Способ пуска и эксплуатации газлифтной скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области добычи нефти и может быть использовано при запуске и эксплуатации скважин, оборудованных газлифтными клапанами.

Известен способ пуска и эксплуатации газлифтной скважины, включающий импульсную подачу газа при одновременном уменьшении расхода рабочего газа в скважину до достижения точки инжекции газа в подъемник через рабочий газлифтный клапан. Этот способ осуществляется путем применения пусковых газлифтных клапанов с чувствительным элементом электромагнитного действия и подачей на них напряжения постоянного тока с поверхности скважины через многожильный электрический кабель. Этот способ не может быть применен для скважин, оборудованных традиционными газлифтными клапанами, ча которых отсутствует чувствительный эле- ; мент электромагнитного действия, то есть область применения способа ограничена для газлифтных установок, широко применяемых в отечественной практике.

Известен способ пуска и эксплуатации газлифтной скважины, включающий подачу рабочего газа в подъемник через газлифт- ные клапаны и запуск скважины в эксплуатацию, замер технологических параметров при разпичных установившихся режимах и определение зависимости дебита от расхода рабочего газа, на основе которой выбирается технологический режим работы

XI

СП

о ел

Јь

Сл

скважины. Недостатки этого способа следующие.

Запуск осуществляется при постоянном расходе рабочего газа, что снижает точность ввода скважины в эксплуатацию с нагнетанием газа в подъемник через рабочий газлифтный клапан. При запуске скважины в эксплуатацию не выявляются переходные зоны инжекции газа в подъемник из вышерасположенных газлифтных клапанов на нижние. Не определяется зависимость дебита от расхода рабочего газа, соответствующая точке инжекции газа в подъемник через рабочий газлифтный клапан. Способ эксплуатации неприемлем при отсутствии замера дебита жидкости.

Запуск скважин в эксплуатацию часто осуществляется при повышенных постоянных расходах рабочего газа, а затем они выводятся на технологический режим снижением расхода рабочего газа. При этом фиксировать переходные зоны инжекции газа между газлифтными клапанами по динамике давления рабочего газа практически невозможно. Это прежде всего связано с тем, что газ поступает в подъемник значительно меньшим объемом, чем через регулятор расхода газа на поверхности скважины, вследствие чего давление газа во времени практически не изменяется при переходных зонах инжекции газа между газлифтными клапанами, т.е. изменение давления газа происходит в пределах погрешности датчика, что не позволяет определить переходные режимы между клапанами. Кроме того, запуск скважины при повышенном расходе газа может привести к многоточечной инжекции газа, например:

если рабочий газлифтный клапан не пропускает через себя полностью заданный расход рабочего газа, то растет давление газа и открывается вышерасположенный газлифтный клапан или газ прорывается через башмак подъемника в случае беспа- керной системы; если рабочий газлифтный клапан полностью пропускает через себя заданный расход газа и при этом давление на забое сильно падает, то возможен прорыв газа через башмак подъемника.

Следует отметить, что при низкий постоянных расходах газа скважины практически не запускаются в эксплуатацию с нагнетанием газа через рабочий газлифтный лапан, так как при этом забойное давление снижается недостаточно, чтобы произошел переход точки инжекции газа на нижний газлифтный клапан. ,

Целью изобретения является повышение эффективности способа при одновременном упрощении его реализации.

Положительный эффект при использовании изобретения заключается в снижении удельного расхода рабочего газа и (или) повышении добычи нефти за счет обеспечения

пуска скважины в оптимальную эксплуатацию с нагнетанием газа в подъемник через рабочий газлифтный клапан.

Указанная цель достигается тем, что подачу в скважину рабочего газа осущест0 вляют порциями с одновременной регистрацией динамики изменения давления рабочего газа во времени и переходных моментов инжекции газа в подъемник с вышерасположенных газлифтных клапанов на

5 нижерасположенные до достижения рабочего газлифтного клапана, при этом замеряют обводненность продукции, устьевые давления и температуры газожидкостного потока и рабочего газа на различных режи0 мах при инжекции газа в подъемник через рабочий газлифтный клапан, после чего определяют давление в газожидкостном потоке на уровне рабочего газлифтного клапана, дебит жидкости и зависимость последнего

5 от расхода рабочего газа.

Способ реализуется в три этапа. На первом этапе скважина запускается в эксплуатацию через рабочий газлифтный клапан (фиг.1). Для этого канал 1 подачи газа

0 соединяется с линией газа 2 высокого давления через датчики 3 и 4 давления и температуры, а также через регулятор 5 расхода газа.

