Способ газлифтной добычи нефти и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК E21B43/00 

31 5 1

rio НКТ 1 учлы для изменения направ- ле(ия 1 -аз(1вай фазы. Каждый из зтих узлов выполнен в виде образующего с колонной НКТ 1 кольцевор зазор 2 для нрохождения газонефтяной смеси и открытого снизу стакана 3. В стен-j как носледнего установлены радиальные трубки 4 для связи полости стака3130,

на 3 с зазором 2, Над стаканом 3 между наклонными трубками 4 установлена конусообразная обечайка 7. Угол с между новерхностью носледней и ИКТ I равен 25-30, а зазор между ними равен 3-5 мм. Расстояние между узлами равно, 200-250 м. 2 с и 3 з.п„ ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности добычи нефти за счет снижения затрат энергии. Для этого перед закачкой газа высокого давления к башмаку колонны НКТ определяют объем газа, выделяемого из извлекаемой нефти и растворенного в ней. Закачивают газ высокого давления с учетом предварительно определяемого объема газа, выделяемого из извлекаемой нефти и растворенного в ней. Объем закачиваемого газа поддерживают по значению расходного газосодержания смеси в пределах от 0,65 до 0,75 при среднем давлении на участке забой - устье скважины. Устройство для осуществления данного способа содержит последовательно и концентрично установленные по длине НКТ 1 узлы для изменения направления газовой фазы. Каждый из этих узлов выполнен в виде образующего с колонной НКТ 1 кольцевой зазор 2 для прохода газонефтяной смеси и открытого снизу стакана 3. В стенках последнего установлены радиальные трубки 4 для связи полости стакана 3 с зазором 2. Над стаканом 3 между наклонными трубками 4 установлена конусообразная обечайка 7. Угол между поверхностью последней и НКТ 1 равен 25 - 30°, а зазор между ними равен 3 - 5 мм. Расстояние между узлами равно 200-250 м. 2 с и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии газлифтной добычи нефти и предназ начено для использования в нефтяной промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности добычи нефти за счет снижения затрат энергии.

На чертеже изображено устройство для газлифтной добычи нефти.

Сущность способа газлифтной добычи нефти, включающего закачку газа высокого давления к башмаку колон- ны насосно-компрессорных труб (НКТ) с последующим воздействием на газо-, нефтяную смесь, заключается в том, что перед закачкой газа высокого давления определяют объем газа, выделяе- мого из извлекаемой нефти и растворенного в ней, а закачку газа высок9- го давления осуществляют с учетом предварительно определяемого объема газа, вьщеляемого из извлекаемой нефти и растворенного в ней, причем объем, закачиваемого газа высокого давления поддерживают по значению расходного газосодержания смеси в пределах 0,65-0,75 при среднем дав- лении на y tacTKe забой - устье скважины, а значение отношения динамического давления к капиллярному давле-. нию для расчета количества и размера отверстий подачи газа в колонну НКТ и размера трубок узла изменения направления движения газовой фазы,поддерживают из условия

1 2. у PlYlI

е - 4G

11 / э

р - плотность газа, кг/м ,

-и - относительная скорость между скоростью выхода газа из трубок 55 и скоростью движения жидкой фазы и (нефти) м/с; г - радиус пузырьков,м;

з

0

5 0 5 0 5

0

5

G - поверхностное натяжение на границе раздела газ - нефть, дн/см или 10 н/м«

Устройство для газлифтной добычи нефти содержит последовательно и кон- центрично установленные по длине колонны 1 НКТ узлы для изменения напг равления газовой фазы, каждый из которых выполнен в виде образующего с колонной 1 НКТ кольцевой зазор 2 для прохода газонефтяной смеси и открь - того снизу стакана 3, в стенках которого установлены радиальные трубки 4, а в днище 5 - наклонные трубки 6 для связи полости стакана 3 с кольцевым зазором 2j причем над стаканом 3 между наклонными патрубками 6 установлена конусообразная обечайка 7, угол между поверхностью пос ледней и поперечной плоскостью колонны I НК1 равен 25-30 , а зазор между верхним основанием конусообразной обечайки и колонной НКТ - 3-5 мм

Кроме того, узлы для изменения направления движения газовой фазь з с- тановлены на расстоянии мм , один от другого о

В общем случае дробление газа происходит под действием трех сип: силы инерции, силы поверхностного натяжения и силы вязкостно В практических случаях характерные числа Рейнольд- са настолько велики, что влиянием вязкости можно пренебречь. Имеющуюся экспериментальную информацию можно квалифицировать по двум категориям: в одной определяющую роль играет взаимодействие сил поверхностного натяжения и вязкости,, а в другой доминируют силы поверхностного натяжения и инерциио В двухфазных газожидкостных потоках на основании указанного доминирующими являются сила инерции и сила поверхностного натяже 1ия.

