Способ лифтирования нефти Советский патент 1983 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано в газе добывающей промышленности при газлифтной добыче, преимущественно, тяжелых нефтей.

Известен способ лифтирования нефти , где для лифтирования нефти используется газ, подогретый до температуры выше 400°С. Установка для осуществления способа включает газоподводящую трубу, подъемную колонну компрессорных труб и подогреватель, установленный на поверхности земли 1..

Недостатком способа лифтирования нефти и установки для лифтирования нефти является низкий коэффициент полезного действия газлифтной скважины из-за больших потерь энергии при транспортировке подогретого газа с поверхности в скважину. Кроме того, установка не содержит конструктивных элементов, обеспечивающих диспергирование газовой фазы для уменьшения скорости всплытия газовых пузырьков в тяжелой нефти,что ведет к слиянию частиц- газовой фазы и прорыву их на поверхность.

Наиболее близким решением из известных является способ лифтирования нефти, включающий подачу в колонну подъемных труб продуктов cro-i рания топлива и нагрев лифтируемой

5 нефти 2.

Однако основным недостатком укаванного способа лифтирования нефти является недостаточно высокий коэффициент полезного действия его из-за высо Q кой температуры выходящих гдродуктов сгорания топлива (до 1500°С), что вырывает рермбдеструкцию лифтируемой нефти, а это ведет к закоксованию скважины; невозможности регулирования равномерностью нагрева столба нефти,

15 так как на рходе продуктов сгорания в н ефтяной столб нефть нагревается сильнее, чем на выходе, получения крупных частиц продуктов сгорания (газовой фазы что приводит к высокой

20 скорости всплытия крупных пузырьков газовой фазы в нефтяном столбе, .способствующей проскальзыванию, слиянию и прорыву газовой фазы через весь столб нефти на поверхность.Вслед25ствие укрупнения пузырьков газовой .фазы утрачивается способность лифтирования иефти.

