RU130343U1

RU130343U1 - Borehole installation for simultaneous separate development of several operational facilities from one well

Info

Publication number: RU130343U1
Application number: RU2013105897/03U
Authority: RU
Inventors: Денис Николаевич Красноборов; Эдуард Юрьевич Вдовин; Лев Иосифович Локшин; Александр Викторович Казаков
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2013-07-20

Abstract

1. Скважинная установка для одновременно-раздельной разработки нескольких эксплуатационных объектов из одной скважины, включающая колонну труб, пакер, по меньшей мере, один насос, закрепленный на внешней поверхности указанной колонны труб электропроводящий кабель, состоящий из токопроводящих жил и полых каналов и подсоединенный верхним концом к блоку управления на дневной поверхности, отличающаяся тем, что в качестве электропроводящего кабеля установка содержит плоский или выпукло-вогнутый нагревательный кабель с, по меньшей мере, двумя токопроводящими нагревательными элементами, с, по меньшей мере, одним полым каналом, выполненным металлическим со слоем наружной полимерной оболочки или выполненным из полимерного материала, причем внешний диаметр указанного канала равен внешнему диаметру нагревательных элементов, а внутренний диаметр выполнен размером от 2 до 8 мм, а также с, по меньшей мере, одним сигнальным проводником, выполненным многопроволочным, причем токопроводящие нагревательные элементы, полые каналы и сигнальные проводники размещены под единой броней, нагревательные элементы верхним концом соединены с системой управлением нагревом, а нижняя их часть соединена в законцовку и изолирована, а полый канал имеет подключение в верхней части с оборудованием для подачи реагента в скважину или с выкидной линией, при этом сигнальный проводник имеет подключение к измерительным датчикам, размещенным как над пакером, так и под ним, а верхним концом соединен с системой управления, причем нагревательный кабель пропущен к нижележащему эксплуатационному объекту через пакер посредством герметизирующег1. A downhole installation for simultaneous and separate development of several production facilities from one well, including a pipe string, a packer, at least one pump mounted on the outer surface of said pipe string with an electrically conductive cable consisting of conductive cores and hollow channels and connected to the upper end to the control unit on the day surface, characterized in that the installation comprises a flat or convex-concave heating cable with at least two conductive heating elements with at least one hollow channel made of metal with a layer of the outer polymer shell or made of polymeric material, the outer diameter of this channel being equal to the outer diameter of the heating elements, and the inner diameter is made from 2 to 8 mm, as well as with at least one signal conductor, made multiwire, and conductive heating elements, hollow channels and signal conductors are placed under a single armor, n the heating elements with the upper end are connected to the heating control system, and their lower part is connected to the tip and insulated, and the hollow channel has a connection in the upper part with equipment for supplying the reagent to the well or with a flow line, while the signal conductor is connected to measuring sensors, placed both above and below the packer, and the upper end is connected to the control system, and the heating cable is passed to the underlying operational object through the packer by means of a sealing

Description

Полезная модель относится к скважинной разработке и эксплуатации многопластовых месторождений углеводородов, а именно к технологии и технике одновременно-раздельной эксплуатации нескольких эксплуатационных объектов (эксплуатационных пластов) одной скважиной, и может быть использовано для добычи углеводородов из скважины и/или нагнетания рабочего агента, и/или физико-химического воздействия на эксплуатационные объекты.The utility model relates to the borehole development and exploitation of multi-layer hydrocarbon deposits, namely, to the technology and technique for simultaneous and separate exploitation of several production facilities (production reservoirs) by one well, and can be used for hydrocarbon production from a well and / or injection of a working agent, and / or physico-chemical effects on production facilities.

Технологические схемы одновременно-раздельной эксплуатации скважины классифицируют по количеству эксплуатируемых пластов; установки одновременно-раздельной эксплуатации такой скважины - по конструктивному оформлению; с концентрическими, параллельными и одноколонными рядами насосно-компрессорных труб (НКТ), а также с регулированием отбора пластовой жидкости по каждому объекту (пласту).Technological schemes for simultaneous and separate operation of a well are classified by the number of exploited formations; installations for simultaneous and separate operation of such a well - in terms of design; with concentric, parallel and single-column rows of tubing (tubing), as well as with regulation of the selection of reservoir fluid for each object (reservoir).

Одновременно-раздельная добыча нефти глубиннонасосным способом с использованием штанговых или погружных электроцентробежных насосов (ПЭД) осуществляется скважинными установками с параллельными рядами колонны НКТ (или один ряд колонны НКТ) по схемам с последовательно или параллельно соединенными насосами, а также, с одним насосом (в зависимости от условий эксплуатации предусмотрены многочисленные модификации указанных скважинных установок).Simultaneous and separate oil production by the deep pump method using sucker-rod or submersible electric centrifugal pumps (PEM) is carried out by borehole rigs with parallel rows of tubing string (or one row of tubing string) according to the schemes with series or parallel connected pumps, as well as with one pump (depending from the operating conditions, numerous modifications of the indicated downhole facilities are provided).

Таким образом, для скважинной установки одновременно-раздельной эксплуатации продуктивных пластов в обобщенном виде обязательно характерно наличие следующих основных узлов: колонны труб; погружных и/или штанговых насосов; пакера или пакеров для разобщения эксплуатационных объектов (пластов); электропроводящего и геофизического кабеля. Возможно наличие и других вспомогательных узлов.Thus, for a well installation at the same time-separate operation of productive formations in a generalized form, the presence of the following main components is necessarily characteristic: pipe columns; submersible and / or sucker rod pumps; packer or packers for separation of production facilities (layers); conductive and geophysical cable. There may be other auxiliary nodes.

