RU2098615C1

RU2098615C1 - Installation for extracting heavy viscous oil

Info

Publication number: RU2098615C1
Application number: RU95103186A
Authority: RU
Inventors: А.К. Ватолин; П.Т. Ушаков; Л.В. Скурлатова
Original assignee: Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 1997-12-10
Also published as: RU95103186A

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: invention, in particular, relates to producing heavy viscous oil and paraffin-tar-containing oil as well as producing oil from wells drilled in permafrost zone. Injecting and productive strings with working openings on their ends are embraced by pipelines rigidly connected to them, each of pipelines being appropriate to pumping through heat carrier and providing circulation of the latter between ground surface and oil bed. Pipelines pass all along injection and productive strings and, at their lower part, are bent with radius constituting 0.5 outer diameter of corresponding strings. Oil is continuously lifted through productive string, whereas hot liquid, for example, hot water, is pumped in into oil bed through injection string. Simultaneously injection and productive strings are heated by means of heat carrier, for example, steam which is pumped through pipelines all along the two strings. Heat carrier gives its heat to strings, wells, ground, oil bed, aqueous solution forced into oil bed through injection strings, and oil replaced through productive strings. Number of pipelines near the strings and number of strings themselves is determined by thickness of oil bed, its viscosity, content of paraffin-tar and other components, bedding depth, ground state and other factors. EFFECT: increased oil well productivity. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к добыче тяжелой вязкой, а также парафиносмолистосодержащей нефти и к добыче нефти из скважин, разбуренных в зоне вечной мерзлоты. Добыча нефти, особенно высокопарафинистой, обычно сопровождается осаждением их тяжелых компонентов в скважинах и внутрипромысловых коммуникациях. Интенсивность отложений парафина и других твердых осадков в трубопроводах и в оборудовании зависит от температуры нефти и окружающей среды, степени регулирования и скорости потока. При добыче тяжелой вязкой нефти применяют закачку горячего водного раствора в нефтеносный пласт по нагнетательной колонне. Однако водный раствор быстро остывает, особенно при добыче нефти из скважин, разбуренных в мерзлом грунте, что снижает эффективность разжижения нефти и продуктивность скважин. The invention relates to the oil industry, in particular to the production of heavy viscous, as well as paraffin-containing oil and to oil production from wells drilled in the permafrost zone. Oil production, especially highly paraffin, is usually accompanied by the deposition of their heavy components in wells and field communications. The intensity of paraffin deposits and other solid deposits in pipelines and equipment depends on the temperature of the oil and the environment, the degree of regulation and flow rate. In the production of heavy viscous oil, the injection of a hot aqueous solution into the oil reservoir using an injection column is used. However, the aqueous solution cools quickly, especially when oil is extracted from wells drilled in frozen soil, which reduces the efficiency of oil dilution and well productivity.

Известны способы и устройства, используемые при добыче нефти Агрегат типа АДПМ, а.с. N 1234593, 1984 г. Горячую нефть закачивают в пласт, происходит расплавление, растворение отложений парафина и других осаждений и тяжелых компонентов, вязкость нефти в пласте уменьшается. Known methods and devices used in oil production Unit type ADPM, and.with. N 1234593, 1984. Hot oil is pumped into the formation, melting occurs, dissolution of paraffin deposits and other sediments and heavy components, the viscosity of the oil in the formation decreases.

В пат. США N 4465138, кл. E 21 B 43/24, 1985 г. защищен циклический термический способ добычи нефти с использованием в качестве растворителя добытую сырую нефть с пониженной вязкостью. Для добычи вязкой сырой нефти из вскрытого скважиной пласта часть добываемой сырой нефти подвергают операции термического снижения вязкости для получения горячей нефти, вязкость которой снижена в интервале 80-95% Добычу нефти прекращают и закачивают заранее определенное количество горячей нефти с пониженной вязкостью в пласт через скважину для уменьшения вязкости нефти в пласте. Скважину закрывают на период пропитки пласта, а затем вводят скважину в эксплуатацию для извлечения из пласта флюидов, содержащих нефть. In US Pat. U.S. N 4465138, CL E 21 B 43/24, 1985. A cyclic thermal method for oil recovery using a reduced viscosity crude oil as a solvent is protected. To produce viscous crude oil from a well that has been opened by a well, part of the produced crude oil is subjected to thermal viscosity reduction operations to produce hot oil, the viscosity of which is reduced in the range of 80-95%. Oil production is stopped and a predetermined amount of low viscosity hot oil is pumped into the reservoir through reducing the viscosity of oil in the reservoir. The well is closed for the period of formation impregnation, and then the well is put into operation to extract fluids containing oil from the formation.

Недостаток такой добычи нефти во время депарафинизации и разжижения нефти добыча последней прекращается, что снижает эффективность добычи. The disadvantage of such oil production during dewaxing and liquefaction of oil, the production of the latter ceases, which reduces the efficiency of production.

