Забойное устройство для раздельного отбора нефти и газа Советский патент 1982 года по МПК E21B43/14 E21B43/00 

(54) ЗАБОЙНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО ОТБОРА НЕФТИ И ГАЗА

1

Изобретение относится к области добычи нефти и газа, в частности к устройствам для регулирования отборов нефти и газа из нефтегазовых пластов.

Известны схемы для раздельного отбора нефти и газа из нефтегазового пласта, в 5 которых установление оптимального режима эксплуатации осуществляется с помощью устьевых штуцеров 1.

Установление оптимального режима эксплуатации для соблюдения пропорциональ- Q ного отбора нефти и газа с целью предотвращения конусообразования в призабойной зоне скважины связано с проведением предварительных расчетов и исследованием скважин для выбора оптимального диаметра устьевых щтуцеров. Всякое изменение де- 15 бита нефти по какой-либо причине требует проведения новых расчетов или нового исследования и установки щтуцеров соответствующего диаметра. Кроме того, постоянное снижение пластового давления 20 также требует периодического изменения диаметра щтуцеров. Существует определенная трудоемкость расчета гидродинамических параметров работы скважин на забое по известным устьевым и больщое расхождение практических и расчетных данных. Поэтому, как правило, установление требуемого режима устьевыми щтуцерами является длительным, неустойчивым и трудоемким процессом.

К недостаткам также относится отсутствие возможности оперативного контроля и регулирования соотнощения между дебитом нефти и газа, в скважинах, расположенных в труднодоступных районах.

Известно также забойное устройство для раздельного отбора нефти и газа, содержащее связанный с колонной насоснокомпрессорных труб корпус с каналами и размещенными в них щтуцерами, один из которых для прохода нефти, а другой - газа 2.

Недостатком данного устройства является невозможность автоматической увязки дебитов нефти и газа из нефтегазового пласта с целью предупреждения конусообразования в призабойной зоне скважины. Так как дебит нефти не является постоянной величиной в процессе эксплуатации скважины, то при всяком его изменении необходимо извлечение устройства на поверхность и смена забойных щтуцеров. Цель изобретения - увеличение добычи нефти и газа путем автоматического регулирования их дебитов при отборе нефти и газа из нефтегазового пласта. Поставленная цель достигается тем, что в забойном устройстве для раздельного отбора нефти и газа штуцеры рычагом шарнирно связаны между собой. Кроме того, штуцер для прохода нефти подпружинен и выполнен разъемным с возможностью фиксации его частей кольцевой пружиной. На чертеже показано устройство в скважине, общий вид. Устройство состоит из корпуса 1 с проходными каналами для нефти 2 и газа 3, в которых размещаются штуцеры 4 и 5. Штуцер 4 зафиксирован в корпусе штуцера 6 кольцевой пружиной 7 и может двигаться по внутренней поверхности втулкизамка 8. Кольцевая пружина 7 расположена в кольцевой выточке 9 корпуса штуцера и своим выступом входит в канавку 10 штуцера 4. Штуцеры связаны между собой рычагом 11, вращающимся на оси 12. Рычаг II крепится к корпусу штуцера 6 и к штуцеру 5 при помощи штифтов 13. Между выступом штуцера 4 и торцом втулкизамка 8 расположена пружина 14. Штуцер 5 имеет радиальные окна 15. Окна 15 совмещены с радиальными отверстиями 16 в корпусе устройства. Герметизация штуцеров осуществляется резиновыми уплотнительными кольцами 17. Устройство крепится к колоннам НКТ муфтами 18. На границе газонефтяного контакта и на уровне кровли газонасыщенной части пласта установлены одноканальный и двухкаиальный пакеры соответственно. Устройство работает следующим образом. После предварительной настройки устройство устанавливают в интервале газонасыщенной части пласта против интервала перфорации. В первоначальном положении штуцер 4 находится в крайнем нижнем положении, а корпус штуцера 6 расположен на нижне.м выступе корпуса 1. Штуцер 5 находится в крайнем верхнем положении. Окна 15 штуцера 5 и отверстие 16 корпуса 1 разобщены, т. е. нет гидравлической связи скважинного пространства с проходным каналом 3. Поток нефти, проходя через отверстие штуцера 4, создает на последнем определенный перепад давления. Усилие от перепада давления действует на. подвижное звено-штуцер 4, корпус штуцера 6, зафиксированные между собой кольцевой пружиной 7. Подвижное звено перемещается вверх, сжимая пружину 14, и через рычаг 11. вращающийся на оси 12, действует на щтуцер 5, перемещая его вниз. Между радиальными окнами 15 штуцера 5 и отверстиями 16 корпуса 1 происходит некоторое сообщение и устанавливается определенпый дебит газа, необходимый для предотвращения конусообразования в призабойной зоне скважины. При максимальном дебите нефти штуцер 4 и корпус штуцера 6 занимают крайнее верхнее положение, а штуцер 5 - крайнее нижнее положение, при этом радиальные отверстия 15 и 16 совмещаются полностью, обеспечивая максимальный дебит газа из скважины. При уменьшении дебита нефти усилие от перепада давления уменьшается и штуцер 4 с корпусом штуцера 6 перемешаются вниз под действием пружины 14, а штуцер 5 под действием шарнира 9 движется вверх, уменьшая сообщение радиальных отверстий 15 и 16. Дебит газа уменьшается, устанавливается определенная пропорция в отборах, что ликвидирует конусообразование в призабойной зоне скважины. Настройка устройства на необходимый дебит сводится к выбору таких параметров, как диаметр штуцера и жесткость пружины, и проводится на основании исследования скважины и установления соответствия между депрессиями на нефтяной и гаЗовый пласт с целью фиксации газонефтяного контакта в призабойной зоне скважины. Штуцер 4 извлекается из устройства вместе с втулкой-замком 8 при помощи специального инструмента. Для этого достаточно небольшого натяжения каната, на котором опущен инструмент. При этом корпус штуцера 6 упирается в верхний выступ корпуса 1, а штуцер 4 преодолевает сопротивление кольцевой пружины 7 и выходит из зацепления. Для установки штуцера другого диаметра и замены пружины наверху собирается компоновка-штуцер, пружина, замок-втулка и на инструменте опускается в скважину. Преимуществом изобретения является то, что появляется возможность автоматической увязки дебитов нефти и газа при эксплуатации скважин, вскрывших нефтегазовый пласт, что обеспечивает условие пропорциональности отборов и ликвидирует конусообразование в призабойной зоне скважины. Предотвращение же конусообразования газа снижает величину газового фактора, что позволяет, увеличивать темпы отбора нефти, а это сокращает срок разработки подобных залежей. Предупреждение конусообразования нефти предотвращает ее потери при вторжении в газонасыщенную часть пласта. Формула изобретения . Забойное устройство для раздельного отбора нефти и газа, содержащее связанный с колонной насосно-компрессорных труб корпус с каналами н размещенными в них штуцерами, один из которых предназначен для прохода нефти, а другой - газа, отличающееся тем, что, с целью увеличения добычи нефти и газа путем автоматического регулирования их дебитов при отборе нефти и. газа из нефтегазового пласта, штуцеры рычагом шарнирно связаны между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l.Bishlavi Uorad. Dual production cuts gas Coning in an oil well. «World oil, 1972, V. 175, № 5, p. 105-106.

Зайцев Ю. В. Одновременно раздельная

эксплуатация многопластовых нефтяных

месторождений. М., «Недра, 1974, с. 14

(прототип).