RU129551U1

RU129551U1 - WELL CONSTRUCTION

Info

Publication number: RU129551U1
Application number: RU2012143656/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Кустышев; Игорь Дагиевич Рамазанов; Александр Викторович Красовский; Захар Николаевич Шандрыголов; Юлия Викторовна Карачарова; Ольга Владимировна Исакова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз"
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-06-27

Abstract

Конструкция скважины, включающая концентрично установленные в ней обсадные колонны, с размещенной в них лифтовой колонной и устьевое оборудование, состоящее из последовательно размещенных колонной головки, трубной головки, елки фонтанной арматуры с размещенной на ее стволе коренной и надкоренной задвижек, газового вертикального сепаратора, размещенного параллельно стволу елки фонтанной арматуры посредством верхнего и нижнего отводов, причем отводы сообщаются со стволом елки фонтанной арматуры ниже коренной и выше надкоренной задвижек.Well design, including casing concentrically installed in it, with an elevator placed in them and wellhead equipment, consisting of a successively placed column head, pipe head, Christmas tree with a root and root valves located on its trunk, a gas vertical separator placed in parallel the trunk of the Christmas tree through the upper and lower branches, and the branches communicate with the trunk of the Christmas tree below the root and above the root nuts.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к конструкции газовых скважин на истощенных месторождениях для эксплуатации их в осложненных условиях, связанных с обводнением скважин и наличием механических примесей в газовом потоке.The utility model relates to the oil and gas industry, namely, the design of gas wells in depleted fields for operation in difficult conditions associated with watering wells and the presence of mechanical impurities in the gas stream.

Истощенные газовые месторождения разрабатываются скважинами, конструкция которых содержит кондуктор, эксплуатационную колонну и спущенную в нее лифтовую колонну. Устье таких скважин оборудовано колонной головкой и фонтанной арматурой, состоящей из трубной головки и фонтанной елки. На завершающей стадии разработки в связи со снижением пластовой энергии в залежь начинают внедряться пластовые воды, приводящие к обводнению скважин и разрушению призабойной зоны пласта. Причем чем больше обводнение пласта, тем более интенсивно разрушается горная порода. Частицы разрушенной горной породы вместе с жидкостью двигаются к забою скважины, образуя песчано-глинистые и жидкостные пробки, снижающие дебит газа. Наиболее легкие частицы вместе с жидкостью потоком газа достигают устья и совершают абразивный износ устьевого оборудования, приводящего к аварии или даже к открытому газовому фонтану. Основным средством предотвращения выноса песка является установка в скважине про-тивопесочных фильтров, но в условиях низких пластовых давлений любое размещения фильтра на забое скважины приводит к увеличению гидравлического сопротивления, к потере давления по стволу скважины, снижению дебита, а при наличии жидкости на забое вплоть до самозадавливания скважины.Depleted gas fields are developed by wells, the design of which contains a conductor, production casing and an elevator casing lowered into it. The mouth of such wells is equipped with a column head and fountain fittings consisting of a pipe head and a fountain tree. At the final stage of development, in connection with a decrease in formation energy, formation waters begin to infiltrate the reservoir, leading to watering the wells and destruction of the bottom-hole formation zone. Moreover, the greater the watering of the reservoir, the more intensively the rock is destroyed. Particles of the destroyed rock together with the fluid move to the bottom of the well, forming sand-clay and fluid plugs that reduce the flow rate of gas. The lightest particles, together with the liquid, reach the mouth with a gas stream and abrasively wear wellhead equipment, resulting in an accident or even an open gas fountain. The main means of preventing sand removal is the installation of anti-sand filters in the well, but at low reservoir pressures, any placement of the filter on the bottom of the well leads to an increase in hydraulic resistance, a loss of pressure along the wellbore, a decrease in flow rate, and in the presence of liquid on the bottom, up to self-completion wells.

