Установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта Российский патент 2024 года по МПК E21B43/14 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к добыче нефти при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта.

Известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (патент RU № 2221136, МПК E21В 43/14, опубл. 10.01.2004 в бюл. № 1), включающая колонну лифтовых труб, штанговый насос, пакер и хвостовик, при этом штанговый насос снабжен дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра и делящим этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов. Установка обеспечивает возможность поступления в цилиндр штангового насоса, при движении его плунжера вверх, сначала продукции низконапорного пласта, а после прохождения плунжером дополнительного клапана - продукции высоконапорного пласта.

Недостатком данной установки является невозможность эксплуатации пластов с несовместимой продукцией, например, из-за образования солей или других отложений при смешении пластовых несовместимых вод.

Известна двухлифтовая установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной (патент RU № 2566844, МПК E21В 43/14, опубл. 27.10.2015 в бюл. № 30), включающая основной и дополнительный приводы, пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, колонны лифтовых труб со штанговыми насосами, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой, параллельный якорь, установленный на обеих колоннах лифтовых труб и выполненный с возможностью фиксации их относительно друг друга, при этом добыча продукции из нижнего продуктивного пласта производится трубным насосом с отверстием в середине цилиндра и плунжером, длина которого меньше длины половины цилиндра.

Данная установка позволяет производить подъем продукции по отдельным колоннам труб без их смешения, но недостатком данной установки является то, что требует применения насосно-компрессорных труб - НКТ ограниченного размера из-за параллельного размещения в эксплуатационной колонне, что является критичным в условиях, осложненных образованием высоковязкой стойкой нефтяной эмульсии в продукции верхнего пласта. В связи с применением в двухлифтовых установках труб уменьшенного размера: 60 мм и особенно 48 мм, площадь сечения эксплуатационной колонны минимальна. Чем меньше площадь сечения, тем больше уровень внутренних напряжений, приводящих к осложнению в виде подвисания штанговой колонны, которое усугубляется при применении центраторов из-за интенсивного набора кривизны и большого отклонения от вертикали ствола скважины, увеличиваются силы трения штанг о колонну НКТ. Это приводит к необходимости проведения реанимационных работ, промывок, простоям скважин, снижению межремонтного периода, рискам аварий наземного привода.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (патент RU № 72720, МПК E21B 43/14, опубл. 27.04.2008 в бюл. № 12), включающая основной и дополнительный приводы, пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, лифтовые трубы со штанговыми насосами, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой, содержащей фланец с устьевыми сальниками и двумя каналами, снабженный отверстиями для крепления к устью скважины, трубодержатель основных лифтовых труб, оснащенный резьбой, и трубодержатель дополнительных лифтовых труб с верхней и нижней резьбами, изготовленный в виде полой резьбовой втулки, которая выполнена с возможностью герметичной фиксации непосредственно во втором канале фланца. Установка оснащена параллельным якорем, установленным на обеих лифтовых трубах и выполненным с возможностью фиксации их относительно друг друга, при этом трубодержатель основных лифтовых труб двухствольной арматуры выполнен в виде резьбы первого канала фланца непосредственно снизу фланца.

Данная установка позволяет производить подъем продукции по отдельным колоннам труб без их смешения, но недостатком данной установки является то, что требует применения НКТ ограниченного размера из-за параллельного размещения в эксплуатационной колонне, что является критичным в условиях, осложненных образованием высоковязкой стойкой нефтяной эмульсии в продукции верхнего пласта. В связи с применением в двухлифтовых установках труб уменьшенного размера: 60 мм, и особенно 48 мм, площадь сечения эксплуатационной колонны минимальна. Чем меньше площадь сечения, тем больше уровень внутренних напряжений, приводящих к осложнению в виде подвисания штанговой колонны, которое усугубляется при применении центраторов из-за интенсивного набора кривизны и большого отклонения от вертикали ствола скважины, увеличиваются силы трения штанг о колонну НКТ. Это приводит к необходимости проведения реанимационных работ, промывок, простоям скважин, снижению межремонтного периода, рискам аварий наземного привода.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы установки для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных образованием высоковязкой стойкой нефтяной эмульсии в продукции верхнего пласта за счет увеличения площади сечения трубного пространства, по которому производится подъем продукции верхнего пласта, при исключении смешения продукции верхнего и нижнего продуктивных пластов, снижения риска подвисания штанговой колонны труб даже в скважинах с большим отклонением от вертикали.

