RU2654086C1

RU2654086C1 - Well completion method

Info

Publication number: RU2654086C1
Application number: RU2017105180A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Николаевич Лебедев; Сергей Николаевич Пещеренко
Original assignee: Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2018-05-16

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to the completion of oil and gas wells. Method includes the run in of an electric centrifugal pump unit and a cable connecting the unit to the control station, creating draw-down pressure and lifting the killing fluid from the productive formation. Unit includes a submersible electric motor with hydroprotection, a multi-stage pump having a flow hole in the upper part and a lower input module. Inverted pump is used as the electric centrifugal pump. Run in of the unit is carried out in a tubing string pre-arranged in the well on a load bearing cable mounted in a load bearing sleeve. At the lower end of the tubing string, a sealing assembly is installed. Load bearing cable is connected through wellhead equipment to the control station. Above the electric motor, a telemetry unit is placed, which is connected to the load bearing sleeve. For protection during the run in, the unit along the entire length is supplied with centralizers.

EFFECT: method makes it possible to increase the efficiency of well completion by eliminating leakage between the input module and the pump flow holes.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при освоении нефтяных и газовых скважин.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the development of oil and gas wells.

Известен способ освоения скважины при помощи струйной установки, содержащей скважинный струйный насос с проходом геофизического кабеля, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), пакер, установленный на колонне НКТ ниже струйного насоса, хвостовик, через который происходит всасывание жидкости, геофизический прибор, пропущенный через струйный насос и спущенный на геофизическом кабеле [Патент RU №2190779 С1, МПК F04F 5/02, F04F 5/44, опубл. 10.10.2002]. Согласно способу струйный насос спускают в скважину на колонне НКТ, производят установку пакера, разобщая тем самым пространство над пакером и под пакером, затем спускают геофизический прибор на геофизическом кабеле в зону под струйным насосом, после чего по колонне НКТ подают активную среду, которая, попадая в струйный насос, создает разрежение в линии пассивной среды, в результате которого через хвостовик из подпакерного пространства вовлекается жидкость, и создается депрессия на продуктивный пласт и объединенный поток, поступая в затрубное пространство над пакером, поднимается на поверхность. При помощи геофизического прибора происходит измерение параметров откачиваемой жидкости, в том числе забойного давления при различных значениях депрессии.A known method of well development using a jet installation containing a downhole jet pump with a passage of a geophysical cable, a tubing string (tubing), a packer installed on a tubing string below the jet pump, a liner through which fluid is sucked, a geophysical device passed through jet pump and run on a geophysical cable [Patent RU No. 2190779 C1, IPC F04F 5/02, F04F 5/44, publ. 10/10/2002]. According to the method, the jet pump is lowered into the well on the tubing string, the packer is installed, thereby separating the space above the packer and under the packer, then the geophysical instrument is lowered on the geophysical cable into the area under the jet pump, after which the active medium is fed through the tubing string, which into the jet pump, creates a vacuum in the line of the passive medium, as a result of which fluid is drawn through the liner from the sub-packer space, and a depression is created on the reservoir and the combined stream entering Ruby space above the packer rises to the surface. Using a geophysical instrument, the parameters of the pumped liquid, including bottomhole pressure, are measured at different values of depression.

Основным недостатком данного способа освоения скважины является низкий КПД установки, т.к. в струйном насосе происходит большое падение давления, в результате чего для подъема жидкости по затрубному пространству на поверхность требуется создание большого давления активной среды при помощи насосов, установленных на устье скважины, что влечет за собой высокие энергетические затраты.The main disadvantage of this method of well development is the low efficiency of the installation, because a large pressure drop occurs in the jet pump, as a result of which a high pressure of the active medium is required to lift the liquid along the annulus to the surface using pumps installed at the wellhead, which entails high energy costs.

