×
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 21-30 of 59 items.
26.01.2019
№219.016.b4cb

Устройство для добычи высоковязкой нефти из глубоких скважин

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано на нефтяных промыслах при добыче высоковязкой нефти из осложненных, глубоких скважин, а именно из скважин, эксплуатируемых установками винтовых насосов. Достигаемый технический результат - повышение эффективности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678284
Дата охранного документа: 25.01.2019
09.02.2019
№219.016.b8a3

Механическое уплотнение

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к механическим уплотнениям, предназначенным для установки на гидравлические и пневматические машины и устройства, рабочие органы которых совершают вращательное и/или возвратно-поступательное движение. Механическое уплотнение вала, или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679291
Дата охранного документа: 06.02.2019
03.03.2019
№219.016.d263

Скважинный штанговый насос

Изобретение относится к области машиностроения, к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Устройство содержит цилиндр с всасывающим клапаном, приемный фильтр, выполненный в виде перфорированного хвостовика со средствами очистки. Приемный фильтр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681021
Дата охранного документа: 01.03.2019
13.03.2019
№219.016.dec9

Компенсатор для снижения вибрации в установке электроцентробежного насоса

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для снижения уровня вибрации установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) и поглощения колебаний подъемной колонны насосно-компрессорных труб (ПКНКТ). Компенсатор для снижения вибрации в УЭЦН содержит корпус с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681563
Дата охранного документа: 11.03.2019
14.03.2019
№219.016.defe

Способ разработки участка залежи сверхвязкой нефти

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение нефтеотдачи участка залежи сверхвязкой нефти. Способ разработки участка залежи сверхвязкой нефти включает бурение горизонтальной добывающей скважин, при этом носок горизонтальной добывающей скважины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681758
Дата охранного документа: 12.03.2019
14.03.2019
№219.016.df9a

Способ разработки залежи сверхвязкой нефти с глинистой перемычкой

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение нефтеотдачи залежи сверхвязкой нефти, повышение коэффициента охвата неоднородного участка залежи за счет разрушения глинистой перемычки. Способ разработки залежи сверхвязкой нефти с глинистой перемычкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681796
Дата охранного документа: 12.03.2019
30.03.2019
№219.016.f9ac

Способ повышения эффективности разработки слабопроницаемых нефтяных коллекторов

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для разработки слабопроницаемых неоднородных нефтяных коллекторов горизонтальными скважинами с многостадийным гидроразрывом пласта. Способ включает бурение горизонтальных скважин с отбором керна в продуктивном пласте,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683453
Дата охранного документа: 28.03.2019
30.03.2019
№219.016.fa19

Скважинная насосная установка

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к технике подъема добываемой продукции скважин, а именно водогазонефтяных эмульсий, и касается конструкции скважинных насосных установок. Технический результат - повышение работоспособности и надежности работы установки, снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683428
Дата охранного документа: 28.03.2019
12.04.2019
№219.017.0be6

Скважинный штанговый насос

Изобретение относится к области машиностроения, к скважинным штанговым насосам и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Скважинный штанговый насос содержит цилиндр со всасывающим клапаном, приемный фильтр, выполненный соосно цилиндру в виде перфорированного цилиндрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684517
Дата охранного документа: 09.04.2019
19.04.2019
№219.017.1da5

Стенд для исследования компенсатора с квазинулевой жесткостью

Изобретение относится к области гидромашиностроения, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для исследования динамики испытуемого объекта при действии продольных вибрационных нагрузок. Устройство содержит неподвижную раму, источник вибрации, набор грузов, электродвигатель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684933
Дата охранного документа: 16.04.2019
Showing 21-30 of 65 items.
25.08.2017
№217.015.ab32

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. Шарошка бурового долота содержит корпус, ось, установленную в корпусе на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612171
Дата охранного документа: 02.03.2017
25.08.2017
№217.015.d15a

Способ добычи нефти путем воздействия на нефтяной пласт

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений, а также при производстве электрической энергии. Технический результат - повышение эффективности добычи нефти при снижении отрицательных экологических воздействий. Способ добычи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622059
Дата охранного документа: 09.06.2017
26.08.2017
№217.015.decb

Цилиндропоршневое уплотнительное устройство

Изобретение относится к устройствам для уплотнения двух концентрично расположенных поверхностей и может применяться в области машиностроения, в частности, для уплотнения плунжеров и штоков объемных машин, например насосов, а также вращающихся валов. Уплотнительное устройство содержит цилиндр,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624932
Дата охранного документа: 11.07.2017
29.12.2017
№217.015.fb48

Способ измерения положения лазерного пятна и устройство для его осуществления

Приемное устройство для измерения положения лазерного луча линейной светочувствительной матрицей в плоскости матрицы, состоящее из линейной светочувствительной матрицы, ряда оптически прозрачных прилегающих к друг другу цилиндров, располагающихся параллельно указанной матрице, обеспечивающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640314
Дата охранного документа: 27.12.2017
19.01.2018
№218.016.0167

Насос

Изобретение относится к устройствам для перекачивания густых и газосодержащих жидкостей с абразивами, в частности к поршневым насосам, в частности к буровым и нефтепромысловым насосам. Насос содержит корпус с нагнетательным коллектором и всасывающей полостью и приводом. В корпусе выполнено одно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629859
Дата охранного документа: 04.09.2017
04.04.2018
№218.016.2f79

Износостойкий наплавочный материал

Изобретение может быть использовано для наплавки рабочих поверхностей деталей машин и оборудования, подвергающихся в процессе эксплуатации интенсивному абразивному изнашиванию. Износостойкий наплавочный материал содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: борид вольфрама 28-32,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644718
Дата охранного документа: 13.02.2018
23.09.2018
№218.016.8a3d

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 и приводом. В корпусе выполнено как минимум одно отверстие для размещения как минимум одного цилиндра,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667607
Дата охранного документа: 21.09.2018
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
11.10.2018
№218.016.8fa9

Скважинный штанговый насос

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам с самодействующими клапанами для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в частности к скважинным штанговым насосам для использования в нефтедобывающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669058
Дата охранного документа: 08.10.2018
13.10.2018
№218.016.917c

Устьевой сальник

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию, в частности к сальнику устьевому, и может быть использовано для герметизации штока штангового насоса. Устьевой сальник содержит корпус, верхний рабочий и нижний резервный уплотнительные узлы с уплотнительными элементами и нажимными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669313
Дата охранного документа: 10.10.2018
+ добавить свой РИД