Технический результат достигается установкой для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта, включающей основной и дополнительный приводы, механический пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, лифтовую трубу, сообщенную с подпакерным пространством скважины, основную и дополнительную колонны штанг со штанговыми насосами, двухствольную арматуру, параллельный якорь.

Новым является то, что на приеме штангового насоса, размещенного на дополнительной колонне штанг, установлен стыковочный узел, расположенный над верхним продуктивными пластом, при этом стыковочный узел и лифтовая труба сопряжены верхней двухканальной муфтой, последовательно соединенной с параллельным якорем и нижней двухканальной муфтой, в которой сопряжены патрубок и лифтовая труба, при этом верхняя двухканальная муфта имеет скошенную верхнюю часть, параллельный якорь выполнен с внутренней трубой и неподвижно установленными, самоуплотняющимися манжетами, при этом самоуплотняющиеся манжеты установлены раструбом к устью скважины, внутренняя труба параллельного якоря сообщена со стыковочным узлом и патрубком, через который осуществляется отбор жидкости верхнего продуктивного пласта, а отбор жидкости нижнего продуктивного пласта осуществляется через хвостовик, соединенный с приемом штангового насоса, размещенного на основной колонне штанг.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой установки во время работы с подъемом продукции двух пластов, на фиг.2 изображен двухканальный параллельный якорь, где основной привод - 1, дополнительный привод - 2, механический пакер - 3, верхний продуктивный пласт - 4, нижний продуктивный пласт - 5, лифтовая труба - 6, основная колонна штанг - 7, дополнительная колонна штанг - 8, штанговый насос на основной колонна штанг - 9, штанговый насос на дополнительной колонне штанг - 10, двухствольная арматура - 11, параллельный якорь - 12, стыковочный узел - 13, верхняя двухканальная муфта - 14, самоуплотняющиеся манжеты - 15, нижняя двухканальная муфта - 16, патрубок - 17, хвостовик колонны труб - 18, подпакерное пространство - 19, зона между пакерами - 20, зона над двухканальным параллельный якорь - 21.

Установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта, состоит основной 1 и дополнительный 2 приводы, механический пакер 3, установленный между верхним 4 и нижним 5 продуктивными пластами, лифтовую трубу 6, сообщенную с подпакерным пространством скважины 19, основную 7 и дополнительную 8 колонны штанг со штанговыми насосами 9, 10, двухствольную арматуру 11, параллельный якорь 12.

На приеме штангового насоса 10, размещенного на дополнительной колонне штанг 8, установлен стыковочный узел 13, расположенный над верхним продуктивными пластом 4.

При этом стыковочный узел 13 и лифтовая труба 6 сопряжены верхней двухканальной муфтой 14, последовательно соединенной с параллельным якорем 12 и нижней двухканальной муфтой 16, в которой сопряжены патрубок 17 и лифтовая труба 6.

При этом верхняя двухканальная муфта 14 имеет скошенную верхнюю часть.

Параллельный якорь 12 выполнен с внутренней трубой (на фиг. 1, 2 не обозначена) и неподвижно установленными, самоуплотняющимися манжетами 15.

Самоуплотняющиеся манжеты 15 установлены раструбом к устью скважины (на фиг. 1, 2 не обозначено), что обеспечивает герметичность при перепаде давления во время работы штангового насоса 10, размещенного на дополнительной колонне штанг 8, что исключает смешение продукции верхнего 4 и нижнего 5 продуктивных пластов, тем самым повышают надежность работы установки. Количество манжет 15 три или четыре для исключения негерметичности параллельного якоря 12 в случае попадания одной из манжет в муфтовое соединение обсадных труб.

Внутренняя труба параллельного якоря 12 сообщена со стыковочным узлом 13 и патрубком 17, через который осуществляется отбор жидкости верхнего продуктивного пласта 4, а отбор жидкости нижнего продуктивного пласта 5 осуществляется через хвостовик 18, соединенный с приемом штангового насоса 9, размещенного на основной колонне штанг 7.

Установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной работает следующим образом.

При работе штанговых насосов 9, 10 происходит раздельный подъем добываемой жидкости. Когда давление в зоне ниже параллельного якоря 12 становится меньше давления в зоне выше параллельного якоря 12 продукция нижнего продуктивного пласта 5 поступает из подпакерного пространства в хвостовик 18, далее по внутренней трубе параллельного якоря 12 через штанговый насос 9 поднимается по колонне лифтовых труб 6 на поверхность.

Продукция верхнего продуктивного пласта 4 поступает через раздельный канал параллельного якоря 12 в штанговый насос 10, а далее благодаря активации самоуплотняющихся манжет 15 параллельного якоря 12 поднимается на поверхность по эксплуатационной колонне труб в зоне над параллельным якорем 12.

Подъем продукции верхнего продуктивного пласта 4 производится по эксплуатационной колонне труб, таким образом увеличивают площадь сечения трубы (превышает площадь поперечного сечения колонны труб 48 или 60 мм не менее, чем в 10 раз), что предотвращает осложнения в виде подвисания штанговой колонны, тем самым повышают надежность работы установки.

Таким образом, предлагаемое изобретение повышает надежность работы установки для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных образованием высоковязкой стойкой нефтяной эмульсии в продукции верхнего пласта, за счет исключения смешения продукции верхнего и нижнего продуктивных пластов, снижения риска подвисания штанговой колонны труб даже в скважинах с большим отклонением от вертикали.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы установки для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных образованием высоковязкой стойкой нефтяной эмульсии в продукции верхнего пласта при исключении смешения продукции верхнего и нижнего продуктивных пластов и снижения риска подвисания штанговой колонны труб даже в скважинах с большим отклонением от вертикали. Заявлена установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта, включающая основной и дополнительный приводы, механический пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, лифтовую трубу, сообщенную с подпакерным пространством скважины, основную и дополнительную колонны штанг со штанговыми насосами, двухствольную арматуру и параллельный якорь. На приеме штангового насоса, размещенного на дополнительной колонне штанг, установлен стыковочный узел, расположенный над верхним продуктивным пластом. При этом стыковочный узел и лифтовая труба сопряжены верхней двухканальной муфтой, последовательно соединенной с параллельным якорем, и нижней двухканальной муфтой, в которой сопряжены патрубок и лифтовая труба. Причем верхняя двухканальная муфта имеет скошенную верхнюю часть. Параллельный якорь выполнен с внутренней трубой и неподвижно установленными самоуплотняющимися манжетами, установленными раструбом к устью скважины. Внутренняя труба параллельного якоря сообщена со стыковочным узлом и патрубком, через который осуществляется отбор жидкости верхнего продуктивного пласта, а отбор жидкости нижнего продуктивного пласта осуществляется через хвостовик, соединенный с приемом штангового насоса, размещенного на основной колонне штанг. 2 ил.

Установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных высокой вязкостью продукции верхнего пласта, включающая основной и дополнительный приводы, механический пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, лифтовую трубу, сообщенную с подпакерным пространством скважины, основную и дополнительную колонны штанг со штанговыми насосами, двухствольную арматуру, параллельный якорь, отличающаяся тем, что на приеме штангового насоса, размещенного на дополнительной колонне штанг, установлен стыковочный узел, расположенный над верхним продуктивным пластом, при этом стыковочный узел и лифтовая труба сопряжены верхней двухканальной муфтой, последовательно соединенной с параллельным якорем, и нижней двухканальной муфтой, в которой сопряжены патрубок и лифтовая труба, при этом верхняя двухканальная муфта имеет скошенную верхнюю часть, параллельный якорь выполнен с внутренней трубой и неподвижно установленными самоуплотняющимися манжетами, при этом самоуплотняющиеся манжеты установлены раструбом к устью скважины, внутренняя труба параллельного якоря сообщена со стыковочным узлом и патрубком, через который осуществляется отбор жидкости верхнего продуктивного пласта, а отбор жидкости нижнего продуктивного пласта осуществляется через хвостовик, соединенный с приемом штангового насоса, размещенного на основной колонне штанг.