×
09.04.2020
220.018.138f

Результат интеллектуальной деятельности: Способ периодической эксплуатации нефтяных скважин штанговой насосной установкой в самонастраиваемом режиме

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области добычи нефти из малодебитных скважин штанговыми насосными установками и, в частности, к способу периодической эксплуатации скважин. Технический результат – обеспечение максимально возможного дебита скважины при одновременном исключении выделения газа и пескопроявления. Способ периодической эксплуатации нефтяных скважин заключается в мониторинге забойного давления при помощи датчика давления на приеме насоса. Устанавливают минимальное забойное давление, отношения продолжительности накопления и откачки пластовой среды из забоя, максимальный и минимальный расходы притока пластовой среды. При достижении забойного давления минимального значения насос отключают. При достижении прироста забойного давления, которое определяют по аналитическому выражению, насос включают. Аналитическое выражение включает учет производительности штангового насоса, площади затрубного пространства между обсадной колонной и колонной насосно-компрессорных труб, продолжительности между очередными замерами забойного давления, отношения максимальной и минимальной величины расхода притока пластовой среды, отношения продолжительности накопления и откачки нефти из забоя и плотности пластовой среды. 2 ил.

Изобретение относится к области добычи нефти из малодебитных скважин штанговыми насосными установками периодическим способом эксплуатации скважин.

Известен способ периодической эксплуатации скважин, заключающийся в периодической откачке жидкости насосом из скважины с последующим периодом накопления (см. Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти. - М.: Недра, 1983, с. 412-415).

Недостатком способа является большая величина потерь нефти по сравнению с процессом непрерывной эксплуатации, поскольку средне интегральная депрессия на пласт при периодической эксплуатации всегда меньше депрессии при непрерывной эксплуатации при прочих равных условиях. Кроме того, дебит скважины колеблется в некоторых пределах, зависящих от депрессии на пласт, и не соответствует максимально возможной величине.

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому по технической сути и достигаемому результату является способ периодической эксплуатации скважин, заключающийся в чередовании циклов откачки жидкости насосом из скважины с последующим периодом накопления, в течение которого скважина наполняется нефтью из пласта при остановленном насосе. В процессах накопления и откачки жидкости из скважины контролируют величину затрубного давления. При увеличении его значения в процессе накопления и уменьшении в процессе откачки соответственно стравливают газ из затрубного пространства или производят закачку газа в это пространство. Это осуществляют для поддержания затрубного давления на определенной отметке и восстановления в обоих случаях величины выбранной рабочей депрессии на пласт (см. Патент РФ №2193648, МПК Е21В 43/00. Способ периодической эксплуатации малодебитных скважин глубинно-насосной установкой. Опубл. 27.11.2002, бюл. №33), который принят за прототип.

Указанный способ обеспечивает достижение максимально возможного дебита при условии максимальной депрессии на пласт. Однако этот способ эксплуатации обусловлен применением сложного оборудования по закачке и стравливания газа (компрессор, газгольдер и т.п.), и соответственно, не может быть рекомендован к массовому применению. Кроме того, в данном способе не предполагается регулирование периода накопления в зависимости от изменения максимально возможного дебита скважины.

В основу настоящего изобретения положен способ периодической эксплуатации нефтяных скважин, обеспечивающий поддержание оптимальной производительности скважины, отвечающей максимальным потенциальным возможностям пласта и обеспечения дебита при минимальных затратах.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение максимально возможного дебита скважины при одновременном исключении выделении газа и пескопроявления.

Поставленная задача достигается тем, что в способе периодической эксплуатации малодебитных скважин штанговой насосной установкой, заключающемся в чередовании циклов накопления жидкости при принятом отношении максимального и минимального расхода притока нефти, и ее откачки из скважины, предварительно определяют минимальное допустимое забойное давление Рз=Рзо с учетом величины допустимой депрессии на пласт, соответствующей максимальному допустимому давлению насыщения газа (выделение свободного газа) и условию сохранности пласта (пескопроявление); при остановленном насосе контролируют забойное давление Рз и его изменение при помощи датчика давления на приеме насоса с гальваническим каналом связи, при достижении минимального расхода притока нефти, пропорционального скорости изменения давления на забое, фиксируется максимальное забойное давление Рзм и продолжительность Т накопления нефти; в работу запускается насос и контролируется забойное давление Рз; при достижении забойного давления до минимального Рзо, насос останавливается.