Так, например, известна скважинная установка для одновременно-раздельной разработки нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной (Патент РФ №59139), которая состоит из колонны труб, образующих ступени с одним или несколькими пакерами, одним или несколькими регулируемыми штудирующими устройствами. В каждой ступени установки установлены регулируемые штуцирующие устройства и контрольно-измерительные приборы с автоматическим дистанционным управлением, при этом каждая ступень установки снабжена, по крайней мере, одним электропроводящим кабелем, верхний конец которого подсоединен к дистанционному блоку управления на дневной поверхности, а нижний отвод кабеля соединен с вышеупомянутыми устройством и прибором, причем пакеры снабжены соединительным разъемом и/или герметизирующим устройством под кабель.So, for example, a well installation is known for simultaneous and separate development of several production facilities by one well (RF Patent No. 59139), which consists of a string of pipes forming steps with one or more packers, one or more adjustable sounding devices. In each stage of the installation, adjustable choking devices and measuring instruments with automatic remote control are installed, each stage of the installation is equipped with at least one electrically conductive cable, the upper end of which is connected to the remote control unit on the day surface, and the lower cable outlet is connected with the aforementioned device and device, wherein the packers are provided with a connector and / or a cable sealing device.

Однако известная установка не лишена недостатков, а именно, она не обеспечивает выпуск газа из приемов насоса и поэтому может использоваться эффективно только на скважинах с низким газовым фактором при значительном погружении насоса под динамические уровни продукции пластов. Кроме того, указанная скважинная установка не будет обеспечивать эффективную добычу при наличии вязких нефтей, ввиду сложности их откачки установкой данной конструкции.However, the known installation is not without drawbacks, namely, it does not provide the release of gas from the receptions of the pump and therefore can only be used effectively in wells with a low gas factor with a significant immersion of the pump under dynamic levels of formation production. In addition, the specified downhole installation will not provide efficient production in the presence of viscous oils, due to the complexity of their pumping installation of this design.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели по технической сущности является установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине (варианты) с использованием штанговых насосов на месторождениях углеводородов с трудноизвлекаемыми запасами (Патент РФ №59138). Известная скважинная установка в обобщенном виде содержит следующие основные узлы: колонну труб, пакер, два штанговых насоса и погружной кабель, состоящий из токопроводящих жил и двух капиллярных трубок, и закрепленный на внешней поверхности указанной колонны труб. При этом указанный кабель подсоединен верхним концом к дистанционному блоку управления на дневной поверхности.Closest to the proposed utility model in technical essence is the installation for simultaneous and separate operation of two layers in the well (options) using sucker rod pumps in hydrocarbon fields with hard to recover reserves (RF Patent No. 59138). A well-known downhole installation in a generalized form contains the following main components: a pipe string, a packer, two rod pumps and a submersible cable consisting of conductive cores and two capillary tubes, and fixed to the outer surface of the pipe string. In this case, the cable is connected with the upper end to the remote control unit on the surface.

Однако известная скважинная установка характеризуется недостаточной эффективностью при эксплуатации нескольких пластов с вязким пластовым флюидом, а также в условиях парафинообложений в скважине. Это обусловлено тем, что с помощью этой установки возможна подача реагента - ингибитора асфальтосмолопарафинистых отложений (АСПО), а также при необходимости реагента-разжижителя через капиллярные трубки погружного кабеля только на нижний эксплуатационный объект (пласт), а в случае наличия таких вязких нефтей в вышележащем пласте обработку этого пласта скважинной установкой такой конструкции производить невозможно.However, the well-known downhole installation is characterized by insufficient efficiency in the operation of several formations with a viscous reservoir fluid, as well as in conditions of paraffin deposits in the well. This is due to the fact that with the help of this installation it is possible to supply a reagent - an inhibitor of asphalt-tar and paraffin deposits (ASPO), as well as, if necessary, a reagent-diluent through capillary tubes of a submersible cable only to the lower production facility (layer), and in the presence of such viscous oils in the overlying It is impossible to process this formation with a downhole installation of such a design.

Кроме того, известная установка предусматривает использование двух кабелей для подсоединения датчиков измерения, соответственно для верхнего пласта и для нижнего. Такую конструкцию возможно использовать только при достаточно большом размере затрубья, а если скважина небольшого диаметра, то оба кабеля просто невозможно разместить в узком межтрубье. То есть известная установка имеет серьезные ограничения по эксплуатации в таких условиях.In addition, the known installation involves the use of two cables for connecting measurement sensors, respectively, for the upper layer and for the lower one. This design can only be used with a sufficiently large size of the annulus, and if the well is small in diameter, then both cables simply cannot be placed in a narrow annulus. That is, the known installation has serious limitations on operation in such conditions.

Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, заключается в обеспечении при одновременно-раздельной эксплуатации скважины технических возможностей полного контроля за работой такой скважины, в том числе, малого диаметра, с использованием лишь одного кабеля для всех разрабатываемых эксплуатационных объектов, при одновременном повышении эффективности эксплуатации всех разрабатываемых пластов, характеризующихся различным газовым фактором, и/или вязкими пластовыми флюидами, и/или флюидами, склонными к парафинообразованию.The technical result achieved by the proposed utility model is to provide, at the same time-separate operation of the well, the technical capabilities of complete control over the operation of such a well, including small diameter, using only one cable for all developed operational facilities, while increasing the operational efficiency of all reservoirs characterized by different gas factors and / or viscous reservoir fluids and / or fluids prone to paraffin formation mations.

