Способ эксплуатации фонтанной нефтяной скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин.

Известен способ управления работой лифта в фонтанных нефтяных скважинах с помощью изменения гидросопротивлений на входе скважины путем изменения диаметра проходных отверстий штуцеров.

Использование указанного способа целесообразно лишь тогда, когда либо газовый фактор добываемой нефти очень мал, либо когда давление во всех элементах рассматриваемой системы штуцер - скважина - пласт выше давления насыщения попутного газа. Однако таких условий на практике практически не существует, так как, во-первых, почти всегда попутный нефтяной газ содержит значительное количество метана, давление насыщения которого очень высокое, а во-вторых, давление за штуцером (давление в сборном трубопроводе) и чаще всего и перед ним, как правило, ниже давления насыщения. То есть через штуцер обычно протекает двухфазная смесь с высоким газовым фактором.

Известен способ оптимальной эксплуатации нефтяных фонтанных скважин путем изменения гидросопротивления штуцера на сборном трубопроводе в зависимости от газового фактора. Оптимальный режим работы фонтанной скважины в нем определяется по максимальной частоте пульсаций в двухфазном потоке за штуцером.

К недостаткам этого способа следует отнести снижение нефтеотдачи пласта, так как оптимальный режим, соответствующий минимуму газосодержания выходного потока, не всегда можно определить измерением частоты пульсаций в нем, поскольку она зависит не только от газосодержания потока, а также от целого ряда других геометрических и физических параметров системы штуцер - скважина - пласт.

сл

С

Известно, что при движении двухфазной смеси через штуцер возникает ряд сложных физических явлений, приводящих к нелинейности регулировочных характеристик этого узла и, как следствие этого, неод- нозначности распределения давления в системе штуцер - скважина (НКТ) - пласт при изменении давления на входе в сборный трубопровод.

В пласте, содержащем газонасыщен- ную нефть при достижении в части пласта давления ниже давления насыщения, из нефти начинает еыделяться газ, который уменьшает проницаемость соответствующей части коллектора по нефти. При сниже- нии забойного давления (Рзаб) сначала дебит нефти из пласта увеличивается (Он КПр (Рпл - Рзаб); Рпл - пластовое первоначальное давление), а затем, когда забойное давление становится ниже давления насы- щения, в прискважинном слое пласта начинает выделяться газ, который препятствует фильтрации нефти и дебит нефти начинает падать, т.е. зависимость дебита нефти из пласта от величины забойного давления имеет максимум, а следовательно, есть оптимальное значение забойного давления.

Аналогичную характеристику имеет зависимость пропускной способности газожидкостного потока для НКТ. С увеличением потока газа (Qr) в трубах количество нефти (Он), проходящее через НКТ, сначала возрастает, а затем, в связи с увеличением сил трения в трубе, а также из-за увеличения объемного газосодержания по- тока, начинает падать, т е существует оптимальный режим.

И, наконец, рассмотрение пропускной способности штуцера при течении в нем газожидкостиого потока также показывает наличие максимума в зависимости объема проходящей через штуцер нефти от напора давления на нем.

Целью изобретения является повышение нефтеотдачи пласта

Поставпенная цель достигается тем, что в способе эксплуатации фонтанной нефтяной скважины, включающем регулирование режима работы скважины путем изменения гидросопротивления на сборном трубопро- воде, регулирование осуществляют путем увеличения давления газожидкостной смеси на входе в сборный трубопровод и одновременного измерения дебита нефти и по достижению максимума дебига фиксируют давление, соответствующее оптимальному режиму эксплуатации скважины.

Для реализации способа необходимо осуществить следующую последователь ность операцимй Установить (например, с

помощью дополнительного штуцера с дистанционным управлением ШРУМ) давление в сборном трубопроводе равным Ра 3 кг/см и измерить значение дебита нефти Он (например, с помощью автоматической замерной установки - АГЗУ). Изменить давление на входе в сборную сеть до г 6 кг/см и измерить соответствующий Он. Далее ступенчато повышать значение Ра на несколько атмосфер и измерять соответствующие значения Он до тех пор, пока Он не начнет уменьшаться. Выбрать за оптимальное значение давления в сборном трубопроводе значение Р2 на предыдущем шаге. Таким образом находим оптимальный режим работы фонтанной нефтяной скважины.

Пример осуществления способа по математической модели системы штуцер - скважина - пласт, учитывающий течение га- зожидкос гной смеси в НКТ и штуцере. В качестве пласта при этом принимается пачка трех пластов мощностью Hi 4 м; На 1 м; Нз 5 м, коллекторские свойства которых следующие: коэффициенты проницаемости Ki 2 м2; К2 - м2; Кз Ki; пористость mi ГП2 тз 0,3; сжимаемость пласта Ci Сз Сз МПа; вязкость нефти fi 2 Па.с. Глубина скважины L - 2900 м; диаметр НКТ D 0,063 м; массовое газосодержание tf Gr/(Gr + Gn) 0,2; плотность нефти AI 800 кг/м3;.плотность газа РГО 2 кг/м ; диаметр штуцера - мм; Рпл 23 МПа.

Течение в НКТ и штуцере предполагается гомогенным. Численное решение проводилось по специально созданному алгоритму,реализованному в виде программ для ЭВМ ЕС-1068. На рис. приведены некоторые результаты решения задач в виде зависимости дебита нефти (QH), забойного (Рзаб) и буферного давления (Pi) от давления в сборном трубопроводе (Ра). Из графика отчетливо видно, что максимальное значение дебита Он достигается при Ра 3,5 МПа. При этой забойное и буферное давления минимальные Рзаб 20,4 МПа; Рч 6,3 МПа; /e(P2/Pi) «0,6.

Экономический эффект при реализации способа создается за сч ет увеличения выхода продукции фонтанирующих скважин и уменьшения расходов при доставке конечного продукта до пункта сбора за счет более рационального использования энергии пласта.

Формула изобретения

Способ эксплуатации фонтанной нефтяной скважины, включающий регулирование режима работы скважины путем изменения

517565426

гидросопротивления на сборном трубопро-сборный трубопровод и одновременного изводе, отличающийся тем, что, с цельюмерения дебита нефти и по достижении мак- повышения нефтеотдачи пласта, регулиро-симума дебита фиксируют давление, вание осуществляют путем увеличения дав-соответствующее оптимальному режиму ления гидрожидкостной смеси на входе в5 эксплуатации скважины.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин Изобретение позволяет повысить нефтеотдачу пласта, содержащего нефть с высоким газосодержанием, за счет более рационального использования энергии сжатого пластового газа. Для этого регулирование работы фонтанной нефтяной скважины осуществляют путем увеличения давления газожидкостной смеси на входе в сборный трубопровод и одновременного измерения дебита нефти и при достижении максимума дебита фикси- руют давление, соответствующее оптимальному режиму эксплуатации скважины.