Наиболее близким к заявляемому является способ освоения нефтяных и газовых скважин [Патент RU №2471065 С2, МПК Е21В 43/25, F04D 13/10, опубл. 27.12.2012], включающий в себя спуск в скважину, оборудованную обсадной колонной, на колонне НКТ установки погружного электроцентробежного насоса (УЭЦН), состоящей из погружного электродвигателя с двусторонним выходом вала, гидрозащиты с верхним и нижним протекторами, основного насоса с приемной сеткой, установленного над верхним протектором гидрозащиты, подпорной секции в виде центробежного насоса, размещенного под нижним протектором гидрозащиты и имеющего выкидные отверстия в верхней части, входного модуля (хвостовика), соединенного с нижней частью подпорной секции, силового кабеля, соединяющего установку со станцией управления, и устьевого оборудования, создание малой депрессии при работе насоса на малых частотах с помощью станции управления, откачку из продуктивного пласта жидкости глушения, закачанной при оптимизации и ремонте скважины, с замером ее количества, подъем установки на поверхность.Closest to the claimed is a method of developing oil and gas wells [Patent RU No. 2471065 C2, IPC EV 43/25, F04D 13/10, publ. 12/27/2012], which includes a descent into a well equipped with a casing string, on a tubing string of a submersible electric centrifugal pump (ESP) installation, consisting of a submersible electric motor with two-sided shaft output, hydraulic protection with upper and lower protectors, a main pump with a receiving grid installed above the upper protector of hydraulic protection, the retaining section in the form of a centrifugal pump, located under the lower protector of hydraulic protection and having flip openings in the upper part, of the input module (shank) connected to part of the retaining section, the power cable connecting the installation to the control station, and wellhead equipment, the creation of a small depression when the pump is operating at low frequencies with the help of the control station, pumping out the jamming fluid pumped during optimization and repair of the well from the reservoir, and measuring its amount lifting installation to the surface.

После спуска на требуемую глубину производится запуск УЭЦН, жидкость глушения попадает в хвостовик, после чего поступает в подпорную секцию, поднимается по ней до нижнего протектора гидрозащиты, где через выкидные отверстия вытекает в пространство между УЭЦН и обсадной колонной, омывает погружной электродвигатель и попадает в приемную сетку основного насоса, в котором создается необходимое давление для подъема жидкости, после чего по колонне НКТ жидкость глушения поступает на поверхность.After descent to the required depth, the ESP starts up, the jamming fluid enters the liner, then enters the retaining section, rises along it to the lower tread of the hydraulic protection, where it flows through the discharge openings into the space between the ESP and the casing, washes the submersible motor and enters the receiving mesh of the main pump, in which the necessary pressure is created to lift the liquid, after which the killing fluid flows to the surface through the tubing string.

Недостатками описанного способа освоения скважины являются низкая надежность, обусловленная возможностью попадания скважинной жидкости через протекторы гидрозащиты как сверху, так и снизу, а также высокая вероятность износа подпорной секции из-за циркуляции жидкости и механических примесей между выкидными отверстиями и входным модулем, т.к. восходящего потока недостаточно для подъема тяжелых частиц к приемной сетке основного насоса, в результате частицы будут долгое время двигаться по кругу в этом пространстве, увеличивая концентрацию взвешенных частиц (КВЧ), оказывающих отрицательное воздействие на рабочие органы подпорной секции. Другим недостатком способа является возможность повреждения в результате трения силового кабеля, находящегося в зазоре между НКТ и установкой, и, как следствие, отказ УЭЦН во время ее спуска в боковые стволы, когда происходит касание колонны НКТ о стенки обсадной колонны.The disadvantages of the described method of well development are low reliability due to the possibility of well fluid entering through the hydraulic protectors both from above and below, as well as the high probability of wear of the retaining section due to fluid circulation and mechanical impurities between the flow openings and the input module, as the upward flow is not enough for lifting heavy particles to the receiving grid of the main pump, as a result, the particles will move for a long time in a circle in this space, increasing the concentration of suspended particles (EHF), which have a negative effect on the working bodies of the retaining section. Another disadvantage of this method is the possibility of damage as a result of friction of the power cable located in the gap between the tubing and the installation, and, as a result, the failure of the ESP during its descent into the side shafts when the tubing string touches the casing wall.