Поставленный технический результат достигается предлагаемой скважинной установкой для одновременно-раздельной разработки нескольких эксплуатационных объектов из одной скважины, включающей колонну труб, пакер, по меньшей мере, один насос, закрепленный на внешней поверхности указанной колонны труб электропроводящий кабель, состоящий из токопроводящих жил и полых каналов и подсоединенный верхним концом к блоку управления на дневной поверхности, при этом новым является то, что в качестве электропроводящего кабеля установка содержит плоский или выпукло-вогнутый нагревательный кабель с, по меньшей мере, двумя токопроводящими нагревательными элементами, с, по меньшей мере, одним, полым каналом, выполненным металлическим со слоем наружной полимерной оболочки или выполненным из полимерного материала, причем внешний диаметр указанного канала равен внешнему диаметру нагревательных элементов, а внутренний диаметр выполнен размером от 2 до 8 мм, а также с, по меньшей мере, одним сигнальным проводником, выполненным многопроволочным, причем токопроводящие нагревательные элементы, полые каналы и сигнальные проводники размещены под единой броней, нагревательные элементы верхним концом соединены с системой управлением нагревом, а нижняя их часть соединена в законцовку и изолирована, а полый канал имеет подключение в верхней части с оборудованием для подачи реагента в скважину или с выкидной линией, при этом сигнальный проводник имеет подключение к измерительным датчикам, размещенным как над пакером, так и под ним, а верхним концом соединен с системой управления, причем нагревательный кабель пропущен к нижележащему эксплуатационному объекту через пакер посредством герметизирующего устройства под кабель, или - через внутреннюю полость колонны труб в обход пакера, а сам нагревательный кабель снабжен защитными элементами.The technical result achieved is achieved by the proposed downhole installation for simultaneous and separate development of several production facilities from one well, including a pipe string, a packer, at least one pump mounted on the outer surface of the pipe string, an electrically conductive cable consisting of conductive cores and hollow channels and connected by the upper end to the control unit on the surface of the day, while the new one is that the installation contains a conductive cable Osk or convex-concave heating cable with at least two conductive heating elements, with at least one hollow channel made of metal with a layer of the outer polymer shell or made of a polymeric material, the outer diameter of this channel being equal to the outer diameter heating elements, and the inner diameter is made in size from 2 to 8 mm, and also with at least one signal conductor, made multi-wire, and conductive heating elements you, the hollow channels and signal conductors are placed under a single armor, the heating elements with the upper end are connected to the heating control system, and the lower part is connected to the tip and isolated, and the hollow channel has a connection in the upper part with equipment for supplying the reagent to the well or with the flow line, while the signal conductor is connected to measuring sensors located both above the packer and below it, and the upper end is connected to the control system, and the heating cable is passed to the underlying him to the operating facility through the packer by means of a sealing device for the cable, or through the internal cavity of the pipe string bypassing the packer, and the heating cable itself is equipped with protective elements.

Нагревательный кабель размещен вдоль всей колонны труб от устья скважины до нижнего эксплуатационного объекта.A heating cable is placed along the entire pipe string from the wellhead to the lower production facility.

В качестве защитных элементов установка содержит устанавливаемые на муфтах колонны насосно-компрессорных труб кабельные протекторы с защитными ребрами, образующими каналы для безопасной прокладки нагревательного кабеля.As protective elements, the installation contains cable protectors installed on the coupling of the tubing string with protective ribs forming channels for the safe laying of the heating cable.

В качестве измерительного датчика, подключенного к сигнальному проводнику, установка содержит термодатчик, или датчик давления, или глубинный манометр-термометр.As a measuring sensor connected to the signal conductor, the installation contains a temperature sensor, or a pressure sensor, or a depth gauge-thermometer.

К сигнальному проводнику подключено, по крайней мере, одно устройство для регулирования отбора пластовой жидкости в процессе эксплуатации скважины, например, электромеханический клапан.At least one device for regulating formation fluid selection during well operation, for example, an electromechanical valve, is connected to the signal conductor.

К полому каналу подключено, по крайней мере, одно устройство для регулирования отбора пластовой жидкости в процессе эксплуатации скважины, например, гидравлический клапан.At least one device for regulating formation fluid selection during well operation, for example, a hydraulic valve, is connected to the hollow channel.

Поставленный технический результат обеспечивается за счет следующего.The technical result is achieved due to the following.

Благодаря тому, что в качестве электропроводящего кабеля заявляемая скважинная установка содержит плоский или выпукло-вогнутый нагревательный кабель с, по меньшей мере, двумя токопроводящими нагревательными элементами, обеспечивается высокая эффективность эксплуатации одновременно всех разрабатываемых при одновременно-раздельной эксплуатации из одной скважины пластов, характеризующихся вязкими пластовыми флюидами и/или склонными к парафинообразованию, т.к. нагревательные элементы кабеля будут производить нагрев по всей длине кабеля, т.е. по всей длине колонны НКТ, разжижая при этом нефть и предотвращая образование АСПО. Наличие двух и более нагревательных элементов в нагревательном кабеле обеспечивает широкие технологические возможности по степени нагрева пластового флюида и его объема.Due to the fact that the inventive borehole installation contains a flat or convex-concave heating cable with at least two conductive heating elements as an electrically conductive cable, the high operational efficiency of all formations developed during simultaneous separate operation from one well, characterized by viscous fluids and / or prone to paraffin formation, as cable heating elements will produce heating along the entire length of the cable, i.e. along the entire length of the tubing string, while diluting the oil and preventing the formation of paraffin deposits. The presence of two or more heating elements in the heating cable provides wide technological capabilities for the degree of heating of the formation fluid and its volume.

