Способ периодического газлифтного подъема жидкости из скважины в колонну Советский патент 1993 года по МПК F04F1/18 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, преимущественно к эксплуатации скважин периодическим газлифтом и периодическим фонтаном.

Известен способ эксплуатации скважин периодическим газлифтом, включающий нагнетание рабочего агента в кольцевое пространство через регулирующее устройство (контроллер) и циклическую подачу рабочего агента в подъемную колонну по изменению давления рабочего агента в кольцевом пространстве.

Недостатками известного способа являются:

1. Невозможность циклической подачи рабочего агента без наземного регулирующего устройства.

2. Высокие удельные расходы рабочего агента из-за периодического увеличения давление в кольцевом пространстве и трудоемкости определения оптимального цикла (времени накопления, времени подачи рабочего агента).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ газлифтной подачи жидкости в колонну из скважины, включающий нагнетание рабочего агента в кольцевое пространство через регулятор давления, циклическую подачу рабочего агента в подьемную колонну по изменению перепада давлений в кольцевом пространстве и в подъемной колонне в точке ввода газа. причем подачу рабочего агента -в подьемную колонну начинают и прекращают при одинаковой величине перепада давлений между кольцевым пространством и колонной.

Недостатками известного способа являются:

1. Невозможность реализации способа без наземного регулирования заданного давления на устье скважин.

ел

,С

ч

Ј

СО

&

2, Наличие перепада давления на регуляторе давления, что снижает эффективность использования энергии рабочего агента.

Целью предлагаемого способа периодического газлифтного подъема жидкости из скважины в колонну является уменьшение удельного расхода газа.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, заключающимся в нагнетании газа в кольцевое пространство между колонной и скваж иной и поддержании заданного давления- газа в этом пространстве с последующей циклической подачей газа в колонну, замеряют темп изменения давления в кольцевом пространстве, а подачу газа в колонну начинают и прекращают при одинаковой величине давления в колонне на глубине ввода газа.

Предложенный способ характеризуется следующими признаками:

а) нагнетание газа в кольцевое пространство между колонной и скважиной;

б) поддержание заданного давления газа в кольцевом пространстве между колонной и скважиной;

в) циклическая подача газа в колонну; .- г) замер темпа изменения давления в кольцевом пространстве;

1 д) подача газа в колонну начинается и прекращается при одинаковой величине давления в колонне на глубине ввода газа,

На чертеже схематично изображено устройство, реализующее предлагаемый способ, где а - оборудованное пакером; б - без пакера.

Устройство для реализации способа периодического газлифтного подъема жидкости из скважин содержит колонну 1 с размещенными на ней пусковыми 2 и рабочими 3 газ- лифтными клапанами, расположенную в скважине 4, пакера 5 и обратного клапана 6.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В скважину 4 спускают подъемную колонну 1 с размещенными на ней пусковыми 2 и рабочим 3 клапанами, на башмаке которой устанавливают обратный клапан 6. Кольцевое пространство при необходимости герметизируют у.башмака подъемной колонны пакером 5 (фиг. 1 а). Для регулирования циклов на расчетной глубине устанав- ливают рабочий газлифтный клапан, управляемый давлением газожидкостной смеси в подъемной колонне, заряженный на заданное давление. Нагнетают газ в кольцевое пространство. После продавки до рабочего клапана скважину ставят на приток, начинается цикл. При достижении в подьем- ной колонне давления на глубине установки рабочего газлифтного клапана расчетного

(заданного), т.е. когда высота пробки достигнет расчетного значения рабочий газлифтный клапан открывается, газ из кольцевого пространства подается в подъ. емную колонну, вытесняя жидкостную пробку на поверхность. При достижении пробки до поверхности и после выброса жидкостной пробки в выкидную линию давление в подъемной колонне на глубине рабочего

клапана начинает снижаться и при достижении до определенного значения клапан закрывается, Жидкостная пробка под воздействием энергии расширения газа под пробкой выносится на поверхность. Цикл заканчивается, начинается следующий.

Пример. Производится расчет компоновки подземного оборудования по извест- ным значениям (проектным) дебита скважины, обводненности продукции, газового фактора, глубины скважины, забойного давления, плотности нефти, воды и газа и др. Производится расчет зарядки рабочего газлифтного клапана, исходя из Рзтах и Ре (давления в подъемной колонне на глубине

расположения клапана).

После спуска оборудования, запуска и освоения скважины скважину оставляют на приток. При достижении давления в подъемной колонне значения, равного Рт, т.е. когда

столб жидкости достигнет значения Нп над рабочим клапаном, последний открывается, пропуская газ в подъемную колонну из кольцевого пространства. После подачи газа в подъемную колонну давление в подъемной

колонне на глубине рабочего клапана увеличивается до величины

Рт.тах Рт + ДРтр.,

где Рт.тах - давление в подъемной колонне в момент начала движения пробки, МПа;

Рт - давление в подъемной колонне в момент открытия клапана, МПа;

ДРтр. потери давления на трение (другйе потери из-за незначительности не учитываются) столба жидкости о стенки Н КТ, МПа. Клапан рабочий открыт, жидкостная пробка движется вверх, В момент достижения жидкостной пробки до поверхности давление под пробкой равно Рп. Когда весь столб жидкости вытеснится в выкидную линию, давление под пробкой Рп будет изменяться до значения устья Рб.тах.

После выброса всей пробки жидкости

Рб.тах начнет снижаться и при достижении давления на устье равного Рб давление в подъемной колонне снизится на глубине клапана до Рт, клапан закрывается.Ра1 определяется из соотношения:

Рб1 Рб.тах. - Сж Нп1 + Gr(HB.r. - Нп1)

где Ре - устьевое давление в подъемной колонне, при котором рабочий клапан закрывается после выброса пробки жидкости на поверхность, МПа:

Рб.тах. - максимальное давление устьевое в подъемной колонне, МПа;

6ж, Gr - градиент давления жидкости и газа соответственно, МПа/м;

Нп1 - высота накопленной жидкостной пробки над рабочим клапаном в период выброса расчетной (предыдущей) жидкостной пробки на поверхность, м;

Нв.г. - глубина ввода газа, м.

После снижения давления на устье до Рб давление на глубине рабочего клапана в подъемной колонне достигнет значения, равного Рт1, а забойное давление снизится до Pa.min. Цикл закончился, начинается еле- дующий - накопление.

Реализация способа позволит снизить удельный расход рабочего агента исключением циклического пополнения рабочим агентом кольцевого пространства, а также повысить надежность работы устройства простотой конструкции.

Формула изобретения

Способ периодического газлифтного подъема жидкости из скважины в колонну, заключающийся в нагнетании газа в кольцевое пространство между колонной и скважиной и поддержании заданного давления газа в-, этом пространстве с последующей циклической подачей газа в колонну, отличающийся тем, что, с целью уменьшения удельного расхода газа, замеряют темп изменения давления в кольцевом пространстве, а подачу газа .в колонну корректируют по замеренной величине и изменению давления в колонне в точке ввода, причем подачу газа в колонну начинают и прекращают при одинаковой величине давления в колонне на глубине ввода газа.

Использование: в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации скважин периодическим газлифтом, Сущность изобретения: газ нагнетают в кольцевое пространство между колонной и скважиной, поддерживают там заданное давление газа с последующей циклической подачей газа в колонну. При этом замеряют темп изменения давления в кольцевом пространстве, а подачу газа в колонну корректируют по замеренной величине и изменению давления в колонне в точке ввода. Подачу газа начинают и прекращают при одинаковой величине давления в колонне на глубине ввода газа. 1 ил.