Предлагаемое изобретение повышает эффективность освоения скважин за счет устранения негерметичности между входным модулем и выкидными отверстиями подпорной секции, улучшает надежность освоения боковых стволов скважин, защищая кабель от повреждения и повышая точность измеряемых параметров.The present invention improves the efficiency of well development by eliminating leaks between the input module and the discharge openings of the retaining section, improves the reliability of the development of side wells, protecting the cable from damage and increasing the accuracy of the measured parameters.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе освоения скважины, включающем спуск в скважину, оборудованную обсадной колонной, установки электроцентробежного насоса, состоящей из погружного электродвигателя с гидрозащитой, многоступенчатого насоса, имеющего выкидные отверстия в верхней части и нижний входной модуль, и кабеля, соединяющего установку со станцией управления, создание депрессии и подъем жидкости глушения из продуктивного пласта, отличающемся тем, что в качестве установки электроцентробежного насоса используют установку перевернутого типа, спуск установки осуществляют в предварительно размещенную в скважине колонну насосно-компрессорных труб на грузонесущем кабеле, вмонтированном в грузонесущую муфту, при этом на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб устанавливают узел герметизации, грузонесущий кабель соединяют через устьевое оборудование со станцией управления, над электродвигателем размещают блок телеметрии, который соединяют с грузонесущей муфтой, а установку по всей длине снабжают центраторами для защиты во время спуска.The specified technical result is achieved by the fact that in the well development method, which includes launching into a well equipped with a casing string, an electric centrifugal pump installation consisting of a submersible electric motor with hydroprotection, a multi-stage pump having flip openings in the upper part and a lower input module, and a cable connecting installation with a control station, the creation of depression and the lifting of kill fluid from the reservoir, characterized in that as the installation of an electric centrifugal pump is used an inverted installation is used, the installation is run into a tubing string pre-placed in the well on a load-carrying cable mounted in a load-carrying sleeve, and a sealing assembly is installed at the lower end of the tubing string, the load-carrying cable is connected through the wellhead equipment to the control station , a telemetry unit is placed above the electric motor, which is connected to the load-bearing clutch, and the installation along the entire length is equipped with centralizers for protection during descent.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. представлена скважина, оборудованная установкой для ее освоения.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. a well equipped with an installation for its development is presented.

Установка 1 перевернутого типа содержит двухсторонний погружной электродвигатель 2 с установленным над ним блоком телеметрии 3 и гидрозащитой 4 снизу, многоступенчатый центробежный насос 5 перевернутого типа с выкидными отверстиями 6, расположенными в верхней части, и нижним входным модулем 7, грузонесущий кабель 8, соединенный с блоком телеметрии 3 при помощи грузонесущей муфты 9, размещенной на верхней части установки 1. По всей длине на наружной поверхности установки 1 устанавливают центраторы 10.The inverted type installation 1 contains a two-sided submersible motor 2 with a telemetry unit 3 installed and a hydraulic protection 4 at the bottom, an inverted multistage centrifugal pump 5 with inlet openings 6 located in the upper part, and a lower input module 7, a load-carrying cable 8 connected to the unit telemetry 3 using a load-bearing clutch 9 located on the upper part of the installation 1. Along the entire length on the outer surface of the installation 1 install centralizers 10.

Способ освоения скважины реализуется следующим образом.The method of well development is implemented as follows.