Известна конструкция газовых и газоконденсатных скважин для эксплуатации в условиях притока пластовых вод к забою, включающая кондуктор, эксплуатационную колонну, концентрично установленную в ней лифтовую колонну, колонную головку и фонтанную арматуру [Кроль B.C., Варданян A.M., Карапетов А.К. Эксплуатация глубоких фонтанных скважин, оборудованных пакером // Обз. информ. Сер.: Разработка и эксплуатация морских нефтяных и газовых месторождений.- М.: ВНИИЭгазпром, 1983, Вып.2].Known design of gas and gas condensate wells for operation in conditions of inflow of formation water to the bottom, including a conductor, production casing, concentrically installed in it an elevator column, column head and fountain fittings [Krol B.C., Vardanyan A.M., Karapetov A.K. Operation of deep fountain wells equipped with a packer // Review. inform. Ser .: Development and operation of offshore oil and gas fields. - M.: VNIIEgazprom, 1983, Issue 2].

Недостатком этой конструкции является недостаточная надежность скважины, приводящая к самозадавливанию скважины и абразивному износу устьевого оборудования, к периодическим остановкам скважины для удаления скапливающейся пластовой воды и механических примесей.The disadvantage of this design is the lack of reliability of the well, leading to self-squeezing of the well and abrasive wear of wellhead equipment, to periodic shutdowns of the well to remove accumulated formation water and mechanical impurities.

Известна конструкция газовых и газоконденсатных скважин для эксплуатации в условиях притока пластовых вод к забою, включающая кондуктор, эксплуатационную колонну, концентрично установленную в ней лифтовую колонну, колонную головку и фонтанную арматуру [Ширковский A.M. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений.- М.: Недра, 1987, С.69, рис.11.5].Known design of gas and gas condensate wells for operation in the influx of formation water to the bottom, including a conductor, production casing, concentrically installed in it an elevator column, column head and fountain fittings [Shirkovsky A.M. Development and operation of gas and gas condensate fields. - M .: Nedra, 1987, P.69, Fig. 11.5].

Известна конструкция скважины, включающая концентрично установленные в ней обсадные колонны, с размещенной в них лифтовой колонной, и устьевое оборудование, состоящее из последовательно размещенных колонной головки, трубной головки, елки фонтанной арматуры [Патент RU 108100 U1].A well-known design of the well, including concentrically installed casing strings in it, with an elevator stowed in them, and wellhead equipment consisting of sequentially placed stellar heads, pipe heads, Christmas trees [Patent RU 108100 U1].

Недостатком этой конструкции является попадание пластовой воды в газосборный коллектор и необходимость периодической остановки скважины для удаления скапливающейся пластовой воды.The disadvantage of this design is the ingress of formation water into the gas collector and the need for periodic shutdown of the well to remove accumulated formation water.

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания полезной модели, состоит в предотвращении абразивного износа устьевого оборудования и попадание пластовой воды в газосборный коллектор, что исключает периодические остановки скважин для удаления механических примесей и пластовой воды.The achieved technical result, which is obtained as a result of creating a utility model, is to prevent abrasive wear of wellhead equipment and the ingress of formation water into the gas collection reservoir, which eliminates periodic shutdowns of wells to remove mechanical impurities and formation water.

Технический результат достигается тем, что в известной конструкции скважины, включающей концентрично установленные в ней обсадные колонны, с размещенной в них лифтовой колонной и устьевое оборудование, состоящее из последовательно размещенных колонной головки, трубной головки, елки фонтанной арматуры с размещенной на ее стволе коренной и надкоренной задвижек, газового вертикального сепаратора, размещенного параллельно стволу елки фонтанной арматуры посредством верхнего и нижнего отводов, причем отводы сообщаются со стволом елки фонтанной арматуры ниже коренной и выше надкоренной задвижекThe technical result is achieved by the fact that in a well-known design of the well, including casing concentrically installed in it, with an elevator installed in them and wellhead equipment, consisting of a successive column head, a pipe head, a Christmas tree of fountain fittings with a root and root valves, a gas vertical separator placed parallel to the trunk of the Christmas tree of the fountain through the upper and lower branches, and the branches communicate with the trunk of the Christmas tree background valves below the root and above the root valves

На фиг.1 изображена заявляемая конструкция скважины, на фиг.2 изображено устьевое оборудование с газовым сепаратором.Figure 1 shows the inventive design of the well, figure 2 shows the wellhead equipment with a gas separator.