При снижении величины максимального давления Рзм, что указывает снижение пластового давления от первоначального значения, минимальное забойное давление Рзо может быть снижено на указанную величину снижения максимального забойного давления.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

На фиг. 1 представлена схема процесса накопления нефти в призабойной зоне и снижение давления на забое при периодической эксплуатации скважины;

На фиг. 2 - схема штанговой насосной установки, оснащенной гальваническим каналом связи.

При истощении запасов нефти в пласте скважинный штанговый насос переводится в режим наименьшей производительности, при котором обеспечивается эффективная эксплуатация скважины. Далее, при недостаточном притоке нефти, скважина переводится в режим периодической эксплуатации, как показан на фиг. 1. Указанный режим характеризуется следующими параметрами:

- минимальным забойным давлением Рзо, определяемым максимальным допускаемым притоком нефти из условия предотвращения выделения песка и газа;

- максимальным забойным давлением, при котором расход притока нефти из пласта становится недостаточной;

- продолжительность Т накопления нефти в призабойной зоне;

- расход (производительность) насоса q;

- продолжительность t откачки нефти из призабойной зоны до давления Рзо.

Следует сказать, минимальное забойное давление Рзог, определяемое из условия предотвращения выделения газа практически может оставаться постоянным. А минимальное забойное давление из условия предотвращения выделения песка зависит от перепада давлений в пласте Рп и забое Рз, т.е.,

где ΔР - допускаемый перепад давлений в пласте и забое из условия предотвращения выделения песка. Поэтому при возможном снижении пластового давления, когда минимальное забойное давление ограничивалось условием предотвращения песковыделения, т.е., Рзозоп, и Рзопзог, оно может быть снижено до Рзог.

Расход притока нефти из пласта давлением Рп в забой определяется из соотношения [1]

где к - коэффициент нефтеотдачи пласта, который может меняться в процессе эксплуатации скважины.

В момент остановки работы насоса, когда забойное давление приближается к минимальному значению Рззо, расход притока нефти максимально допускаемый, при котором отсутствует пескопрявление и выделение газа из нефти.

С увеличением забойного давления, согласно формуле (1), расход притока нефти снижается, и при Рззм, расход становится минимальным, что дальнейшее накопление нефти на забое становится не эффективным.

Пороговое значение забойного давления Рзм может быть определено следующим образом.

Контроль забойного давления в процессе накопления нефти в призабойной зоне позволяет определить разность давлений через определенный промежуток времени, например, через час. В наихудшем случае объем накопленной нефти за указанное время определяется разностью высоты столба жидкости в обсадной колонне между замерами

где D, d - внутренний диаметр обсадной колонны и наружный диаметр насосно-компрессорных труб (НКТ);

Hi-1, Hi - высота столба жидкости в обсадной колонне, соответствующие при двух последовательных замерах давления.

Как правило, отношение продолжительностей накопления Т и откачки t нефти, с учетом ограничения числа включений-выключений в работу насоса, составляет Величина n может находится в пределах от 5 до 20. Тогда средний расход притока нефти Qc составит около 1/n часть от производительности q штангового насоса, т.е. Qc=q/n. При этом отношение максимальной Q2 и минимальной Q1 величины притока нефти может также составит значительную величину, от 5 до 20, т.е.

При , и учитывая, что Qc=0,5⋅(Q1+Q2), получим . Так как Qc=q/n, получим соотношение для определения минимального расхода притока нефти из пласта в момент остановки насоса

Продолжительность накопления нефти в обсадной колонне между двумя замерами забойного давления, непосредственно перед остановкой насоса, может быть определена по формуле

Из указанного соотношения определим изменение высоты жидкости в обсадной колонне или забойного давления

где - площадь затрубного пространства между обсадной колонной и колонной НКТ.

Применительно для замера забойного давления формула примет вид

где ρ - плотность пластовой среды;

g - ускорение силы тяжести.

Таким образом, при известной производительности насоса q, интервала замера Δt забойного давления, площади затрубного пространства между обсадной колонной и НКТ, принятых отношении n продолжительности накопления нефти и откачки, максимального Q2 и минимального Q1 расхода притока нефти m, может быть определено максимальное забойное давление, при достижении которого включается штанговый насос.

Реализация описанного способа эксплуатации скважины поясняется схемой, представленной на фиг. 2.