В скважину, оборудованную обсадной колонной 11, через устьевую арматуру 12 спускают колонну НКТ (ГНКТ) 13, на нижнем конце которой установлен узел герметизации 14, который служит для разобщения полости внутри НКТ 13 после ее заполнения жидкостью глушения с внутренним пространством обсадной колонны 11. Лифт труб НКТ (ГНКТ) 13 собирают последовательно, опуская тем самым узел герметизации 14 на требуемую глубину, после чего на устье скважины производят монтаж установки 1, последовательно соединяя входной модуль 7, центробежный насос 5, гидрозащиту 4 и погружной электродвигатель 2, над которым устанавливают блок телеметрии 3, после чего выполняют заделку грузонесущего кабеля 8 в грузонесущую муфту 9, которую соединяют с блоком телеметрии 3, после чего установку 1 пропускают через устьевую арматуру 12 и спускают на заданную глубину в НКТ 13 до соединения с узлом герметизации 14. Во время спуска центраторы 10 защищают установку от соприкосновения со стенками НКТ 10, после чего выполняют разгрузку грузонесущего кабеля 8 внутри НКТ 13. Другой конец грузонесущего кабеля 8 соединяют со станцией управления 15. Грузонесущий кабель 8 расположен над установкой 1, что в отличие от прототипа исключает его трение между НКТ 13 и установкой 1 и защищает во время спуска от повреждения.A tubing string (CT) 13 is lowered into a well equipped with a casing 11 through a wellhead 12, at the lower end of which a sealing assembly 14 is installed, which serves to separate the cavity inside the tubing 13 after it is filled with a kill fluid with the inner space of the casing 11. Elevator tubing pipes (CT) 13 are assembled sequentially, thereby lowering the sealing unit 14 to the required depth, after which installation of installation 1 is carried out at the wellhead, sequentially connecting the input module 7, the centrifugal pump 5, the hydraulic protection 4 and electric motor 2, above which the telemetry unit 3 is installed, after which the load-carrying cable 8 is terminated in the load-carrying sleeve 9, which is connected to the telemetry unit 3, after which the installation 1 is passed through the wellhead 12 and lowered to a predetermined depth in the tubing 13 to connect to sealing unit 14. During descent, centralizers 10 protect the installation from contact with the walls of the tubing 10, and then discharge the load-carrying cable 8 inside the tubing 13. The other end of the load-carrying cable 8 is connected to the control station Ia 15. Carrying cable 8 is disposed above the apparatus 1, unlike the prior art it eliminates friction between the tubing 13 and the installation 1 and protects during descent from damage.

При помощи станции управления 15 по грузонесущему кабелю 8 передают питающее напряжение на погружной электродвигатель 2, который через гидрозащиту 4 передает крутящий момент на многоступенчатый насос 5, в который через входной модуль 7 начинает поступать жидкость глушения. Жидкость поднимается по секциям насоса 5 и выбрасывается через выкидные отверстия 6 в колонну НКТ 13, откуда поднимается на поверхность. Во время работы установки 1 блок телеметрии 3 фиксирует данные расхода, давления, температуры и других параметров, передает их по грузонесущему кабелю 8 в станцию управления 15.Using the control station 15, a supply voltage is transmitted via a load-carrying cable 8 to a submersible motor 2, which, through hydraulic protection 4, transmits torque to a multi-stage pump 5, into which a damping fluid begins to flow through the input module 7. The liquid rises through the sections of the pump 5 and is discharged through the flow openings 6 into the tubing string 13, from where it rises to the surface. During operation of the installation 1, the telemetry unit 3 captures the data of flow, pressure, temperature and other parameters, transmits them via a load-carrying cable 8 to the control station 15.

В результате применения предложенного способа удается интенсифицировать освоение скважины и снизить загрязненность забоя. За счет применения узла герметизации 14 происходит устранение циркуляции жидкости между выкидными отверстиями 6 многоступенчатого насоса 5 и входным модулем 7, что существенно повышает надежность способа освоения скважины и точность измеряемых параметров.As a result of the application of the proposed method, it is possible to intensify well development and reduce contamination of the bottom. Due to the use of the sealing unit 14, liquid circulation between the flow openings 6 of the multistage pump 5 and the input module 7 is eliminated, which significantly increases the reliability of the well development method and the accuracy of the measured parameters.

Claims

A method of developing a well, including a descent into a well equipped with a casing, installing an electric centrifugal pump consisting of a submersible electric motor with hydroprotection, a multi-stage pump having pop-up openings in the upper part and a lower input module, and a cable connecting the installation to the control station, creating depression and raising the kill fluid from the reservoir, characterized in that the inverted type installation is used as the installation of the electric centrifugal pump, the descent of the installation is about they install a tubing string pre-placed in the well on a load-carrying cable mounted in a load-carrying sleeve, and a sealing unit is installed at the lower end of the tubing string, the load-carrying cable is connected through the wellhead to the control station, a telemetry unit is placed over the electric motor, which is connected to the load-bearing coupling, and the installation along the entire length is equipped with centralizers for protection during descent.