Способ эксплуатации малодебитной газовой скважины Советский патент 1985 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к способам эксплуатации газовых и газоконденсат ных скважин с низкими дебитами газа и может быть использовано в газовой промьппленности. При эксплуатации малодебитных скважин их низкие дебиты не позволя ют выносить на поверхность жидкость которая поступает с газом из пласта или конденсируется в стволе скважины. Известен способ эксплуатации малодебитньк газовых скважин, заключающийся в ,том, что жидкость, поступающая с газом в скважину, измельчается в диспергаторе до капель таких размеров, чтобы они могли быть вынесены газовым потоком на поверхность земли р1 . Лиспергатор позволяет превращать в туман как. воду,.так и углеводородный конденсат, однако для проведения такой операции требуется большой расход энергии. Объясняется это тем, что для измельчения жидкости газовым потоком необходимы высокие скорости газа. Известен способ эксплуатации газовых скважин, который состоит в том, что добываемый газ извлекается на поверхность земли по насоснокомпрессорным трубам (НКТ), установленным внутри обсадной колонны скважины 2J . Диам-етр НКТ меньше диаметра обсад ной колонны, что позволяет при отбор газа из пласта обеспечить в трубах скорость газового потока более высокую, чем при эксплуатации скважины без НКТ, Недостатком способа является то, что при скорости газа в НКТ менее 4-6 м/с газовьй поток не способен вынести на поверхность жидкость, которая поступает с газом из продуктив ного пласта или конденсируется в Стволе скважины. При работе такой скважины жидкость, постепенно накапливаясь в ниж ней части, увеличивает гидравлическое сопротивление призабойной зоны, в результате чего уменьшается дебит газа и скважина останавливается. Jifla обеспечения работы такой скважины необходимо периодически продувать ее в атмосферу, теряя при этом значительные количества газа, или приме нять поверхностно-активные вещества Последнее дает положительный эффект только в, случае, если жидкостью является вода или ее растворы. Если в продукции скважины содержится значительное количество жидких углеводородов, то применение поверхностноактивных веществ эффекта не дает. Для увеличение скорости газа в промышленной практике часто заменяют НКТ на трубы меньшего диаметра, что, однако не обеспечивает работу малодебитных скважин, особенно при высоких давлениях газа. Наиболее близким к предлагаемому является способ эксплуатации малодебитной газовой скважины, включающий отбор газа путем пропускания газожидкостного потока через установленные по длине колонны НКТ перпендикулярно их оси ускорители , представляющие собой перегородку с осевым каналом pj. Недостатком известного способа является низкая производительность скважины из-за невозможности выноса газовым потоком жидкости на поверхность. Цель изобретения - увеличение производительности скважины путем обеспечения непрерывного удаления жидкости из нее. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу эксплуатации малодебитной газовой скважины, включающему отбор газа путем пропускания газожидкостного потока через установленные по длине колонны НКТ перпендикулярно их оси ускорителя, представляющие собой перегородку с осевым каналом ускорители устанавливают на расстоянии 8-12 м один от другого, а в осевых каналах ускорителей поддерживают скорость газожидкостиого потока 3-10 м/с. На фиг. 1 приведена схема осуществления способа эксплуатации малодебитной газовой скважиныj на фиг.2 зависимость изменения величины скорости газа от его давления. Для осуществления способа в скважину спускают обсадную колонну труб 1, колонну насосно-компрессорных труб 2 с ускорителями газожидкостного потока 3, представляющими собой перегородку с осевым каналом. В нижней части обсадной колонны выполнены перфорационные отверстия 4.

31

Эксплуатацию малодебитной газовой скважины осуществляют следующим образом.

