×
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 41-50 of 59 items.
12.08.2019
№219.017.bef0

Способ снижения аномалий вязкости пластовой нефти

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для разработки месторождений аномальной (неньютоновской) нефти с использованием заводнения. Способ включает бурение горизонтальных нагнетательных и добывающих скважин в соотношении 1:2, горизонтальные участки которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696745
Дата охранного документа: 05.08.2019
03.09.2019
№219.017.c68f

Всасывающий клапан скважинного насоса

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к клапанным устройствам насосов для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Всасывающий клапан содержит корпус с центральным осевым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698992
Дата охранного документа: 02.09.2019
04.10.2019
№219.017.d207

Устройство для двухтактного способа подъема продукции с забоя нефтяной скважины

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке и эксплуатации нефтяных месторождений для механизированного подъема продукции из скважин. Устройство для двухтактного способа подъема продукции с забоя нефтяной скважины включает добывающую скважину с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701983
Дата охранного документа: 02.10.2019
22.10.2019
№219.017.d8f1

Устройство для правки и контроля кривизны штанг

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для правки длинномерных стержней, труб и валов. На неподвижном столе установлены, по меньшей мере, две правильные опоры с опорной поверхностью. В правильных опорах выполнены сквозные пазы прямоугольного сечения, в которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703667
Дата охранного документа: 21.10.2019
07.11.2019
№219.017.deb4

Методика комплексного выбора композиции растворителя для воздействия на битуминозную нефть

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для комплексного выбора композиции растворителя путем оценки влияния композиции растворителя на растворяющую способность, а также на реологические и оптические свойства битуминозной нефти с целью снижения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705135
Дата охранного документа: 05.11.2019
07.11.2019
№219.017.defe

Кустовая буровая установка

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к кустовым буровым установкам для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Кустовая буровая установка содержит вышечно-лебедочный блок с основанием. Модули, связаны с основанием и расположены эшелоном. Опоры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705132
Дата охранного документа: 05.11.2019
13.12.2019
№219.017.ed7f

Скважинный штанговый насос

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам для перекачивания высоковязких жидкостей, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Насос содержит цилиндр с всасывающим клапаном в нижней части. Полый плунжер и шток соответственно с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708764
Дата охранного документа: 11.12.2019
18.12.2019
№219.017.ee7c

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: 0002709005
Дата охранного документа: 13.12.2019
22.12.2019
№219.017.f099

Скважинный штанговый насос

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам с самодействующими клапанами, особенно для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Скважинный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709754
Дата охранного документа: 19.12.2019
19.03.2020
№220.018.0d10

Способ и устройство раннего определения разрушения кривошипно-шатунной группы привода сшну

Группа изобретений относится к области ранней диагностики отказа элементов кривошипно-шатунной группы (КШГ) станка-качалки. Техническим результатом является предупреждение разрушений привода СШНУ. Способ включает возбуждение электрического стабилизированного тока в узлах КШГ при помощи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002717016
Дата охранного документа: 17.03.2020
Showing 41-50 of 65 items.
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
13.04.2019
№219.017.0c31

Кустовая буровая установка с встроенным устройством для подъема и выравнивания вышечно-лебедочного блока

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к кустовым буровым установкам для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Кустовая буровая установка с встроенным устройством для подъема и выравнивания вышечно-лебедочного блока, содержащая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684653
Дата охранного документа: 11.04.2019
27.04.2019
№219.017.3cb8

Пакер скважинный

Изобретение относится к пакерам. Техническим результатом является снижение вероятности возникновения утечек в пакере. Пакер скважинный содержит цилиндрический полый корпус с установленными снаружи, как минимум, двумя манжетами и кольцевыми упорами между ними и нижней манжетой между двумя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686135
Дата охранного документа: 24.04.2019
16.05.2019
№219.017.5255

Резьбовое соединение обсадной трубы

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно для крепления как вертикальных, так наклонных и горизонтальных скважин при их строительстве. Технический результат – повышение прочности обсадной трубы. Резьбовое соединение обсадной трубы включает тело трубы с низкопрофильной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687499
Дата охранного документа: 14.05.2019
16.05.2019
№219.017.525b

Устройство для измерения положения лазерного луча

Изобретение относится к области технологии проведения монтажа роторных или иных машин и предназначено для измерения относительного положения осей валов. Приемное устройство для измерения положения лазерного луча линейной светочувствительной матрицей в плоскости матрицы, состоящее из линейной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687511
Дата охранного документа: 14.05.2019
15.06.2019
№219.017.83b7

Погружной скважинный насос с приемным фильтром

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к погружным скважинным насосам с приемным фильтром и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Насос содержит цилиндрический корпус, соединенный с фильтром. Фильтр выполнен в виде перфорированного цилиндрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691362
Дата охранного документа: 13.06.2019
27.06.2019
№219.017.98f2

Насос

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам, для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в частности, к скважинным штанговым насосам и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Насос...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692588
Дата охранного документа: 25.06.2019
10.08.2019
№219.017.bdd7

Устройство для передачи информации по электромагнитному каналу связи при эксплуатации скважин

Изобретение относится к области передачи забойной информации из скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи и может быть использовано для мониторинга процесса эксплуатации скважины. Техническим результатом является повышение надежности передачи информации с забоя и расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696954
Дата охранного документа: 07.08.2019
03.09.2019
№219.017.c68f

Всасывающий клапан скважинного насоса

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к клапанным устройствам насосов для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Всасывающий клапан содержит корпус с центральным осевым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698992
Дата охранного документа: 02.09.2019
02.10.2019
№219.017.cc7d

Способы опрессовки насосно-компрессорных труб в скважине, изготовления запорного опрессовочного органа и устройство для осуществления способов

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для опрессовки колонны насосно-компрессорных труб в скважинах, оснащенных эксплуатационной колонной. Способ опрессовки колонны насосно-компрессорных труб, спущенной в эксплуатационную колонну, заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701001
Дата охранного документа: 24.09.2019
+ добавить свой РИД