Выполнение нагревательного кабеля в предлагаемой установке плоским или выпукло-вогнутым позволяет снизить энергопотребление при размещении такого нагревательного кабеля в межтрубном пространстве скважины за счет более эффективного нагрева одновременно как скважинной жидкости, так и подаваемого по полому каналу кабеля реагента, т.к. площадь контакта кабеля такой формы с колонной труб, по которой протекает скважинная жидкость, будет в несколько раз выше, чем у круглого кабеля, а у выпукло-вогнутого - на порядок выше.Making the heating cable in the proposed installation flat or convex-concave allows you to reduce energy consumption when placing such a heating cable in the annulus of the well due to more efficient heating of both the well fluid and the reagent supplied through the hollow channel, since the contact area of a cable of this shape with a string of pipes through which the well fluid flows will be several times higher than that of a round cable, and that of a convex-concave cable will be an order of magnitude higher.

Подключение нагревательных элементов кабеля с источником питания и с системой управлением нагревом позволяет подать напряжение на токопроводящие жилы нагревательных элементов и регулировать режим нагрева, например, по температуре.Connecting the heating elements of the cable with a power source and with a heating control system allows you to apply voltage to the conductive wires of the heating elements and adjust the heating mode, for example, by temperature.

При этом наличие полых каналов - капиллярных трубок (одна или более) в нагревательном кабеле позволит наряду с нагревом производить и подачу в пластовый флюид требуемого реагента (или ряда реагентов), эффективность действия которого при нагреве будет выше, а значит и повысится эффективность эксплуатации скважины. Кроме того, наличие этих полых каналов в кабеле позволит также отводить газ при высоком газовом факторе, что делает предлагаемую скважинную установку универсальной в плане технологических аспектов использования. Причем эти полые каналы посредством отводов могут быть выведены из кабеля в зоне каждого эксплуатационного объекта-пласта, что позволит вести эффективную добычу с учетом особенностей каждого пласта.At the same time, the presence of hollow channels - capillary tubes (one or more) in the heating cable will allow, along with heating, to supply the required reagent (or a number of reagents) to the formation fluid, the efficiency of which during heating will be higher, which means the well operation will increase. In addition, the presence of these hollow channels in the cable will also allow gas to be vented at a high gas factor, which makes the proposed downhole installation universal in terms of technological aspects of use. Moreover, these hollow channels through taps can be removed from the cable in the area of each production facility-formation, which will allow for efficient production, taking into account the characteristics of each formation.

Выполнение полого канала в нагревательном кабеле металлическим со слоем наружной полимерной оболочки, обеспечивает жесткость и прочность конструкции канала, что положительно влияет на надежность работы нагревательного кабеля в промысловых условиях, например, при различных пластовых давлениях, что особенно характерно для одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) нескольких горизонтов. Выполнение полого канала из полимерного материала удешевляет стоимость нагревательного кабеля.The execution of the hollow channel in the heating cable with a metal layer of the outer polymer shell provides rigidity and structural strength of the channel, which positively affects the reliability of the heating cable in the field, for example, at different reservoir pressures, which is especially typical for simultaneous and separate operation (WEM) several horizons. The implementation of a hollow channel of a polymeric material reduces the cost of a heating cable.

Выполнение внешнего диаметра полого канала равным внешнему диаметру нагревательных элементов обусловлено необходимостью надежной герметизации устья скважины при проводке канала через стандартный токоввод.The implementation of the outer diameter of the hollow channel equal to the outer diameter of the heating elements is due to the need for reliable sealing of the wellhead when channeling through a standard current lead.

Учитывая, что при подаче реагентов в скважины используется дозировочный насос, и дозировка каждого из реагентов имеет свою оптимальную величину, например, для ряда ингибиторов парафиноотложения она составляет величину порядка 100-200 г/т, то экспериментальным и расчетным путем было установлено, что внутренний диаметр гидравлического каналы должен быть выполнен размером от 2 до 8 мм. Это позволяет рационально использовать закачиваемый реагент и не допускать его непроизводительного перерасхода.Considering that a dosing pump is used when reagents are supplied to the wells, and the dosage of each of the reagents has its own optimal value, for example, for a number of paraffin inhibitors, it is about 100-200 g / t, it was experimentally and calculated that the inner diameter hydraulic channels should be made in size from 2 to 8 mm. This allows you to rationally use the injected reagent and prevent its unproductive overspending.