Насосная установка включает спущенную на насосно-компрессорных трубах (НКТ) 1 штанговый насос 2, плунжер 3 которого посредством колонны штанг 4, являющейся одновременно каналом связи, соединен с приводом 5.

На забое скважины, ниже насоса 2, размещен датчик давления 6, который посредством контроллера 7 соединен с каналом связи 4 или колонной штанг.

Верхняя часть штанги 4 (канала связи) соединена с контроллером 8 станции управления 9.

Колонна НКТ 1 с насосом 2 опущена в эксплуатационную колонну 10.

Предлагаемый способ эксплуатации скважины осуществляется следующим образом.

Датчик давления 6 через равные промежутки времени измеряет, по программе, забойное давление Рз на приеме насоса. Контроллер 7 обеспечивает контроль забойного давления и его изменение в процессе накопления и откачки нефти. При откачке нефти, при Рз<=Рзо, по гальваническому каналу связи 4 отсылается сигнал контроллеру 8 станции управления 9 на остановку привода 5 насоса. В период накопления нефти, контроллер 7 рассчитывает разность давлений при очередном замере, и сравнивает полученное значение с пороговой величиной, определяемой по формуле (6). Насос включается, начинается цикл откачки. При этом датчик 6 отслеживает изменение Рз, по достижению Рзо контроллер 7 посылает сигнал на отключение насоса.

В процессе длительной эксплуатации скважины может уменьшиться пластовое давление Рп. Если минимальное забойное давление было назначено из условия предотвращения выделения песка, т.е.., Рзозоп, и Рзопзог, минимальное забойное давление может быть снижено при выполнении условия (1).

Литература

1. Андреев В.В., Уразаков К.Р., Далимов В.У. и др. Справочник по добыче нефти. Под ред. К.Р. Уразакова. - М: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2000. - 374 с.


Способ периодической эксплуатации нефтяных скважин штанговой насосной установкой в самонастраиваемом режиме
Способ периодической эксплуатации нефтяных скважин штанговой насосной установкой в самонастраиваемом режиме
Способ периодической эксплуатации нефтяных скважин штанговой насосной установкой в самонастраиваемом режиме
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 59 items.
09.08.2018
№218.016.78de

Способ подбора кислотного состава для интенсификации добычи нефти

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и касается способа подбора кислотного состава. Способ включает в себя отбор проб нефти до проведения обработки призабойной зоны кислотным составом, пробоподготовку, основанную на обезвоживании нефти способом центрифугирования, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663417
Дата охранного документа: 06.08.2018
01.09.2018
№218.016.81c5

Способ изоляции обводненных интервалов продуктивного пласта в горизонтальных скважинах на месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение для изоляции обводненных интервалов продуктивного пласта в горизонтальных скважинах на месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами. Способ включает обработку обводненного интервала пласта физическим воздействием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665494
Дата охранного документа: 30.08.2018
28.09.2018
№218.016.8c6f

Подъемная система буровой установки

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к буровым установкам для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Технический результат заключается в предотвращении ослабления подвижной ветви талевого каната в барабане и нарушения навивки каната на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668101
Дата охранного документа: 26.09.2018
09.11.2018
№218.016.9bff

Погружной скважинный насос с приемным фильтром

Группа изобретений относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к погружным скважинным насосам с приемным фильтром. Устройство содержит приводной вал, цилиндрический корпус, соединенный телескопически с фильтром. Фильтр выполнен в виде перфорированного цилиндрического стакана с центральным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671884
Дата охранного документа: 07.11.2018
14.11.2018
№218.016.9cf8

Способ разработки месторождений сверхвязкой нефти

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности разработки залежей на месторождениях сверхвязкой нефти, снижение вязкости нефти, обеспечение достаточного прогрева пласта для создание паровой камеры, снижение энергетических затрат от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672272
Дата охранного документа: 13.11.2018
30.11.2018
№218.016.a201

Подъемная система буровой установки

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подъемной системе буровых установок для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Технический результат заключается в исключении ослабления подвижной ветви каната и нарушения его навивки на барабан при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673495
Дата охранного документа: 27.11.2018
14.12.2018
№218.016.a6f2

Насос

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам, особенно для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674843
Дата охранного документа: 13.12.2018
19.12.2018
№218.016.a8d8

