего пласта осложнена высокой вязкостью продукции, образованием высоковязкой эмульсии при обводнении продукции из-за подъема продукции по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) ограниченного размера (48 или 60 мм) и осложняется охлаждением добываемой продукции из-за закачки воды по пространству между колоннами концентричных труб.

Известна установка для одновременно-раздельной добычи и закачки через одну скважину (патент RU №84461, МПК Е21В 43/14, опубл. 10.07.2009 в бюл. №19), содержащая привод, насос, колонну насосных штанг, две колонны насосно-компрессорных труб различной длины, параллельный двухканальный якорь, устьевую арматуру и пакер для разобщения пластов. В качестве привода для вращения колонны насосных штанг использован наземный привод винтового штангового насоса, при этом в качестве насоса использован винтовой штанговый насос.

Недостатками данной установки является низкая надежность эластомера винтового насоса и частые отказы штанговой колонны при вращательном движении при кривизне ствола скважины, что снижает наработку на отказ установки. А также технологическая сложность процесса спуска винтового насоса и монтажа наземного привода винтового штангового насоса, и высокое потребление электрической энергии на механизированный подъем продукции скважины.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для одновременно раздельной закачки и добычи из многопластовой залежи через одну скважину (патент RU №63436, МПК E21B 43/14, опубл. 27.05.2007 в бюл. № 15), включающая нагнетательную колонну труб с одним пакером, спущенную на нижний пласт, и добывающую колонну труб, спущенную на верхний пласт. Добывающая колонна труб оснащена станком-качалкой и глубинным насосом и расположена параллельно рядом с нагнетательной колонной труб.

Недостатком данной установки является низкая эффективность в случае, когда продукция верхнего пласта осложнена высокой вязкостью и образованием высоковязкой эмульсии при обводнении продукции, из-за необходимости применения НКТ уменьшенного размера 60 мм, и особенно 48 мм, при использовании компоновки с двумя колоннами НКТ в скважине, зачастую происходит осложнение в виде подвисания штанговой колонны, которое усугубляется при применении центраторов из-за высокой кривизны ствола скважины. Это приводит к необходимости проведения реанимационных работ, промывок, простоям скважин, снижению межремонтного периода, рискам аварий наземного привода.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности установки для одновременно раздельной добычи и закачки в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта за счет увеличения трубного пространства, по которому производится подъем продукции.

Технический результат достигается установкой для одновременно раздельной добычи и закачки в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта, состоящая штангового насоса, приводимого в действие наземным приводом через колонну насосных штанг и сообщённого с надпакерным пространством скважины, колонны эксплуатационных насосно-компрессорных труб, закрепленной на устье скважины двухствольной арматурой, нагнетательной колонны труб, сообщенной с подпакерным пространством скважины, пакера, расположенного между верхним и нижним продуктивными пластами.

Новым является то, что на приеме штангового насоса установлен стыковочный узел, стыковочный узел и нагнетательная колонна труб сопряжены верхней двухканальной муфтой, последовательно соединенной с дополнительным пакером со самоуплотняющимися манжетами и нижней двухканальной муфтой, в которой сопряжены патрубок и хвостовик, при этом верхняя двухканальная муфта имеет скошенную верхнюю часть, самоуплотняющиеся манжеты направлены открытой частью к устью скважины, в полости дополнительного пакера размещена внутренняя труба, сообщающаяся со стыковочным узлом и патрубком, через который осуществляется отбор жидкости, а закачка жидкости – через хвостовик по полости дополнительного пакера.

На фиг. 1, 2 изображена установка для одновременно раздельной добычи и закачки в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта, где пакер – 1, нижний пласт – 2, нагнетательная колонна труб – 3, штанговый насос – 4, колонна насосных штанги – 5, наземный привод – 6, верхний пласт – 7, верхняя двухканальная муфта – 8, двухствольная арматура – 9, стыковочный узел – 10, дополнительный пакер – 11, самоуплотняющиеся манжеты – 12, внутренняя труба – 13, нижняя двухканальная муфта – 14, патрубок – 15, хвостовик – 16, пространство под нижним пакером – 17, зона над дополнительным пакером – 18, зона под дополнительным пакером – 19.

Установка для одновременно раздельной добычи и закачки в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта, состоит из штангового насоса 4, приводимого в действие наземным приводом 6 через колонну насосных штанг 5 и сообщённого с надпакерным пространством скважины, колонны эксплуатационных насосно-компрессорных труб, закрепленной на устье скважины двухствольной арматурой 9, нагнетательной колонны труб 3, сообщенной с пространством под нижним пакером 17 скважины, пакера 1, расположенного между верхним 7 и нижним 2 продуктивными пластами.

На приеме штангового насоса 4 установлен стыковочный узел 10.

Стыковочный узел 10 и нагнетательная колонна труб 3 сопряжены верхней двухканальной муфтой 8, последовательно соединенной с дополнительным пакером 11 со самоуплотняющимися манжетами 12 и нижней двухканальной муфтой 14, в которой сопряжены патрубок 15 и хвостовик 16.