Наличие в нагревательном кабеле одновременно и сигнального проводника, выполненного многопроволочным, позволяет обеспечить техническую возможность полного контроля за работой скважины с использованием лишь одного кабеля для всех разрабатываемых эксплуатационных объектов, т.к. во-первых, этот кабель проходит по всей длине труб, а значит, охватывает все разрабатываемые пласты, во-вторых, сигнальный проводник кабеля имеет подключение к измерительным датчикам (например, датчик давления, датчик температуры, глубинный манометр-термометр), размещенным как над пакером, так и под ним. При этом обеспечивается возможность питания и снятия текущих показания с контрольно-измерительного оборудования, а также расширение технических возможностей контроля за работой скважины, заключающееся в получении гидродинамических значений параметров всех разрабатываемых пластов.The presence of a multiwire signal conductor in the heating cable at the same time allows one to provide the technical possibility of complete control of the well’s operation using only one cable for all developed production facilities, as firstly, this cable runs along the entire length of the pipes, which means it covers all the formations under development, secondly, the signal conductor of the cable has a connection to measuring sensors (for example, a pressure sensor, temperature sensor, depth gauge-thermometer) placed above packer, and under it. At the same time, it is possible to supply and take current readings from control and measuring equipment, as well as expanding the technical capabilities of monitoring the operation of the well, which consists in obtaining hydrodynamic values of the parameters of all developed formations.

Выполнение сигнального проводника многопроволочным обусловлено тем, что необходимо обеспечение связи с несколькими глубинными датчиками. Кроме того, многопроволочный проводник имеет лучшие механические характеристики, вследствие повышения гибкости и прочности, а значит будет обеспечена надежность работы скважинной установки в целом.The execution of the signal conductor by multi-wire is due to the fact that it is necessary to provide communication with several depth sensors. In addition, the multiwire conductor has the best mechanical characteristics due to increased flexibility and strength, which means that the reliability of the entire well installation will be ensured.

Благодаря тому, что токопроводящие нагревательные элементы, полый канал и сигнальные проводники размещены под единой броней, обеспечивается конструкция единого кабеля, который может быть размещен даже в скважинах с одновременно-раздельной эксплуатацией (ОРЭ) небольшого (малого) диаметра.Due to the fact that the conductive heating elements, the hollow channel and the signal conductors are placed under a single armor, the design of a single cable is ensured, which can be placed even in wells with simultaneous and separate operation (WEM) of small (small) diameter.

Выполнение в предлагаемой конструкции скважинной установки «прохода» нагревательного кабеля через пакер к нижележащему эксплуатационному объекту посредством герметизирующего устройства под кабель, или в обход пакера - через внутреннюю полость труб к нижележащему горизонту, также работает на цель: обеспечить техническую возможность полного контроля за работой скважины с использованием лишь одного кабеля для всех разрабатываемых эксплуатационных объектов, т.к. это позволяет охватить датчиками одновременно все разрабатываемые пласты.The implementation in the proposed design of the borehole installation of the “passage” of the heating cable through the packer to the underlying production facility by means of a sealing device for the cable, or bypassing the packer through the internal cavity of the pipes to the underlying horizon, also works to ensure the technical possibility of full control over the operation of the well with using only one cable for all developed operational facilities, as This allows sensors to simultaneously cover all developed formations.

За счет снабжения кабеля защитными элементами, обеспечивается защита кабеля от механических повреждений, а значит - повышается надежность работы всей установки.By supplying the cable with protective elements, the cable is protected from mechanical damage, which means that the reliability of the entire installation increases.

Также следует отметить, что на скважинах ОРЭ, обустроенных установкой электроцентробежного насоса (ПЭД), при необходимости можно обеспечить технологически и одновременное питание ПЭД одним и тем же нагревательным кабелем.It should also be noted that in wells of electric power plants equipped with the installation of an electric centrifugal pump (PEM), if necessary, it is possible to provide technologically and simultaneous power to the PEM with the same heating cable.

Предлагаемая скважинная установка ОРЭ иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен ее общий вид: а), б) с «проходом» нагревательного кабеля к нижележащему эксплуатационному пласту через внутреннюю полость колонны труб в обход пакера; в) с «проходом» нагревательного кабеля к нижележащему эксплуатационному пласту через пакер; на фиг.2 - варианты исполнения нагревательного кабеля: а) плоского; б) выпукло-вогнутого.The proposed well installation WEM is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows its general view: a), b) with a "passage" of the heating cable to the underlying production layer through the internal cavity of the pipe string bypassing the packer; c) with the "passage" of the heating cable to the underlying reservoir through the packer; figure 2 - versions of the heating cable: a) flat; b) convex-concave.

На Фиг.2 (а; б) показана конструкция нагревательного кабеля с двумя токопроводящими нагревательными жилами, с одном полым каналом и с одним сигнальным проводником. Увеличение перечисленных элементов в кабеле, согласно предложенному решению, не изменяет сущность конструкторского выполнения кабеля, указанного на Фиг.2 (а, б), и будет заключаться только в дополнительном количественном отражении этих элементов на чертеже. Поэтому, исходя из очевидности, другие чертежи кабеля не представлены.Figure 2 (a; b) shows the construction of a heating cable with two conductive heating cores, with one hollow channel and with one signal conductor. The increase of the listed elements in the cable, according to the proposed solution, does not change the essence of the design of the cable indicated in Figure 2 (a, b), and will consist only in an additional quantitative reflection of these elements in the drawing. Therefore, based on the obviousness, other cable drawings are not presented.