- 15

Вязкость же нефти для образующихся пузырьков выступает в роли стабилизирующего фактора. При добавлении необходимо иметь такое скоростное (динамическое) давление pv /2, обусловленное изменением скорости на расстоянии порядка диаметра газового пузыря или такое динамическое давление из разности скоростей входа газового потока в .жидкость, которре в состоят НИИ преодолеть проверхностное натяжение, действуя на газовые выключения или газовый поток разрушающим образом. .

В конструктивном отношении для превращения газового потока в пузырьки определенной крупности ц перевод их в пристеночную область необходи -1О осуществлять с помощью трубок, рас- положенных под углом 90° к потолку, В этом случае газовая фаза при выходе из патрубков ударяется о более плотную жидкую фазу, превращается в .пузырьки. Образование пузырьков происходит за счет удара по причине динамического воздействия из-за разности скоростей движения газа по патрубкам и входа их в жидкую фазу.

. Jl Y & --u f

2 2

ДР

по отношению к величине капиллярного давления 2(7/1, где п - плотность газовой фазы, - соответственно истинная

скорость газовой и жидкой фаз,

Экспериментально установлено, что . если отнощение динамического давле- ния р к капиллярному давлению 2( 5 которое носит название числа Вебера, равно или больше 1,30, то возникает деформация, которая приводит к дроблению газа. Из этих предпосылок необходимо исходить при определении числа отверстий в узлах для изменения направления газовой фазы, их размера при подаче рабочего агента на забой в колонну НКТ и при определении размера трубок для отвода газа из центра на периферию при путе- вом дроблении газа в колонне НКТ

В днище 5 и на боковой поверхности стакана 3 с определенным шагом закрепле- .ны полые трубки 6 и 4. Внутренний диаметр трубок 6 и 4, их количество определяются из критерия Вебера„

105

20 5

0

5

0

30

Со спуск(.1М н с-кв; жину ко.попиы НТК устанавливаю э кс пп у а i анионные характеристики скважины. Измеряют забойное давление и температуру, проияводят отбор глубш ных проб, по которым путем их разгазирования строится график растворимости газа в нефти в зависимости от давления, определяется фазовое равновесие в запежи; определяются вязкость, шютность нефти в пластовых условиях, состав, вязкость и плотность газа как в пластовых условиях, так и по ступеням разгаз1фо-; вания и другие величины. Строится график изменения давления по глубине скважины в статических и динамических условиях и т.До

Среднее давление на участке забой - устье скважины определяется в зависимости от параметров скважины с Такими парамет ами являются давление забоя и давление на устье скважины. Последнее задается в зависимости от способа эксплуатации скважинЫо

Для определения объема газа, кото- рьй растворится в объеме извлекаемой нефти и который выделится из нее, используются изотермы растворимости газа в нефти и закон Генри.

Ввод дополнительного сопротивления на пути движения газового потока приводит к выравниванию скоростей фаз смеси, которое в сочетании с дроблением газа способствует образованию гомогенной пузырьковой структуры. Таким образом значительно снижаются ,г затраты энергии и повышается эффективность работы газлифтных скважин.

Формула изобретения

0

5

1 с Способ газлифтной добычи нефти, включающий закачку газа высокого давления к башмаку колонны насосно-комп- рессррньгх труб с последующим воз.дей- ствием на газонефтяную смесь, о т - л ич ающий с я тем, что, с целью повьшения эффективности добычи нефти за счет снижения затрат энер- гии, перед закачкой газа высокого давления определяют объем газа, ВЫ7 деляемого из извлекаемой нефти растворенного в ней, а закачку газа ..высокого давления осуществляют с учетом предварительно определяемого объема газа, выделяемого из извлекаемой нефти и растворенного в ней.

2, Способ ПОП.1, отлич аю- щ и и с я тем, что объем закачиваемого газа высокого давления поддерживают по значению расходного газосодержания смеси в пределах от 0,65 до 0,75 при среднем давлении на участке забой - устье скважины, а значение отношения динамического давления к капиллярному давлению поддерживают из условия,

VI

Р X г„

Wfi ----- -,.,3 , где р - плотность газа, кг/м ;

л

С

-и- относительная скорость между скоростью выход а газа из трубок и р и скоростью движения жидкой фазы (нефти) и , м/с; радиус пузырьков, м; поверхностное натяжение на границе раздела газ - нефть, дн/см или

.

тяной смеси и открытого снизу стакана в стенках которого установлены радиальные трубки, а в днище - наклонные трубки для связи полости стакана с кольцевым зазором, причем ,-

над стаканом между наклонными трубками установлена конусообразная обечайка.

колонной насосно-компрессорных труб - 3 - 5 мм.

5,Устройство.по п.З, о т л и - . чающееся тем, что узлы для изменения направления движения газовой фазы установлены на- расстоянии 200-250 м один от другого.