×
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 51-59 of 59 items.
19.03.2020
№220.018.0d3e

Скважинный штанговый насос для добычи высоковязкой нефти

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано при механизированной добыче высоковязкой нефти. Штанговая насосная установка содержит колонны насосных труб и штанг, цилиндр с установленными одна над другой ступенями разного диаметра и два полых плунжера, связанных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716998
Дата охранного документа: 17.03.2020
19.03.2020
№220.018.0d6a

Клапан обратный управляемый

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в нефтеперерабатывающей отрасли при добыче нефти глубинно-насосным оборудованием. Обратный клапан содержит седло с входным каналом и ограничителем подъема запорного органа со сферическим углублением с радиусом, равным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716931
Дата охранного документа: 17.03.2020
24.04.2020
№220.018.1896

Способ разработки неоднородного по проницаемости заводненного нефтяного пласта

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений и может быть применено при разработке нефтяной залежи с неоднородными по проницаемости заводненными пластами. В способе разработки неоднородного по проницаемости заводненного нефтяного пласта, включающем закачку в пласт гелеобразующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719699
Дата охранного документа: 21.04.2020
25.04.2020
№220.018.1929

Способ повышения эффективности работы системы "насос-трубопровод-скважина"

Предложенное изобретение относится к области перекачки (добычи) высоковязких жидкостей, обладающих свойством зависимости эффективной вязкости от скорости перекачки. Техническим результатом является повышение эффективности (коэффициента полезного действия) работы насосного агрегата в системе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719796
Дата охранного документа: 23.04.2020
29.06.2020
№220.018.2c6e

Способ обработки призабойной зоны пласта с терригенным типом коллектора

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение продуктивности и дебита добывающих скважин по нефти, повышение проницаемости призабойной зоны пласта, увеличение темпа отбора углеводородов из залежи, текущего и конечного коэффициентов извлечения нефти....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724833
Дата охранного документа: 25.06.2020
29.06.2020
№220.018.2c77

Комплексная методика выбора кислотных составов для интенсификации добычи нефти доманиковых отложений

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено при комплексном выборе кислотных составов для интенсификации добычи нефти. Технический результат – обеспечение выбора эффективной кислоты для интенсификации добычи нефти доманиковых отложений. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724832
Дата охранного документа: 25.06.2020
29.06.2020
№220.018.2c8d

Способ крепления призабойной зоны продуктивного пласта

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение для повышения эффективности разработки залежей углеводородов со слабосцементированным типом коллектора, в частности для крепления призабойной зоны пласта. Способ включает последовательную закачку в пласт через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724828
Дата охранного документа: 25.06.2020
12.04.2023
№223.018.43a5

Тарельчатый клапан

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к клапанным устройствам, особенно для насосов для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в т.ч. к буровым, нефтепромысловым и скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793498
Дата охранного документа: 04.04.2023
14.05.2023
№223.018.558d

Способ разработки неоднородного нефтяного пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки неоднородного нефтяного пласта, а именно увеличению нефтеотдачи пластов при одновременном увеличении охвата пласта воздействием и повышении эффективности нефтевытеснения в неоднородных коллекторах на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002738544
Дата охранного документа: 14.12.2020
Showing 61-65 of 65 items.
25.04.2020
№220.018.1929

Способ повышения эффективности работы системы "насос-трубопровод-скважина"

Предложенное изобретение относится к области перекачки (добычи) высоковязких жидкостей, обладающих свойством зависимости эффективной вязкости от скорости перекачки. Техническим результатом является повышение эффективности (коэффициента полезного действия) работы насосного агрегата в системе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719796
Дата охранного документа: 23.04.2020
31.05.2020
№220.018.22f3

Способ измерения крутящего момента на валу двигателя

Изобретение относится к области измерений крутящего момента на валу двигателя и может быть использовано для определения мощности и (или) коэффициента полезного действия. Задачей предлагаемого изобретения является упрощение технической реализации способа измерения крутящего момента. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722339
Дата охранного документа: 29.05.2020
12.04.2023
№223.018.43a5

Тарельчатый клапан

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к клапанным устройствам, особенно для насосов для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в т.ч. к буровым, нефтепромысловым и скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793498
Дата охранного документа: 04.04.2023
14.05.2023
№223.018.55fd

Скважинный штанговый насос двухстороннего действия

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к плунжерным насосам, особенно для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в частности к скважинным штанговым насосам. Насос содержит установленный в корпусе с возможностью ограниченного осевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002730771
Дата охранного документа: 25.08.2020
14.05.2023
№223.018.5620

Скважинный штанговый насос

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Насос содержит соединенные между собой переводниками ступени цилиндра и плунжера большого и малого диаметров. Плунжер размещен в цилиндре с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002730774
Дата охранного документа: 25.08.2020
+ добавить свой РИД