Следует отметить, что одновременно-раздельная добыча нефти из одной скважины глубиннонасосным способом с использованием штанговых и/или электроцентробежных насосов осуществляется установками с параллельными рядами НКТ (или один ряд колонны НКТ) по схемам с последовательно или параллельно соединенными насосами, а также с одним насосом (в зависимости от условий эксплуатации предусмотрены многочисленные модификации установок). Но при этом для скважинной установки одновременно-раздельной эксплуатации продуктивных пластов в обобщенном виде обязательно характерно наличие следующих основных элементов: колонны труб; погружных и/или штанговых насосов; пакеров для разобщения эксплуатационных объектов (пластов); электропроводящего и геофизического кабеля. Возможно наличие и других вспомогательных узлов. Исходя из этого, для иллюстрации на Фиг.1 (а, б, в) была выбрана условная классическая установка для одновременно-раздельной эксплуатации из одной скважины двух эксплуатационных пластов, разделенных пакером, с двумя насосами. Возможные варианты скважинной установки ОРЭ не ограничиваются этим примером, допустимы и другие более сложные известные конструкции. например, конструкции, охарактеризованные в патентах РФ №2464413, 2449114, 2387809 и др. Новым, в соответствии с предлагаемой полезной моделью, будет заявляемое размещение в скважине ОРЭ нагревательного кабеля определенной конструкции вдоль поверхности колонны труб и особенности его установки при ОРЭ для целей охвата всех эксплуатируемых пластов.It should be noted that simultaneous and separate oil production from one well by a deep pump method using sucker-rod and / or electric centrifugal pumps is carried out by units with parallel tubing rows (or one row of tubing string) according to schemes with series or parallel connected pumps, as well as with one pump ( depending on the operating conditions, numerous modifications of the installations are provided). But at the same time, for a well installation at the same time-separate operation of productive formations in a generalized form, the presence of the following main elements is necessarily characteristic: pipe columns; submersible and / or sucker rod pumps; packers for separation of production facilities (formations); conductive and geophysical cable. There may be other auxiliary nodes. Based on this, for illustration in Fig. 1 (a, b, c), a conventional conventional installation was chosen for simultaneous and separate operation of two production formations separated by a packer with two pumps from one well. Possible options for a well installation WEM are not limited to this example, other more complex known designs are acceptable. for example, the structures described in RF patents No. 2464413, 2449114, 2387809 and others. The new, in accordance with the proposed utility model, will be the claimed placement of a heating cable of a certain design along the surface of the pipe string and the features of its installation in the ORE for the purpose of covering all exploited formations.

Предлагаемая скважинная установка содержит колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 1, насос 2, например, ПЭД, предназначенный для откачивания пластовой жидкости из верхнего пласта 3; насос 4, также например, ПЭД, предназначенный для откачивания пластовой жидкости из нижнего пласта 5; пакер 6, предназначенный для разобщения эксплуатационных объектов - пластов 3 и 5; нагревательный кабель 7, размещенный в затрубье 8 и закрепленный на колонне 1 по всей ее длине с помощью защитных элементов 9, например, с помощью кабельных протекторов.The proposed downhole installation comprises a tubing string (tubing) 1, a pump 2, for example, a PED, designed to pump formation fluid from the upper formation 3; a pump 4, also, for example, a PED, designed to pump formation fluid from the lower reservoir 5; packer 6, intended for the separation of production facilities - layers 3 and 5; a heating cable 7, located in the annulus 8 and mounted on the column 1 along its entire length using protective elements 9, for example, using cable protectors.

Нагревательный кабель 7 выполнен плоским (Фиг.2 а) или выпукло-вогнутым (Фиг.2 б) с, по меньшей мере, двумя токопроводящими нагревательными элементами 10, а также с, по меньшей мере, одним установленным полым каналом 11, выполненным металлическим со слоем наружной полимерной оболочки 12, причем внешний диаметр указанного канала 11 равен внешнему диаметру нагревательных элементов 10, а внутренний диаметр - выполнен размером от 2 до 8 мм. Также этот полый канал 11 может быть выполнен полимерным. Кабель 7 также включает, по меньшей мере, один сигнальный проводник 13, выполненный многопроволочным. Причем токопроводящие нагревательные элементы 10, полый канал 11 и сигнальный проводник 13 размещены под единой броней 14. При этом нагревательные элементы 10 герметично выведены из скважины верхним концом и электрически соединены с системой управлением нагревом 15, а нижняя их часть соединена в законцовку и изолирована для обеспечения нагрева. Также токопроводящие жилы кабеля могут использоваться в качестве питающих для насоса.The heating cable 7 is made flat (Figure 2 a) or convex-concave (Figure 2 b) with at least two conductive heating elements 10, as well as with at least one installed hollow channel 11 made of metal with a layer of the outer polymer shell 12, and the outer diameter of the specified channel 11 is equal to the outer diameter of the heating elements 10, and the inner diameter is made from 2 to 8 mm in size. Also, this hollow channel 11 can be made polymer. Cable 7 also includes at least one signal conductor 13, made multiwire. Moreover, the conductive heating elements 10, the hollow channel 11 and the signal conductor 13 are placed under a single armor 14. In this case, the heating elements 10 are hermetically removed from the well by the upper end and electrically connected to the heating control system 15, and their lower part is connected to the tip and insulated to provide heating up. Conducting cable conductors can also be used as power supplies for the pump.

Полый канал 11 может быть предназначен для дозирования реагента в скважину и в этом случае он соединен в верхней части с дозировочным насосом и емкостью с химическим реагентом (на чертежах не показаны), а в нижней части - открытый для сообщения со скважинной жидкостью через обратный клапан, либо без него. Пли полый канал 11 может быть предназначен для стравливания газа из разрабатываемого пласта, в этом случае он соединен в верхней части с выкидной линией, через обратный клапан.The hollow channel 11 can be designed to dispense the reagent into the well and in this case it is connected at the top with a dosing pump and a container with a chemical reagent (not shown in the drawings), and at the bottom it is open for communication with the well fluid through a non-return valve, either without it. The hollow channel 11 may be designed to bleed gas from the developed formation, in which case it is connected in the upper part to the flow line through a non-return valve.