Цель изобретения - увеличение коэффициента полезного действия лифти30 рования нефти. Указанная цель достигается тем, , что в способе лифтирования нефти, включающем подачу в колонну подъемных труб продуктов сгорания топлива и нагрев лифтируемой нефти, продукты .сгорания топлива пропускают через теплообменник, рас положенный соосно оси колонны подъемных труб с последующим диспергированием их. Кроме того, в качестве продуктов сгорания топлива используют парогаз с температурой 250-400С. Перечисленная совокупность призна ков обеспечивает увеличение коэффициента полезного действия газлифтной скважины, так как получение в способе путем сжигания топлива рабочего агента, например водо-нефтяной эмульсии, позволяет получить на выхо де из парогазогенератора продукты сгорания в пределах температур 250400°С. Это оптимальные температуры для передачи тепла нефтяному столбу., чтобы снизить вязкость тяжелой нефти и избежать при этом закоксовывания скважины. Кроме того, осуществление в способе равномерного нагрева столба неф ти и диспергирования парогазовой фа зы до мельчайших частиц дает возмож ность максимально подготовить нефтя ную и парогазовую фазы к процессу лифтирования, так как уменьшаются силы поверхностного натяжения и уве личиваются поверхности контакта вза иМодействующих фаз, тем самым обеспечивая увеличение выхода нефти в единицу времени. Осуществление в установке для реализации способа подачи продуктов сгорания через телескопический тепло обменник и веерообразный диспергатор дает возможность равномерно на греть нефтяной столб и раздробить подаваемые в нефть продукты сгорания на мельчайшие частицы, т.е. максимал но подготовить и нефтяную и газовую фазы для эффективного процесса лифти рования нефти. На фиг.1 изображена установка для лифтирования нефти на фиг.2 - узел 1 на фиг.1 1 диспергатор в увеличенном масштабе). Газлифтная скважина 1 оборудована тремя колоннами труб; малого диаметра 2 (для подачи водо-нефтяной эмульсии), среднего 3 (для подачи воздуха - окислителя) и большого диа метра подъемная колонна труб 4 (для лифтирования нефти на поверхность). Первые две колонны 2 и 3 труб при соединены к парогазогенератору 5, включающему форсуночное устройство 6 и камеру сгорания 7 высокого давления и помещенному в газлифтной скважине 1. Снизу к парогазогенератору 5 присоединен телескопический теплообменник 8, на конце которого установлен веерообразный диспергатор 9 для диспергирования парогазовой фазы продуктов сгорания и сообщения им направления в нефтяной столб в подъемной колонне труб 4. Веерообразный диспергатор 9 состоит из корпуса 10 и крышки 11 с отверстиями 12 для диспергирования, частиц парогазовой фазы и веерообразной направляющей 13 для парогазовой фазы. Способ осуществляется следующим образом. В газлифтную скважину 1 по трубам 2малого диаметра в. форсуночное устройство б парогазогенератора 5 подают водо-нефтяную эмульсию, а по трубам 3среднего диаметра в то же форсуночное устройство 6 подают окислитель, например воздух. В форсуночном устройстве 6 парогазогенератора 5 готовят гопливно-воздушную смесь,которую зажигают в камере сгорания 7 посредством известного зажигательного устройства, например свечи (не показана). Из камеры сгорания 7 парогаз выходит нагретым до 250-400°С. Конкретная величина температуры зависит от вязкости нефти эксплуатируемого месторождения и определяется экспериментально. Парогаз направляют в телескопический теплообменник 8, для равномерной передачи тепла от продуктов сгорания - парогаза к столбу нефти, становящейся за счет Термодеструкции менее вязкой. Далее парогаз подают в диспергатор 9, где пропущенный через отверстия 12 крышки 11, он становится тонко диспергированным. Затем посредством веерообразной направляющей 13 парогаз подают в подъемную колонну 4. Подготовленный таким образом парогаз производит работу по лифтированию нефти и выходит вместе с ней на поверхность. Длину телескопического теплообменника 8 выбирают из расчета передачи количества тепла, необходимого для равномерного нагрева столба нефти и снижения вязкости нефти конкретного месторождения. П р им е р. В лаборатории стендовых испытаний кафедры авиационных .двигателей на экспериментально-исследовательском стенде проводят работы по испытанию горения водно-нефтяных эмульсий с соотношением водо-нефть в топливе 20-40 вес.% в двухступенчатой камере сгорания высокого давления (,Р 15 МПа, ci 0, t 0,05-0,1/. Использование в качест,в-е топлива водо-нефтяных эмульсий со значением влажности нефти 60 вес.%

позволяет снизить температуру агента на выходе до 250°С и установить таким образом мягкие температурные режимы работы установки, что способствует улучшению условий лифтирования.

В результате нефте- и парогазовая фазы оказываются максимально подготовленными к процессу лифтирования с точки зрения проявления уменьшения сил поверхностного натяжения и увеличения поверхности кон такта взаимодействующих фаз. Тем самым обеспечивается возможность увеличения выхода нефти в единицу времени. Таким образом, использование способа лифтирования нефти обеспечивает, по сравнению с прототипом, повышение коэффициента полезного действия скважины на 15%. . Формула изобретения

1. Способ лифтирования нефти, вклчающий подачу в колонну подъемных

труб продуктов сгорания топлива и нагрев лифтируемой нефти, отличающийся тем,-что, с целью увеличения коэффициента полезного действия лифтирования нефти, продукты сгорания топлива пропускают через теплообменник, расположенный соосно оси колонны подъемных труб с последующим дисперт ированием их.

2. Способ по п.1,о т л и ч ающ и и с я тем, что в качестве продуктов сгорания топлива используют парогаз с температурой 250-400 0.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 312967, кл. F 04 F 1/00, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 629327, кл. Е 21 В 43/00, 1975

(прототип).