RU157399U1 - Устройство для эксплуатации продуктивного пласта, подвергнутого гидроразрыву - Google Patents

Abstract

Устройство для эксплуатации продуктивного пласта, подвергнутого гидроразрыву, включающее электроцентробежный насос - ЭЦН, фильтр в его составе и установленный над ним дополнительный насос, отличающееся тем, что дополнительный насос представляет собой штанговый насос - ШГН, содержащий встроенный в насосно-компрессорные трубы - НКТ корпус, внутри которого помещен с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер, связанный со штангой привода наземного станка-качалки, корпус ШГН вмонтирован в закрепленный на НКТ корпус коллектора, снабженного проходными каналами с обратными клапанами и с выходами в НКТ, один из которых соединен с входом ШГН, а другой - с выходом ЭЦН, закрепленного к низу корпуса коллектора, снаружи которого проходит токоведущий кабель для питания ЭЦН.

Description

Полезная модель относится к горной промышленности и предназначена для защиты электроцентробежного насоса от попадания в него примесей реагента, сопутствующего гидроразрыву продуктивного пласта, при дальнейшей добыче пластовой жидкости.

При проведении гидроразрыва пласта (ГРП) для предупреждения смыкания полученной трещины в пласте производят заполнение ее объема расклинивающим высокопрочным зернистым материалом-проппантом.

В процессе дальнейшей эксплуатации продуктивного интервала с помощью установки электроцентробежного насоса (ЭЦН) выносящиеся из трещины потоком пластового флюида зерна проппанта попадают на подвижные детали ЭЦН, такие как крыльчатка турбины, либо в клапанную систему, оседают там и выводят их из строя, что приводит к необходимости подъема ЭЦН на поверхность для ремонта.

С целью снижения затрат на проведение ремонта вышедших из строя ЭЦН, прибегают к предварительной очистке призабойной зоны продуктивного пласта от слабо закрепленного проппанта, например, путем вызова притока и последующей его пробной эксплуатации с помощью технологии свабирования, которая осуществляется до момента снижения концентрации проппанта в добываемой продукции до приемлемой величины

Известен способ освоения нефтяной скважины и устройство для его осуществления методом свабирования (пат. РФ №2183731, E21B 43/00, приор. 04.07.2000 г., опубл. 20.06.2002 г.).

В скважину устанавливают колонну насосно-компрессорных труб (НКТ). В ее верхней части выполнены отверстия. На ее нижнем конце установлен струйный насос. Его каналы сужаются в сторону колонны НКТ и расположены под углом к оси колонны. Насос отделяет затрубное пространство от скважинного пространства. Опускают на кабеле сваб в колонну НКТ. Перемещают его возвратно-поступательно на фиксированное расстояние на разных глубинах. Эти расстояния назначаются из условия оптимизации способа. Этим создают переменное давление на пласт. Жидкость транспортируют из скважины в колонну НКТ через струйный насос при подъеме сваба и обратно при спуске сваба. Через колонну НКТ жидкость откачивают из скважины до получения притока нефти из пласта.

Недостаток известной технологии заключается в следующем.

Данная технология обеспечивает вызов притока из пласта и откачку жидкости через НКТ с помощью струйного насоса до установившегося притока нефти. Поскольку КПД стрйного насоса очень низкий, примерно до 30%, то для дальнейшей откачки нефти необходимо произвести подъем НКТ на поверхность и заменить струйный насос на ЭЦН, имеющий высокий КПД, что связано с повышенными трудозатратами на осуществление этой операции, в результате которой увеличивается также потеря продукции из-за простоя скважины.

Кроме того, существует вероятность, что оставшийся в трещине незакрепленный проппант, при дальнейшей эксплуатации с ЭЦН, может привести к поломке насоса.

Известна насосная компоновка скважинная самоочищающаяся, которая включает фильтр в составе установки электроцентробежного насоса, установленный над ним струйный насос, концентрично расположенный кожух, снабженный отверстиями в нижней части. Фильтр включает полый корпус с фланцами, шлицевой вал, фильтр-элемент, выполненный в виде усеченного конуса, закрепленного с возможностью перекрытия кольцевого зазора между полым корпусом и концентрично расположенным кожухом. На боковой поверхности кожуха выполнены отверстия перед верхними кромками фильтр-элемента. Производительность установки электроцентробежного насоса равна 70% дебита скважины. Производительность струйного насоса равна 30% дебита скважины (пат. РФ №2463441, E21B 43/08, приор. 09.03.2011, опубл. 10.10.2012 г.).

В известном устройстве часть пластовой жидкости, которая проходит через фильтр в приемный модуль электроцентробежного насоса (ЭЦН), непосредственно перед фильтр-элементом делится на два потока за счет подбора ЭЦН производительностью, равной 70% дебита скважины по жидкости, при этом та часть потока, которая не поступает на прием ЭЦН, выходит из фильтра через отверстия на боковой поверхности концентрично расположенного кожуха, смывая частицы механических примесей с поверхности фильтр-элемента в кольцевой зазор, между кожухом и эксплуатационной колонной, по которому поток жидкости с механическими примесями смешивается с потоком неочищенной части пластовой жидкости, которая проходит мимо фильтра и поступает на прием струйного насоса, через который смесь частей, очищенной и неочищенной от механических примесей, поднимается по лифтовой колонне на устье.

Известное устройство повышает защиту скважинного ЭЦН от попадания на его приемный модуль механических примесей, перенос данных примесей в неочищаемый поток пластовой жидкости, движущийся мимо компоновки на прием струйного насоса.

Недостаток известного устройства заключается в следующем.