При этом верхняя двухканальная муфта 8 имеет скошенную верхнюю часть.

Самоуплотняющиеся манжеты 12 направлены открытой частью к устью скважины, что обеспечивает герметичность уплотнения межтрубного пространства при создании перепада давления при работе штангового насоса 4, когда давление в зоне ниже дополнительного пакера 11 становится меньше давления в зоне выше дополнительного пакера 11. Три самоуплотняющиеся манжеты необходимы для исключения негерметичности дополнительного пакера 11 в случае попадания одной из манжет в муфтовое соединение обсадных труб.

В полости дополнительного пакера 11 размещена внутренняя труба 13, сообщающаяся со стыковочным узлом 10 и патрубком 15, через который осуществляется отбор жидкости, а закачка жидкости – через хвостовик 16 по полости дополнительного пакера 11. Подъем жидкости (продукции) верхнего объекта производится по эксплуатационной колонне, что предотвращает осложнения в виде подвисания штанговой колонны.

Установка для одновременно раздельной добычи и закачки работает следующим образом.

Схему установки для одновременно раздельной добычи и закачки спускают в скважину в следующей последовательности.

На нагнетательной колонне труб монтируют и спускают в скважину следующую компоновку снизу вверх: пакер 1 – хвостовик, 16 - нижняя двухканальная муфта, 14 - самоуплотняющиеся манжеты, 12 - верхняя двухканальная муфта 8. Далее устанавливают в скважине пакер 1. Затем на колонне насосных штанги 5 спускают штанговый насос 4 до двухканальной муфты, где происходит фиксация стыковочного узла.

В нижний пласт по нагнетательной колонне труб производится закачка воды. Закачиваемая вода поступает в полость между внутренней трубой 13 и корпусом дополнительного пакера 11 и далее через хвостовик 16, а продукция верхнего пласта проходит по внутренней трубе 13.

Продукция верхнего пласта поступает через патрубок 15 и внутренней трубе 13 дополнительного пакера 11 в штанговый насос 4, а далее благодаря активации самоуплотняющихся манжет дополнительного пакера 11 поднимается на поверхность по эксплуатационной колонне в зоне над дополнительным пакером 11.

Так как площадь сечения эксплуатационной колонны значительно превышает площадь поперечного сечения колонны труб (48 или 60 мм), применяемых в стандартных двухлифтовых установках, предлагаемая установка исключает повисание штанговой колонны в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта.

Таким образом, предлагаемое изобретение повышает эффективности и надежность установки за счет увеличения трубного пространства, по которому производится подъем продукции.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Установка для одновременно-раздельной добычи и закачки в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта, состоит из штангового насоса, колонны эксплуатационных насосно-компрессорных труб, нагнетательной колонны труб и пакера, расположенного между верхним и нижним продуктивными пластами. Штанговый насос приводится в действие наземным приводом через колонну насосных штанг и сообщён с надпакерным пространством скважины. Нагнетательная колонна труб сообщена с подпакерным пространством скважины. На приеме штангового насоса установлен стыковочный узел. Стыковочный узел и нагнетательная колонна труб сопряжены верхней двухканальной муфтой, последовательно соединенной с дополнительным пакером с самоуплотняющимися манжетами и нижней двухканальной муфтой, в которой сопряжены патрубок и хвостовик. В полости дополнительного пакера размещена внутренняя труба, сообщающаяся со стыковочным узлом и патрубком, через который осуществляется отбор жидкости, а закачка жидкости – через хвостовик по полости дополнительного пакера. Обеспечивается повышение эффективности и надежности установки для одновременно раздельной добычи и закачки в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта. 2 ил.

Установка для одновременно-раздельной добычи и закачки в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта, состоящая из штангового насоса, приводимого в действие наземным приводом через колонну насосных штанг и сообщённого с надпакерным пространством скважины, колонны эксплуатационных насосно-компрессорных труб, закрепленной на устье скважины двухствольной арматурой, нагнетательной колонны труб, сообщенной с подпакерным пространством скважины, пакера, расположенного между верхним и нижним продуктивными пластами, отличающийся тем, что на приеме штангового насоса установлен стыковочный узел, стыковочный узел и нагнетательная колонна труб сопряжены верхней двухканальной муфтой, последовательно соединенной с дополнительным пакером с самоуплотняющимися манжетами и нижней двухканальной муфтой, в которой сопряжены патрубок и хвостовик, при этом верхняя двухканальная муфта имеет скошенную верхнюю часть, самоуплотняющиеся манжеты направлены открытой частью к устью скважины, в полости дополнительного пакера размещена внутренняя труба, сообщающаяся со стыковочным узлом и патрубком, через который осуществляется отбор жидкости, а закачка жидкости – через хвостовик по полости дополнительного пакера.