Способ извлечения высоковязкой нефти и природного битума из залежи

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам разработки месторождений высоковязкой нефти или природного битума горизонтальными скважинами. Техническим результатом является создание технологичного способа извлечения высоковязкой нефти и природного битума из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675276
Дата охранного документа: 18.12.2018
27.12.2018
№218.016.ac23

Способ контроля влагосодержания продукции нефтедобывающей скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, предназначено для контроля влагосодержания продукции нефтедобывающих скважин и может быть использовано при получении информации для систем регулирования добычи продукции на нефтяных месторождениях. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676109
Дата охранного документа: 26.12.2018
22.01.2019
№219.016.b28c

Скважинный штанговый насос

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, и может быть в скважинных штанговых насосах. Насос содержит цилиндр с центральным отверстием в днище с образованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677772
Дата охранного документа: 21.01.2019
Showing 11-20 of 65 items.
20.02.2015
№216.013.2925

Система контроля процесса взаимного ориентирования стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к области бурения наклонно-направленных скважин, преимущественно кустовым способом с использованием телеметрической системы. Техническим результатом является повышение точности определения относительного положения забоя бурящейся скважины (БС) относительно неограниченного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541990
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.07.2015
№216.013.648a

Штанга буровая и способ ее изготовления

Изобретение относится к горному делу, а именно к штанге буровой для перфораторного бурения шпуров. Штанга буровая содержит стержень, хвостовик и высаженный бурт. Стержень выполнен из шестигранника. Бурт установлен на двух кольцевых канавках с образованием выступа между ними. Образующие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557285
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.08.2015
№216.013.70e5

Стержень прошивной оправки прокатного стана

Изобретение относится к области трубопрокатного производства и может быть использовано при прошивке заготовок на трубопрокатных станах. Стержень прошивной оправки выполнен в виде трубы, состоящей из жестко соединенных патрубков и хвостовика. Повышение прочности стержня и увеличение его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560471
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.02.2016
№216.014.c3d9

Шарошка бурового долота

Изобретение относится к области горного дела, а именно к шарошкам буровых долот для бурения скважин большого диаметра под сваи, разработки горных пород. Технический результат заключается в увеличении срока службы шарошки при одновременном снижении трудоемкости изготовления. Шарошка бурового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574095
Дата охранного документа: 10.02.2016
27.03.2016
№216.014.dacd

Шарошка бурового долота

Изобретение относится к области горного дела, а именно к шарошкам буровых долот для бурения скважин большого диаметра под сваи, разработки горных пород. Технический результат заключается в увеличении срока службы шарошки при одновременном снижении трудоемкости изготовления. Шарошка бурового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579101
Дата охранного документа: 27.03.2016
10.04.2016
№216.015.3168

Долото шарошечное

Изобретение относится к области горного дела, а именно к долотам шарошечным для бурения скважин большого диаметра под сваи, разработки горных пород. Технический результат заключается в повышении ресурса, снижении трудоемкости изготовления и повышении монтажеспособности. Долото шарошечное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580958
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.32c1

Коронка для ударно-вращательного бурения

Изобретение относится к области металлургии и горного дела, а именно к коронкам для вскрытия леток доменной печи, а также для ударно-вращательного бурения мелко шпуровых скважин. Технический результат заключается в повышении ресурса и скорости бурения. Коронка для ударно-вращательного бурения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581059
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.04.2016
№216.015.35d3

Устройство для правки и контроля кривизны штанг

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности, для правки длинномерных стержней, балок, штанг и валов. На неподвижном столе размещены правильные опоры и подпружиненная его контрольная опора, выполненная с возможностью ограниченного перемещения по вертикали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581701
Дата охранного документа: 20.04.2016
25.08.2017
№217.015.9d93

Насос

Изобретение относится к устройствам для перекачивания густых жидкостей с абразивами, в частности к поршневым насосам. Насос содержит корпус с нагнетательным коллектором и всасывающей полостью, привод. В корпусе выполнено как минимум одно отверстие для размещения как минимум одного цилиндра,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610799
Дата охранного документа: 15.02.2017
25.08.2017
№217.015.ab08

Шарошка бурового долота

Изобретение относится к области горного дела, а именно к шарошкам буровых долот для бурения скважин большого диаметра. Технический результат заключается в увеличении срока службы шарошки. Шарошка бурового долота содержит маслонаполненный корпус, ось, установленную в корпусе на подшипниках,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612172
Дата охранного документа: 02.03.2017
+ добавить свой РИД