Конструкция скважины включает концентрично установленные кондуктор 1, эксплуатационную колонну 2, лифтовую колонну 3, с перфорационными отверстиями 4, и устьевое оборудование. Устьевой оборудование состоит из последовательно размещенных колонной головки 5, трубной головки 6 с переводной катушкой 7, коренной 8 и подкоренной 9 задвижек, газового сепаратора 10 и елки фонтанной арматуры 11. Лифтовая колонна 3 размещена во внутренней полости эксплуатационной колонны 2. Кондуктор 1 и эксплуатационная колонна 2 подвешены на клиньях колонной головки 5, а лифтовая колонна 3 - в подвеске НКТ переводной катушки 7 трубной головки 6. Газовый сепаратор 10 соединен с основным стволом устьевого оборудования с помощью двух отводов 12 и 13 с задвижками. В нижней части газового сепаратора 10 размещен сливной патрубок 14 с вентилем для удаления смеси пластовой воды и механических примесей.The well design includes a concentric conductor 1, production casing 2, an elevator 3, with perforations 4, and wellhead equipment. Wellhead equipment consists of a sequentially placed column head 5, a pipe head 6 with a transfer coil 7, a root 8 and a root 9 valves, a gas separator 10 and a Christmas tree of fountain fittings 11. An elevator column 3 is placed in the inner cavity of the production casing 2. Conductor 1 and production casing 2 are suspended on the wedges of the column head 5, and the elevator column 3 in the suspension of the tubing of the transfer coil 7 of the pipe head 6. The gas separator 10 is connected to the main shaft of the wellhead equipment using two taps 12 and 13 valves. In the lower part of the gas separator 10 there is a drain pipe 14 with a valve for removing a mixture of produced water and mechanical impurities.

Скважина заявляемой конструкции работает следующим образом.The well of the claimed design works as follows.

После завершения монтажа устьевого оборудования и вызова притока из пласта проводится отработка скважины на факел.After installation of the wellhead equipment is completed and inflow from the reservoir is called, the well is flared.

В начальный период эксплуатации скважины газовый поток направляется по основному стволу устьевого оборудования через коренную 8 и надкоренную 9 задвижки. В дальнейшем в продуктивном пласте 15 к перфорационным отверстиям 4 происходит подтягивание конуса 16 подошвенной воды 17 вследствие подъема газоводяного контакта 18. При появлении в продукции скважины воды и песка надкоренная задвижка 9 закрывается и газожидкостный поток направляется через нижний отвод 13 в газовый сепаратор 10. Коренная задвижка 8 закрывается только в аварийном случае, поэтому остается постоянно открытой. Разделение газожидкостного потока на составляющие в газовом сепараторе 10 происходит под действием центробежных сил, направленных радиально по отношению к вертикальной оси сепаратора 10. Отделенная жидкость с механическими примесями под действием силы гравитации стекает по стенкам корпуса газового сепаратора 10 и вместе с песком удаляется через сливной патрубок 14. Очищенный от жидкости и песка газ возвращается через верхний отвод 12 в основной ствол устьевого оборудования.In the initial period of the well’s operation, the gas flow is directed along the main wellhead equipment through the root 8 and root valves 9. Subsequently, in the producing formation 15, the bottom water cone 16 is pulled up to the perforation holes 4 due to the rise of the gas-water contact 18. When water and sand appear in the well production, the root valve 9 closes and the gas-liquid flow is directed through the lower outlet 13 to the gas separator 10. The root valve 8 closes only in an emergency, so it remains constantly open. The separation of the gas-liquid flow into components in the gas separator 10 occurs under the action of centrifugal forces directed radially relative to the vertical axis of the separator 10. The separated liquid with mechanical impurities under the influence of gravity flows down the walls of the gas separator 10 and together with the sand is removed through the drain pipe 14 The gas purified from liquid and sand is returned through the upper branch 12 to the main wellhead equipment barrel.