Для повышения эффективности добычи нефти за счет экономии горячей нефти при проведении процесса депарафинизации и уменьшения вязкости, а также за счет дополнительной добычи нефти от ускоренного вовлечения пласта в работу, в конце прокачки горячей нефти объем ее замещают газообразной средой до динамического уровня скважины а.с. N 1234593, кл. E 21 B 37/06, 1986 г. To increase the efficiency of oil production by saving hot oil during the process of dewaxing and reducing viscosity, as well as by additional oil production from the accelerated involvement of the reservoir in work, at the end of pumping hot oil, its volume is replaced by a gaseous medium to the dynamic level of the well a.s. N 1234593, CL E 21 B 37/06, 1986

Для сравнительного анализа с предлагаемым техническим решением выбрано устройство, реализующее способ добычи нефти с использованием переменной температуры по пат. США N 4465137, кл. E 21 B 43/24, 1985 г. Устройство содержит нагнетательную и эксплуатационную колонны с рабочими отверстиями на концах, а также вспомогательные агрегаты и устройства для подогрева воды, создания пара, закачивания воды и пара через нагнетательную колонну в пласт и другие. For a comparative analysis with the proposed technical solution, a device was selected that implements the method of oil production using variable temperature according to US Pat. U.S. N 4465137, cl. E 21 B 43/24, 1985. The device contains injection and production columns with working openings at the ends, as well as auxiliary units and devices for heating water, generating steam, pumping water and steam through the injection column into the formation and others.

Здесь в пласт через нагнетательную колонну закачивают воду с температурой 10 40^o. Температуру воды повышают до 50 100^o при продолжении добычи нефти через эксплуатационную колонну. Затем закачку воды прекращают и нагнетают в пласт через нагнетательную колонну пар с качеством 10 25% извлекая нефть через эксплуатационную колонну. Постепенно качество нагнетаемого пара повышают до уровня 65 90%
Недостаток прототипа при закачке горячей воды или водяного пара в нефтяной пласт по нагнетательной колонне на большую глубину, а особенно проходящей в мерзлом грунте, вода, пар остывают, что снижает эффективность разжижения тяжелой вязкой нефти, а при вытеснении нефти из нефтеносного пласта на поверхность земли по холодной эксплуатационной колонне нефть остывает, сгущается, налипает на внутренние поверхности колонны, которая засоряется парафиносмолистыми веществами, что уменьшает диаметр труб. Все это приводит к необходимости частого проведения очистки колонн нефтяной скважины, к снижению производительности добычи нефти.Here, water with a temperature of 10 40 ^{o is} pumped into the formation through an injection column. The temperature of the water is increased to 50 100 ^o while continuing oil production through the production casing. Then the water injection is stopped and steam is injected into the formation through the injection column with a quality of 10 25% by extracting oil through the production column. Gradually, the quality of the injected steam is increased to 65 90%
The disadvantage of the prototype when pumping hot water or water vapor into an oil reservoir through an injection column to a great depth, and especially when passing in frozen ground, water, steam cools down, which reduces the efficiency of diluting heavy viscous oil, and when oil is displaced from an oil reservoir to the earth’s surface In a cold production casing, the oil cools, thickens, adheres to the inner surfaces of the casing, which is clogged with paraffin-resinous substances, which reduces the diameter of the pipes. All this leads to the need for frequent cleaning of the columns of the oil well, to reduce the productivity of oil production.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения продуктивности нефтедобычи. The present invention solves the problem of increasing the productivity of oil production.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем нагнетательные и эксплуатационные колонны с рабочими отверстиями на нижних концах, нагнетательные и эксплуатационные колонны охвачены жестко соединенными с ними трубопроводами, каждый из которых выполнен с возможностью прокачки по нему теплоносителя с обеспечением циркуляции последнего с поверхности земли
нефтяной пласт на поверхность земли.The problem is achieved in that in a device containing injection and production columns with working holes at the lower ends, the injection and production columns are covered by rigidly connected pipelines, each of which is made with the possibility of pumping coolant through it to ensure the circulation of the latter from the ground
oil reservoir to the surface of the earth.

Трубопроводы проходят вдоль и на всю длину нагнетательных и эксплуатационных колонн и в нижней части согнуты по радиусу 0,5 наружного диаметра соответствующих колонн. Pipelines run along and over the entire length of the injection and production columns and at the bottom are bent along the radius 0.5 of the outer diameter of the respective columns.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, где: 1 нагнетательная колонна, 2 отверстия в нагнетательной колонне (рабочие отверстия), 3 - эксплуатационная колонна, 4 рабочие отверстия в эксплуатационной колонне, 5 трубопровод нагнетательной колонны, 6 трубопровод эксплуатационной колонны, 7 поверхность земли, 8 нефтяной пласт. The invention is illustrated in the drawing, where: 1 injection column, 2 holes in the injection column (working holes), 3 - production string, 4 working holes in the production string, 5 discharge pipe pipeline, 6 production string pipeline, 7 ground surface, 8 oil layer.

