Способ добычи жидкости с растворенным в ней газом Советский патент 1991 года по МПК E21B43/00 F04F1/20 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для подъема на поверхность жидкости с растворенным в ней газом, например воды, рассолов, нефти и т.д.

Целью изобретения является снижение расхода рабочего агента и увеличение дебита скважины при обеспечении возможности использования способа при непрерывном газлифте.

Сущность способа добычи жидкости с растворенным в ней газом заключается в закачке в скважину газообразного рабочего агента для снижения плотности поступающей из пласта жидкости с последующей подачей образованной ГЖС малой плотности в струйный аппарат, размещенный в выкидной линии, причем одновременно с закачкой газообразного рабочего агента в скважину производят дополнительное раз- газирование ГЖС путем непрерывной подачи части газообразного рабочего агента в струйный аппарат.

Предлагаемый способ позволяет увеличить дебит (производительность) скважины за счет реализации возможности снижения устьевого давления в процессе ее эксплуатации до атмосферного, что влечет соответствующее увеличение депрессии на пласт. В случае работы скважины забойное давление определяют по формуле

Рз Ру+/осмд1-+ Дртр +ДРин. (1) где Рз - давление на забое, РУ - давление на устье: /ЭЫ - плотность газожидкостной смеси; - потери давления на трение; ДРин - инерционные потери. При реализации заявленного способа давление на забое определяется по формуле 1,1

Рз рьм Lg + Д РТр + Д Рин . (2)

а ел

XI ON

го со

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет снизить забойное давление на величину Д Р Рз - Рз 1

В предлагаемом способе положительный эффект достигается снижением удельного расхода рабочего агента за счет эффективного использования газов, растворенных в пластовой жидкости. При поддержании минимального устьевого давления выделения газа происходит от давления насыщения до атмосферного, что позволяет практически всему растворенному газу выделиться из жидкости и участвовать в ее подъеме на поверхность. Использование в подъеме жидкости всего выделенного из нефти газа способствует образованию благоприятной эмульсионной структуры. При этом исключаются энергозатраты на создание эмульсионной структуры с помощью механических средств.

В рассмотренном случае вместе с рабочим агентом мы используем собственный газ, растворенный в жидкости. Растворенный газ, который выделился из жидкости, совершает полезную работу на всем пути движения газожидкостной смеси по подъемным трубам и создает наилучшие условия для образования эмульсионной структуры потока. Это уменьшает относительное движение фаз, уменьшает плотность газожидкостной смеси, при этом из формулы (2) следует, что уменьшается забойное давление, увеличивается депрессия н а пласт, увеличивается дебит скважины.

На фиг.1 представлена установка для реализации способа; на фиг.2 - монограмма для расчета скважины.

Установка для реализации предлагаемого способа содержит колонну подъемных труб 1 с пусковыми 2 и рабочими 3 клапанами, устьевую арматуру с выкидной линией 4, линией 5 подачи рабочего агента (газа) и струйного аппарата 6.

На перемычке между линиями подачи рабочего агента и выкидной линией устанавливается обратный клапан 7 и сменный штуцер 8.

Обратный клапан 7 предназначен для предотвращения попадания скважинной продукции в газоподводящую линию при нарушениях (авариях) в системе подачи газа.

Сменный штуцер 8 предназначен для регулирования в необходимом объеме расхода рабочего агента через струйный аппарат.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

К скважине подводится рабочий агент (газ) с удельным расходом газа Rr, часть

которого в зависимости от геометрических размеровструйногоаппарата 6 и характеристики выкидного коллектора подается в струйный аппарат 6. Другая часть рабочего

агента подается в затрубное пространство и через рабочий клапан 3 поступает в подъемные трубы 1. Затем образовавшаяся газожидкостная смесь поступает в выкидную линию 4. В струйном аппарате 6 происходит

преобразование потенциальной энергии газа высокого давления в кинетическую энергию, что приводит к снижению давления в приемной камере аппарата, а следовательно, и устьевого давления до атмосферного

и, соответственно, к увеличению депрессии на пласт. После смешения в струйном аппарате рабочего агента с добываемой продукции и прохождения диффузора, давление в выкидной линии повышается до первоначального устьевого, т.е. происходит локальное снижение давления в приемной камере струйного аппарата. Это позволяет держать давление на устье скважины в процессе эксплуатации скважины близким к атмосферному.