При прекращении выноса жидкости и песка из скважины газовый поток вновь направляется в основной ствол устьевого оборудования.Upon termination of the removal of fluid and sand from the well, the gas stream is again sent to the main wellhead equipment shaft.

Пример реализации.Implementation example.

Газовые скважины на поздней стадии разработки месторождений (пластовое давление менее 5,0 МПа) оснащаются газовыми сепараторами типа СГВ-7 [Нефть. Газ. Новации. 2011. №11. - С.56-57]. Сепаратор СГВ-7 относится к инерционным центробежным аппаратам вихревого типа, содержит в своей конструкции семь ступеней сепарации и имеет устойчивую эффективность сепарации 99,99%. Сепараторы данного типа могут быть оборудованы автоматикой контроля уровня жидкости и узлом сброса жидкости, а также системой обогрева и теплоизоляцией. Внутренний диаметр отводов для подключения сепараторов принимается равным внутреннему диаметру основного ствола устьевого оборудования. Например, для лифтовой колонны наружным диаметром 168 мм он составит 150 мм. При этом суммарные потери давления в отводах и сепараторе при дебите газа 150-200 тыс.м³/сут не превышают 0,04 МПа или 0,8% от давления в основном стволе.Gas wells at a late stage of field development (reservoir pressure less than 5.0 MPa) are equipped with gas separators type SGV-7 [Oil. Gas. Novation. 2011. No. 11. - S. 56-57]. The separator SGV-7 belongs to the inertial centrifugal apparatus of the vortex type, contains seven separation stages in its design and has a stable separation efficiency of 99.99%. Separators of this type can be equipped with automatic fluid level control and a fluid discharge unit, as well as a heating system and thermal insulation. The inner diameter of the bends for connecting the separators is taken equal to the inner diameter of the main shaft of the wellhead equipment. For example, for an elevator column with an outer diameter of 168 mm, it will be 150 mm. In this case, the total pressure loss in the branches and the separator at a gas flow rate of 150-200 thousand m ³ / day does not exceed 0.04 MPa or 0.8% of the pressure in the main shaft.

В качестве вертикального газового сепаратора можно использовать вертикальный сепаратор, описанный в книге [Ю.П. Коротаев. Эксплуатация газовых месторождений. - М.: Недра, 1975. - 355 с.].. Сепаратор представляет собой вертикальный сосуд диаметром от нескольких сотен до 2 тыс.мм, высотой до 4-5 м. Газ подается через боковой тангенциальный ввод. В сепараторе направление потока газа изменяется. Улучшаются условия выделения примесей. Отделившиеся частицы жидкости и мехпримесей накапливаются в нижней части сепаратора, откуда они периодически по мере накопления удаляются через продувочную линию.As a vertical gas separator, you can use the vertical separator described in the book [Yu.P. Korotaev. The exploitation of gas fields. - M .: Nedra, 1975. - 355 pp.] .. The separator is a vertical vessel with a diameter of several hundred to 2 thousand mm and a height of 4-5 m. Gas is supplied through a lateral tangential inlet. In the separator, the direction of gas flow changes. The conditions for the release of impurities are improved. Separated particles of liquid and solids accumulate in the lower part of the separator, from where they are periodically removed through the purge line as they accumulate.

Предлагаемая конструкция позволяет эксплуатировать скважину в условиях водо-пескопроявления без абразивного износа устьевого оборудования и обводнения сборных газопроводов. Может быть применена на скважинах Медвежьего газового месторождения.The proposed design allows the well to operate in water-sand conditions without abrasive wear of wellhead equipment and flooding of prefabricated gas pipelines. It can be applied on wells of the Bear gas field.

Claims

Well design, including casing concentrically installed in it, with an elevator placed in them and wellhead equipment, consisting of a successively placed column head, pipe head, Christmas tree with a root and root valves located on its trunk, a gas vertical separator placed in parallel the trunk of the Christmas tree through the upper and lower branches, and the branches communicate with the trunk of the Christmas tree below the root and above the root nuts.