В известном устройстве защита ЭЦН от попадания механических примесей обеспечивается применением фильтра особой конструкции и делением потока на очищенную и неочищенную части, при этом неочищенный поток проходит через струйный насос с низким КПД (до 30%).

На практике, при прохождении пластовой жидкости с частицами проппанта через фильтр ЭЦН, фильтр будет забиваться осаждающимися частицами проппанта, производительность ЭЦН будет снижаться и условие для КПД установки ЭЦН, равное 70%, не будет достигнуто, что приведет к снижению общей производительности добычи пластового флюида, так как низкий КПД струйного насоса не может обеспечить необходимую производительность откачки.

Задача предлагаемой полезной модели заключается в повышении производительности насосного оборудования при эксплуатации продуктивного пласта, подвергнутого технологии ГРП.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для эксплуатации продуктивного пласта, подвергнутого гидроразрыву, включающем электроцентробежный насос (ЭЦН), фильтр в его составе, и установленный над ним дополнительный насос, в отличие от известного, дополнительный насос представляет собой штанговый насос (ШГН), содержащий встроенный в насосно-компрессорные трубы (НКТ) корпус, внутри которого помещен движущийся возвратно-поступательно плунжер, связанный со штангой привода наземного станка-качалки, корпус ШГН вмонтирован в закрепленный на НКТ корпус коллектора, снабженного проходными каналами с выходами в НКТ и обратными клапанами, один из которых соединен с входом ШГН, а другой - с выходом электроцентробежного насоса (ЭЦН), закрепленного к низу корпуса коллектора, снаружи которого проходит токоведущий кабель для питания ЭЦН.

На фигуре представлено устройство, спущенное на уровень продуктивного пласта в скважине.

В скважину с обсадной колонной 1 на насосно-компрессорных трубах (НКТ) 2 спущено устройство, состоящее из штангового насоса (ШГН), корпус 3 которого встроен в НКТ 2. Внутри корпуса 3 с обратным клапаном 4 движется плунжер 5 с обратным клапаном 6, соединенный со штангой 7 привода наземного станка-качалки (на фиг не показан). Корпус 3 вмонтирован в корпус коллектора 8, который также закреплен на НКТ 2 и снабжен обратным клапаном 9. Снизу к корпусу коллектора 8 крепится электроцентробежный насос (ЭЦН) 10, имеющий на приеме входной фильтр 11. В корпусе коллектора 8 выполнен проходной канал 12, соединенный с входом ШГН 3 и проходной канал 13, соединенный с выходом ЭЦН. Проходные каналы 12 и 13 служат для пропуска откачиваемой жидкости из ШГН 3 и ЭЦН 10 в полость НКТ 2. Снаружи корпуса коллектора 8 проходит токоведущий кабель 14 для питания ЭЦН 10.

В обсадную колонну 1 через фильтр 15 поступает пластовый флюид из продуктивного пласта 16.

Устройство работает следующим образом.

На первом этапе в скважине запускают в работу ШГН 3, путем перемещения его в цилиндре плунжера 5 с помощью возвратно поступательного движения штанги 7 от привода наземного станка-качалки. Под влиянием создаваемой депрессии на забое скважины с обсадной колонной 1 через отверстия фильтра 15 из пласта 16 начинает поступать пластовый флюид, содержащий на первом этапе повышенную концентрацию зерен проппанта, который через проходной канал 12 коллектора 8, обратный клапан 4 заполняет корпус ШГН 3 и далее с помощью плунжера 5 через обратный клапан 6 выталкивается по НКТ 2 на поверхность.

После снижения концентрации проппанта в добываемой продукции до приемлемой величины приводится в действие ЭЦН 10, на входной фильтр 11 которого поступает пластовый флюид из продуктивного пласта 16 через фильтр 15 с пониженной концентрацией зерен проппанта, и далее через обратный клапан 9, проходной канал 13 коллектора 8 флюид поднимается по НКТ 2 на поверхность.

В случае необходимости работа штангового насоса 3 при работающем ЭЦН 10 может продолжаться одновременно с ним, с целью обеспечения необходимого темпа отбора пластового флюида.

Следует заметить, что создаваемая депрессия на пласт во время работы штангового насоса обеспечивает очистку призабойной зоны продуктивного пласта от слабо закрепленного проппанта, и приводит к достижению аналогичных результатов от применения технологии свабирования, при этом не требуются дополнительные затраты на замену НКТ со свабом, устраняется простой скважины.

Установки ШГН обладают высоким КПД и могут применяться в осложненных условиях эксплуатации - в пескопроявляющих скважинах, при наличии в добываемой нефти парафина, частиц проппанта, при высоком газовом факторе, при откачке коррозионной жидкости.

Применение в заявленном устройстве двух насосных установок с высоким КПД позволяет обеспечить с достаточной надежностью повышенную производительность добычи пластового флюида в осложненных условиях эксплуатации.

Claims (1)

1. Устройство для эксплуатации продуктивного пласта, подвергнутого гидроразрыву, включающее электроцентробежный насос - ЭЦН, фильтр в его составе и установленный над ним дополнительный насос, отличающееся тем, что дополнительный насос представляет собой штанговый насос - ШГН, содержащий встроенный в насосно-компрессорные трубы - НКТ корпус, внутри которого помещен с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер, связанный со штангой привода наземного станка-качалки, корпус ШГН вмонтирован в закрепленный на НКТ корпус коллектора, снабженного проходными каналами с обратными клапанами и с выходами в НКТ, один из которых соединен с входом ШГН, а другой - с выходом ЭЦН, закрепленного к низу корпуса коллектора, снаружи которого проходит токоведущий кабель для питания ЭЦН.

   

Images