Устройство для добычи тяжелой вязкой нефти содержит нагнетательные колонны 1 и эксплуатационные колонны 3, а также наземное нагнетательное и эксплуатационное дополнительное оборудование (на чертеже не показано). В нагнетательной 1 колонне в нижней части выполнены рабочие отверстия 2 для выхода нагнетаемой горячей жидкости в нефтяной пласт 8, в эксплуатационной колонне 3 в нижней части выполнены рабочие отверстия 4 для поступления нефти в эксплуатационную колонну 3 и далее на поверхность земли 7. Вдоль и на всю длину нагнетательной 1 и эксплуатационной 3 колонн проходят трубопроводы 5 и 6 соответственно. Трубопроводы выполнены с возможностью прокачки теплоносителя, например горячего водяного пара, по ним, обеспечивая циркуляцию последнего с поверхности земли нефтяной пласт на поверхность земли. Здесь трубопроводы 5 и 6 в нижней части согнуты по радиусу 0,5 наружного диаметра нагнетательной 1 и эксплуатационной 3 колонн соответственно и жестко соединены с последними. Колонны вместе с трубопроводами опущены в скважины до нижнего уровня залегания нефтяного пласта. Количество трубопроводов у колонн и количество самих колонн определяется мощностью нефтяного пласта, его вязкостью, содержанием парафиносмолистых и других компонентов, глубиной залегания пласта, состоянием грунта и другими данными. A device for the production of heavy viscous oil contains injection columns 1 and production columns 3, as well as ground injection and production auxiliary equipment (not shown in the drawing). In the injection column 1 in the lower part, the working openings 2 are made for the outlet of the injected hot fluid into the oil reservoir 8, in the production column 3 in the lower part there are the working openings 4 for the oil to enter the production casing 3 and further to the surface of the earth 7. Along the whole the length of the discharge 1 and production 3 columns are pipelines 5 and 6, respectively. Pipelines are configured to pump coolant, such as hot water vapor, through them, providing the circulation of the latter from the surface of the earth, the oil reservoir to the surface of the earth. Here, the pipelines 5 and 6 in the lower part are bent along the radius 0.5 of the outer diameter of the discharge 1 and production 3 columns, respectively, and are rigidly connected to the latter. The columns together with the pipelines are lowered into the wells to the lower level of the oil reservoir. The number of pipelines in the columns and the number of columns themselves is determined by the power of the oil reservoir, its viscosity, the content of paraffin-tar and other components, the depth of the formation, the state of the soil and other data.

Добычу нефти осуществляют следующим образом. По нагнетательной колонне 1 через отверстия 2 в нефтяной пласт 8 закачивают горячую жидкость. Нефтяной пласт нагревается, разжижается, перемешивается, перемещаясь в эксплутационной колонне 3. Нефть через отверстия 4 вытесняется по эксплуатационной колонне 2 на поверхность земли 7. Одновременно для повышения продуктивности нефтяной скважины добычу нефти ведут с подогревом нагнетательных 1 и эксплуатационных 3 колонн. Для этого по трубопроводам 5, 6 прокачивают теплоноситель, например горячий водяной пар, который циркулирует с поверхности земли нефтяной пласт на поверхность земли. Теплоноситель отдает тепло на подогрев колонн, скважин, грунта, нефтяного пласта, водного раствора, нагнетаемого в нефтяной пласт по нагнетательным колоннам, и нефти, вытесняемой по эксплуатационным колоннам. Oil production is as follows. A hot liquid is pumped through an injection column 1 through openings 2 into an oil reservoir 8. The oil reservoir is heated, liquefied, mixed, moving in production casing 3. Oil is displaced through openings 4 along production casing 2 to the earth’s surface 7. At the same time, oil is heated by injection 1 and production 3 columns to increase the productivity of the oil well. To do this, coolant is pumped through pipelines 5, 6, for example hot water vapor, which circulates an oil reservoir from the earth's surface to the earth's surface. The coolant transfers the heat to the heating of the columns, wells, soil, oil reservoir, water solution injected into the oil reservoir through the injection columns, and oil displaced through the production columns.

Все это способствует значительному повышению отдачи нефтяного пласта. All this contributes to a significant increase in the return of the oil reservoir.

Claims

1. A device for the production of heavy viscous oil, containing injection and production columns with working holes at the lower ends, characterized in that the injection and production columns are covered by rigidly connected pipelines, each of which is made with the possibility of pumping coolant through it to ensure circulation of the latter from the surface of the earth an oil reservoir to the surface of the earth.

2. The device according to claim 1, characterized in that the pipelines extend along and over the entire length of the injection and production columns and are bent at the bottom of the radius 0.5 of the outer diameter of the respective columns.