Скважины, оборудованные газлифтны5 ми клапанами запускаются в эксплуатацию следующим образом. Подается небольшая порция расхода рабочего газа в канал 1 скважины через регулятор 5 (например, для газлифтных скважин Самотлорского место0 рождения не более 5000 м3/сут). Регистрируется динамика изменения давления газа во времени с помощью датчика 3, При подаче газа в канал 1 газлифтные клапаны в скважине находятся в открытом состоянии

5 под избыточным давлением газа и давлением столба жидкости. Жидкость из канала 1 поступает в подъемник 7 под давлением рабочего газа через газлифтные клапаны 8, 9, 10 и 11, а также через башмак подъемника

0 12 в случае беспакерной системы. Давление рабочего газа постепенно растет и достигает максимального значения и соответственно уровень жидкости в канале 1 понижается, причем проходит момент, когда газ обнажа5 ет вышерасположенный газлифтный клапан и поступает через него в подъемник 7. Далее газ совершает полезную работу и жидкость выбрасывается из подъемника 7 в выкидную линию 13, проходя датчики 14 и 15 давления и температуры газожидкостной смеси

(ГЖС). При этом давление рабочего газа вначале падает (так как часть объема газа, подаваемого через регулятор 5, резко поступает в подъемник 7), а затем растет, что свидетельствует о вводе газа в подъемник 7 через вышерасположенный газлифтный клапан (например, через первый). После этого происходит следующее.

Давление газа во времени вначале растет, а затем восстанавливается. При этом скважина считается запущенной в эксплуатацию (так как из пласта имеется поступление жидкости) с вводом газа в подъемник 7 через вышерасположенный газлифтный клапан, причем объем газа, подаваемого через регулятор 5, согласуется с объемом газа, поступающего в подъемник 7, В этом случае подаются дополнительные порции рабочего газа в канал 1 через регулятор 5 до ввода его через нижний газлифтный клапан. Продолжается рост давления во времени после ввода рабочего газа в подъемник

7через вышерасположенный клапан, поскольку объем газа подаваемого через регулятор 5,больше объема газа, поступающего в подъемник 7. При этом без дополнительной подачи газа в канал 1 точка ввода газа в подъемник 7 достигает нижерасположенного газлифтного клапана.

Давление после ввода рабочего газа через вышерасположенный газлифтный клапан колеблется, Причиной этого является то, что расход газа недостаточен, чтобы вводить газ через нижерасположенный газлифтный клапан. В этом случае объем газа, поступающий в подъемник 1, больше, чем через регулятор 5, вследствие чего давление газа в канале 1 падает и закрывается газлифтный клапан. Затем давление газа во времени растет, открывается клапан и повторяется поступление газа в подъемник 7.

8тагих случаях дополнительно подается в канал 1 расход газа до перехода точки ин- жекции газа на нижерасположенный газлифтный клапан.

Таким образом, процесс подачи газа в канал 1 скважины повторяется и осуществляется переход от нагнетания газа с выше- расположенныхклапановна нижерасположенные до достижения рабочего газлифтного клапана,

На втором этапе после ввода скважины в эксплуатацию с нагнетанием газа через рабочий газлифтный клапан проводятся исследования при нескольких установившихся режимах в следующей последовательности.

Замеряются технологические параметры: расход закачиваемого газа Vr, устьевое давление Рр и температура Тр рабочего газа, устьевое давление Ру и температура Ту газожидкостной смеси, обводненность про дукции: подаются последовательно допол нительные порции га За в канал 1 через регулятор 5, снимаются соответственно динамика изменения давления рабочего газа во времени и замеряются технологические параметры, причем подача дополнительного газа прекращается при п ро рыве газа через башмак подъемника или открытии вышерасположенного газлифтного клапана (это выявляется по темпу изменения давления газа).

На третьем этапе определяется дебит

жидкости Q, соответствующий полученным параметрам при каждом режиме, строится зависимость Q f(Vr) для рабочего газлифтного клапана и определяется технологический режим работы скважины. Для этого

выполняется следующее/

Определяется давление газа на уровне рабочего газлифтного клапана Prj для каждого замеренного Рр, Тр и W, используя уравнение, описывающее распределение

давления газа в скважине, где j - номер рабочего газлифтного клапана. Вычисляется давление в ГЖС на уровне рабочего газлифтного клапана Рщ для каждого замеренного Vr и найденного Prj, используя

уравнения, описывающие движение газа че- рез газлифтный клапан. Задается по интервалу dQ дебит жидкости Q 0Мин + dQ(i-1), где i - порядковый номер интервала.