К полому каналу 11 также может быть подключено, по крайней мере, одно устройство для регулирования отбора жидкости в процессе эксплуатации скважины, например, гидравлический клапан (на чертеже не показан), способный регулировать отбор жидкости путем изменения диаметра сечения, через которое проходит поток пластовой жидкости.At least one device for regulating fluid withdrawal during well operation can be connected to the hollow channel 11, for example, a hydraulic valve (not shown in the drawing) capable of regulating fluid withdrawal by changing the diameter of the cross-section through which the flow of formation fluid passes .

Нагревательный кабель 7 размещен по всей длине скважинной установки и пропущен к нижележащему эксплуатационному пласту 5 через пакер 6 (Фиг.1 в), посредством герметизирующего устройства под кабель, например, описанного в патентах РФ №2439374, 2010103740, 2005111036 и др., или через устройство перевода 16, например, выполненного в виде муфты НКТ с герметичным кабельным вводом, через внутреннюю полость колонны труб 1 в обход пакера 6. (Фиг.1 а, б).The heating cable 7 is placed along the entire length of the well installation and passed to the underlying production formation 5 through the packer 6 (FIG. 1 c), by means of a cable sealing device, for example, described in RF patents No. 2439374, 2010103740, 2005111036, etc., or through a translation device 16, for example, made in the form of a tubing coupling with a sealed cable entry, through the internal cavity of the pipe string 1 bypassing the packer 6. (Fig. 1 a, b).

Сигнальный проводник 13 нагревательного кабеля 7 имеет подключение к измерительным датчикам, например, к манометрам 17, 18, размещенным как над пакером 6, так и под ним, а верхним концом соединен со станцией управления.The signal conductor 13 of the heating cable 7 is connected to measuring sensors, for example, to pressure gauges 17, 18 located both above and below the packer 6, and is connected to the control station by its upper end.

К сигнальным проводникам 13 также может быть подключено, по крайней мере, одно устройство для регулирования отбора жидкости в процессе эксплуатации скважины, например, электромеханический клапан (на чертеже не показан), способный регулировать отбор жидкости путем изменения диаметра сечения, через которое проходит поток пластовой жидкости.At least one device for regulating fluid withdrawal during well operation can be connected to the signal conductors 13, for example, an electromechanical valve (not shown in the drawing) capable of regulating fluid withdrawal by changing the diameter of the cross-section through which the flow of formation fluid passes .

Работает предлагаемая скважинная установка следующим образом.The proposed downhole installation works as follows.

В скважине выбирают эксплуатационные объекты для применения скважинной установки. Производят перфорацию пластов 3 и 5. Устанавливают пакер 6 между ними. Далее спускают в скважину компоновку колонны НКТ 1, содержащую насосы 2 и 4, нагревательный кабель 7. При этом перед спуском верхний конец нагревательного кабеля 7, который размещен на дневной поверхности, освобождают от брони 14, примерно на длину 10 м, и высвобождают нагревательные элементы 10 и полый канал 11. Далее токопроводящие жилы 10 нагревательного кабеля 7 соединяют с источником питания и системой управления 15. Полый канал 11 при необходимости соединяют с дозирующим устройством (если предполагается дозирование реагента), либо через обратный клапан, подключают к выкидной линии, если предусматривается стравливание газа из эксплуатационного пласта. Возможен также совместный вариант при наличии двух полых каналов 11. Сигнальные проводники 13 соединяют на дневной поверхности с источником питания и/или станцией управления и на расчетной длине присоединяют к ним датчики измерений 17, 18 с учетом того, чтобы они были размещены в зоне верхнего и нижнего эксплуатационных объектов 3 и 5. Нагревательный кабель 7 обеспечивают кабельными протекторами 9 с защитными ребрами, располагаемыми на муфтах колонны НКТ 1, и спускают в межтрубное пространство скважины на НКТ 1 с обеспечением размещения нижнего конца кабеля 7 в зоне нижнего, либо, как вариант, в зависимости от технологических требований, - верхнего эксплуатационного объекта. Далее скважинную установку запускают в работу. Скважинная жидкость с пласта 5 нижним насосом 4 подается вверх на прием верхнего насоса, либо поступает на поверхность по колонне НКТ, либо по колонне полых насосных штанг (при наличии штангового насоса), верхним насосом 2 скважинная жидкость из пласта 3, либо из обоих пластов поступает на поверхность по колонне НКТ.In the well, production facilities are selected for the application of the well installation. Perforate the layers 3 and 5. Install the packer 6 between them. Next, the assembly of the tubing string 1 containing pumps 2 and 4, the heating cable 7 is lowered into the well. In this case, before the descent, the upper end of the heating cable 7, which is located on the day surface, is released from the armor 14, approximately 10 m long, and the heating elements are released 10 and the hollow channel 11. Next, the conductive cores 10 of the heating cable 7 are connected to the power source and the control system 15. The hollow channel 11, if necessary, is connected to a metering device (if reagent dosing is supposed), or through th valve, connect to the flow line, if it is necessary to bleed gas from the reservoir. A joint option is also possible if there are two hollow channels 11. The signal conductors 13 are connected on the day surface to a power source and / or control station and connected to them at the estimated length are measurement sensors 17, 18, taking into account that they are placed in the upper and lower operating facilities 3 and 5. Heating cable 7 is provided with cable protectors 9 with protective ribs located on the tubing string couplings 1, and lowered into the annular space of the borehole on tubing 1 with the placement of the lower the end of the cable 7 in the lower zone, or, as an option, depending on the technological requirements, the upper operational facility. Next, the downhole installation is put into operation. Borehole fluid from reservoir 5 with the lower pump 4 is fed up to receive the upper pump, or it enters the surface through the tubing string, or through the column of hollow sucker rods (if there is a rod pump), with the upper pump 2, the borehole fluid from reservoir 3, or from both reservoirs to the surface along the tubing string.