Пример. Скважина эксплуатируется с дебитом 127 м /сут, рабочим давлением газа Рг 10 МПа, рабочий клапан установлен на глубине 1600 м. Давление на устье

поддерживается на уровне Ру 2,0 МПа. Для устойчивой работы скважины необходимо закачивать в нее рабочий агент с удельным расходом 70 м /м , что в сумме с растворенным в жидкости газом обеспечит

общий удельный расход газа а 95 м /м (фиг.2, кривая 1). Реализация предлагаемого и установка струйного аппарата позволит снизить давление на устье на участке до струйного аппарата до 0,1 МПа, что приводит к практически полному выделению растворенного газа из жидкости и сокращению удельного расхода рабочего агента до а 25 м /м , включая и растворенный газ (фиг.2, кривая ). В рассматриваемом примере оказалось, что выделение изданной жидкости растворенного в ней газа достаточно для подъема смеси на поверхность с дебитом 127 м3/сут, при снижении устьевого давления до 0,1 МПа.

Таким образом, при реализации предлагаемого способа объем рабочего агента в количестве а 95-25 70 м /м высвобождается. Часть высвобожденного газа необходимо подать в струйный аппарата. Расход

рабочего агента через струйный аппарат, который имеет следующие размеры: диаметр выходного сечения сопла - 9.3 мм, диаметр камеры смешения 20 мм, длина камеры смешения 142 мм, расстояние от

сопла до начала камеры смешения 8 мм, угол раскрытия диффузора 8 1. Определяют по формуле

11 G РЖ .ЈXi

.л .

Ор 1 - р РР

где 11жг - коэффициент инжекции по жидкости в присутствии газа;

ft- расходное газосодержание, Си - весовой расход инжектируемого (пассивного)агента:

Ср - весовой расход рабочего (активного) агента.

Формула справедлива для случая, когда плотность рабочего (рр) и инжектируемого ( /9м) агентов различны.

Для нашего примера:

,8: .04;

Си - Ср

UU

.

РР

GЈ

U

ЯР

Цк Ои Qp y:T7|.

-QuO-fl

Q

U

Q p 635 м3/сут. Таким образом, удельный расход рабочего агента в количестве Нз 5 м3/м3 необхо- димо подать в струйный аппарата. Экономия удельного расхода газа в приме0

5

0

5

0

-j

ре составляет 65 м /м (или 93%). При необходимости увеличения дебита скважины необходимо через рабочий клапан вводить дополнительный расход газа. При вводе газа с удельным расходом 25 мм3 (вместе с выделившимся из раствора м /м3 распределение давления от точки ввода газа до устья обеспечивается кривой III. фиг.2. При этом давление в подъемных трубах на уровне клапана снижается с 10 до 7,2 МПа. На такую величину понижается и забойное давление. Коэффициент продуктивности скважины К 18,3 м /сут. МПа, поэтому увеличение дебита .24 м3/сут, а суммарный дебит ,24 м3/сут. Формула изобретения Способ добычи жидкости с растворенным в ней газом, включающий закачку в скважину газообразного рабочего агента для снижения плотности поступающей из пласта жидкости, с последующей подачей образованной ГЖС малой плотности, в струйный аппарат, размещенный в выкидной линии, отличающийся тем, что с целью снижения расхода рабочего агента и увеличения дебита скважины при обеспечении возможности использования способа при непрерывном газлифте, одновременно с закачкой газообразного рабочего агента в скважину производят дополнительное раз- газирование ГЖС путем непрерывной подачи части газообразного рабочего агента в струйный аппарат.

Рабочий агент

Изобретение относится к горному делу. Цель - снижение расхода рабочего агента и увеличение дебита скважины при обеспечении возможности использования способа при непрерывном газлифте. Для этого одновременно с закачкой газообразного рабочего агента в скважину производят разгазирование газожидкостной смеси путем непрерывной подачи газообразного рабочего агента в струйный аппарат. При использовании предлагаемого способа снижается устьевое давление в процессе эксплуатации скважины до атмосферного, что влечет соответствующее увеличение депрессии на пласт. 2 ил.

-Ъ..

Фиг.1

Лавлвмие, M/fla О 2 it 6 8 /Q /2 и /

л

5 #

о(2У

7vSS

VA

фиг. 2