Определяются для заданных U давления ГЖС на устье скважины при каждом замеренном Vr, Ту найденным РП), используя уравнение, описывающее движение ГЖС в подъемнике для рассматриваемых условий месторождения.

Строится расчетная зависимость Ру

f(Q) для каждого режима работы скважины, Используя зависимость Р f(Q) и фактические устьевые давления Ру вычисляются дебиты жидкости, которые соответствуют точке пересечения Ру f(Q) и Ру const

Строится зависимость Q f(Vr). соответствующая точке инжекции газа через рабочий газлифтный клапан.

Используя найденные зависимости Q (Vr), определяется технологический режим, соответствующий одному из следующих критериев: заданной эффективности

использования газа Е0 -rW °о системе

О Ur

скважин, максимальному дебиту нефти, минимальному удельному расходу газа по нефти и ограниченному расходу газа или дебиту жидкости.

Примеры по пуску и эксплуатации газ- лифтной скважины Самотлорского месторождения приводятся на фиг. 2, 3, 4, 5, 6 и в табл.1, 2. На фиг.2, 3 и 4 показана динамика изменения давления рабочего газа во времени при пуске скважины, оборудованной 4-я газлифтными клапанами (фиг.2 - по прототипу; фиг.З и 4 - по изобретению).

В табл.1 даны результаты исследования скважины при инжекции газа в подъемник через рабочий клапан, а в табл.2 - результаты расчета дебита жидкости.

На фиг.5 изображена графическая схема определения дебита жидкости для первого замеренного режима, а на фиг.6 - зависимость дебита жидкости от расхода рабочего газа, соответствующая точке инжекции газа в подъемник через рабочий клапан,

Формула изобретения

Способ пуска и эксплуатации газлифт- ной скважины, включающий подачу рабочего газа в подъемник через газлифтные клапаны и запуск скважины в эксплуатацию.

замер технологических параметров при различных установившихся режимах и определение зависимости дебита жидкости от расхода рабочего газа, отличающийся

тем, что, с целью повышения эффективности способа при одновременном упрощении его реализации, подачу в скважину рабочего газа осуществляют порциями с одновременной регистрацией динамики изменения

давлений рабочего газа во времени и переходных моментов инжекции газа в подъемник с вышерасположенных газлифтных клапанов на нижерасположенные до достижения рабочего газлифтного клапана, при

этом замеряют обводненность продукции, устьевые давления и температуры газожидкостного потока и рабочего газа на различных режимах при инжекции газа в подъемник через рабочий газлифтный клапан, после чего определяют давление в газожидкостном потоке на уровне рабочего газлифтного клапана, дебит жидкости и зависимость последнего от расхода рабочего газа,

Изобретение позволяет попысить эффективность способа при одновременном упрощении его реализации. Для этого подачу в скважину рабочего паза осуществляют порциями с одновременной регистрацией динамики изменения давлений рабочего газа во времени и переходных моментов ин- жекции газа в подъемник с вышерасположенных газлифтовых клапанов на нижерасположенные до достижения рабочего газлифтного клапана. При этом замеряют обводненность продукции, устьевые давления и температуры газожидкостного потока и рабочего газа на различных режимах при инжекции газа в подъемник через рабочий газлифтный клапан. После этою определяют давление в газожидкостном потоке на уровне рабочего газлифтного клапана, дебит жидкости. Затем находят зависимость последнего от расхода рабочего газа. В результате возможно снизить удельный расход рабочего газа и/или повысить количество добываемого продукта за счет оптимальности эксплуатации б ил , 2 табл СО с

Таблица

Таблица 2

l

PXJ -

Ib 14

Рр,НПа

10 9

6

7

Vr 5000C I:&/CVT

лi , i-;I-

8

1216 Ј0 24

Л2 6}

Ib20 b

t,43C

гэ

м- to

СО LO ГC5

to

3

-Л

E-i S ©

Л

tw

5Г-2 э,ДУЗМ.седло-05к«м, ,; гарлдки -

О

100 200 300 40С

ЙК&/СУ1

Фиг. 5

12 Р

РПч РГч

9,м3/сут 550

зоо250

О

Фиг б

2550

Vr х ЮЗ,МЗ/СУЕ