Одновременно с работой установки производится подача напряжения на кабель 7 и происходит его нагрев, и соответственно, нагрев химического реагента в полом канале 11, а также нагрев скважинной жидкости в колонне НКТ 1. Если добыча происходит из скважины с большим газовым фактором, то через полый канал 11 происходит стравливание газа из подпакерной зоны и/или через отвод полого канала из надпакерной зоны.Simultaneously with the operation of the installation, voltage is applied to the cable 7 and it is heated, and accordingly, the chemical reagent is heated in the hollow channel 11, as well as the borehole fluid in the tubing string 1. If production is from a well with a large gas factor, then through the hollow channel 11, gas is vented from the under-packer zone and / or through the removal of the hollow channel from the over-packer zone.

Одновременно с этим производят снятие текущих показаний датчиков измерений 17, 18 через сигнальные проводники 13, расположенные в нагревательном кабеле 7.At the same time, the current readings of the measurement sensors 17, 18 are taken through the signal conductors 13 located in the heating cable 7.

Таким образом, предлагаемая установка имеет следующие преимущества перед известной установкой по прототипу:Thus, the proposed installation has the following advantages over the known installation of the prototype:

- обеспечивает возможность полного контроля, за работой скважины ОРЭ с использованием лишь одного кабеля для всех разрабатываемых эксплуатационных объектов, в то время как известная установка требует наличия, как минимум, двух кабелей;- provides the possibility of complete control over the operation of the well of the WEM using only one cable for all developed operational facilities, while the known installation requires the presence of at least two cables;

обеспечивает высокую эффективность эксплуатации всех разрабатываемых скважиной ОРЭ пластов, характеризующихся различным газовым фактором, и/или вязкими пластовыми флюидами, и/или флюидами склонными к парафинообразованию за счет увеличения функций используемого в установке кабеля: подачу реагента в скважину с одновременным его прогревом, прогревом скважинной жидкости, обеспечением питания, при необходимости, насоса, стравливания газа;provides high efficiency of operation of all reservoirs developed by a well, with different gas factors, and / or viscous formation fluids, and / or fluids prone to paraffin formation by increasing the functions used in the cable installation: supplying the reagent to the well with its simultaneous heating and heating of the wellbore fluid , providing power, if necessary, a pump, bleeding gas;

обеспечивает снижение энергопотребления при размещении нагревательного кабеля в межтрубном пространстве скважины за счет более эффективного нагрева одновременно как скважинной жидкости, так и реагента, причем в зоне всех эксплуатируемых пластов.provides a reduction in energy consumption when placing a heating cable in the annulus of the well due to more efficient heating of both the wellbore fluid and the reagent at the same time, and in the zone of all exploited formations.

Claims

1. A downhole installation for simultaneous and separate development of several production facilities from one well, including a pipe string, a packer, at least one pump mounted on the outer surface of said pipe string with an electrically conductive cable consisting of conductive cores and hollow channels and connected to the upper end to the control unit on the day surface, characterized in that the installation comprises a flat or convex-concave heating cable with at least two conductive heating elements with at least one hollow channel made of metal with a layer of the outer polymer shell or made of polymeric material, the outer diameter of this channel being equal to the outer diameter of the heating elements, and the inner diameter is made from 2 to 8 mm, as well as with at least one signal conductor, made multiwire, and conductive heating elements, hollow channels and signal conductors are placed under a single armor, n the heating elements with the upper end are connected to the heating control system, and their lower part is connected to the tip and insulated, and the hollow channel has a connection in the upper part with equipment for supplying the reagent to the well or with a flow line, while the signal conductor is connected to measuring sensors, placed both above and below the packer, and the upper end is connected to the control system, and the heating cable is passed to the underlying operational object through the packer by means of a sealing about the device for the cable, or through the internal cavity of the pipe string bypassing the packer, and the heating cable itself is equipped with protective elements.

2. The downhole installation according to claim 1, characterized in that the heating cable is placed along the entire pipe string from the wellhead to the lower production facility.

3. The downhole installation according to claim 1, characterized in that as protective elements it comprises cable protectors mounted on the coupling of the tubing string with protective ribs forming channels for the safe laying of the heating cable.

4. The downhole installation according to claim 1, characterized in that as the measuring sensor connected to the signal conductor, the installation contains a temperature sensor, or a pressure sensor, or an in-depth manometer-thermometer.

5. The downhole installation according to claim 1, characterized in that at least one device for controlling formation fluid selection during well operation, for example, an electromechanical valve, is connected to the signal conductor.

6. The downhole installation according to claim 1, characterized in that at least one device for controlling the selection of formation fluid during operation of the well, for example a hydraulic valve, is connected to the hollow channel.