Газ и жидкость, поступающие в скважину из продуктивного пласта через перфорационные отверстия 4, проходят через первьй ускоритель в первую насосно-компрессорную трубу. Поскольку скорость газа ,в сечении насосно-компрессорной трубы недостаточна для выноса жидкости на поверхность, последняя накапливается в первой насосно-компрессорной трубе, которая в первый момент вьтолняет функции сепаратора. По мере накопления жидкости в первой насосно-компрессорной трубе происходит уменьшение свободного сечения трубы, по которому происходит движение газа. Уменьшение сечения приводит к увеличению скорости газа в первой трубе до величины минимально необходимой для выноса жидкости потоком rasaj жидкость начинает поступать через второй ускоритель во вторую насосно-компрессорнуго трубу, где повторяется весь процесс, описанный для первой трубы.

Постепенно происходит заполнение жидкостью всех насосно-компрессорных труб скважины,при11 ем в каждой отдельной трубе количество жидкости будет различно и строго удовлетво- рять условию, при котором скорость газа в свободном сечении трубы соответствует минимальной скорости газоBoto потока, обеспечивающей вынос жидкости из трубы.

Работа ускорителей газожидкостного потока определяет условия эксплуатации всей скважины. Ускоритель позволяет пропускать газожидкостную смесь только в направлении движения газа, т.е. снизу вверх. Жидкость, .которая прошла сечение ускорителя, не может через отверстие ускорителя снЬва стечь вниз, хотя над ускорителем в трубе может находиться большое количество жидкости. Работа ускорите ля, как обратного клапана по жидкости,, обеспечивается созданием определенной скорости газа в его сечении. Для того, чтобы жидкость не проходила через ускоритель в.обратном направлении, в егосечении необходимо поддерживать скорость газа, величина Которой больше минимальной скорости.

46415 . 4

обеспечивающей вынос жидкости из вертикальньк труб.

На фиг.2 приведена зависимость изменения величины минимальной скорости газа от его давления. Из приведенных данных видно, .что при скоростях газа в сечении ускорителя 3-10 м/с обеспечивается работа ускорителя как обратного клапана ,практи-

10 чески для всех возможных условий эксплуатации газовой скважины, т.е. в диапазоне давлений от сотен атмосфер до 17 кгс/см.

В разработанной системе важно,чтобы отверстие газожидкостного ускори- теля располагалось строго по оси трубы, а торцовая верхняя поверхность ускорителя была перпендикулярна оси трубы. Эти требования обус-

20 лавливаются тем, что в трубе выше установки ускорителя скапливается значительное количество жидкости. Малые скорости газового потока не могут обеспечить поддержание этой

25 жидкости во взвешенном состоянии, поэтому часть жидкости поддерживается торцовой поверхностью ускорителя. Если отверстие в ускорителе смещено по оси трубы, то вьш1е ускорителя нарушается симметрия распределения жидкости в трубе, что Неизбежно приводит к увеличению расхода энергии на поддержание жидкости над ускорителем. Тоже наблюдается и в

5 случае расположения торцовой поверхности ускорителя под углом у оси трубы.

Для полного удаления жидкости, поступающей из пласта, необходимо

0 соблюдать следующие условия.

Насосно-компрессорные трубы нужно опускать в скважину до уровня Нижних отверстий перфорации. Если 5 трубы будут установлены вьш1е, то жидкость, поступающая из пласта, будет скапливаться на забое скважины, перекрывая продуктивную часть пласта от нижних отверстий перфорации до 0 насосно-компрессорных труб, что

увеличивает гидравлическое сопротивление скважины и приводит к повышенному расходу энергии на ее эксплуатацию. Если насосно-компрессорные 5 трубы опустить ниже нижних отверстий перфорации, то это также приводит к увеличению гидравлического сопротивления, поскольку удлиняется

СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАЛОДЕБИТНОЙ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ, включшощий отбор газа путём пропускания газожидкостного потока через установленные по длине колонны насосно-ком- . прессоркых труб перпендикулярно их оси ускорителя, представдяюпще собой перегородку с осевым каналом, отличающийс я тем, что, с целью увеличения производительности скважины путем обеспечения непрерывного удаления жидкости из нее, ускорители устанавливают на расстоя нии 8-12 М один от другого, а в осевых каналах ускорителей поддерживаi ют скорость газожидкостного потока 3-10 м/с. (Л С 4 о 4