RU2659444C2 - Method of preparation and purification of finely divided water-gas mixture into injection well and device for the mixture preparation - Google Patents

Method of preparation and purification of finely divided water-gas mixture into injection well and device for the mixture preparation Download PDF

Info

Publication number
RU2659444C2
RU2659444C2 RU2015140245A RU2015140245A RU2659444C2 RU 2659444 C2 RU2659444 C2 RU 2659444C2 RU 2015140245 A RU2015140245 A RU 2015140245A RU 2015140245 A RU2015140245 A RU 2015140245A RU 2659444 C2 RU2659444 C2 RU 2659444C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
water
mixture
mixing chamber
venturi
Prior art date
Application number
RU2015140245A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015140245A (en
RU2015140245A3 (en
Inventor
Михаил Ефимович Ставский
Юрий Сергеевич Красневский
Сергей Евгеньевич Здольник
Альберт Рифович Латыпов
Евгений Иванович Сергеев
Нух Имадинович Магомедшерифов
Владимир Михайлович Нестеренко
Алексей Иванович Федоров
Владимир Иванович Савичев
Юрий Аркадьевич Церковский
Урал Маратович Абуталипов
Станислав Валерьевич Старков
Артём Викторович Иванов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Акционерная нефтяная Компания "Башнефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Акционерная нефтяная Компания "Башнефть" filed Critical Публичное акционерное общество "Акционерная нефтяная Компания "Башнефть"
Priority to RU2015140245A priority Critical patent/RU2659444C2/en
Publication of RU2015140245A publication Critical patent/RU2015140245A/en
Publication of RU2015140245A3 publication Critical patent/RU2015140245A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2659444C2 publication Critical patent/RU2659444C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/166Injecting a gaseous medium; Injecting a gaseous medium and a liquid medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/02Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid
    • F04F5/04Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid displacing elastic fluids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to the oil industry, in particular to the technology of water and gas impact in the development of oil fields. Method includes the preparation of a dispersed water-gas mixture, feeding it through the outlet pipeline to the injection well and pumping along a tubing string to the bottom of the well. Mixture is obtained by supplying water under pressure to the Venturi through a confuser and simultaneously supplying gas under pressure to a mixing chamber, formed in the Venturi diffuser, which is carried out by high-speed jets through gas nozzles, made in the body of the mixing chamber, providing crushing in the water of gas jets into small bubbles. Multi-nozzle adjustable mixer comprises a gas supply chamber and a Venturi tube with a replaceable nozzle in the confusion-diffuser transition zone, which is adapted to change the flow rate of the water passing therethrough, and in the inner widening cavity of the Venturi diffuser a mixing chamber is formed, in the body of which the replaceable gas nozzles are made, which are arranged evenly around the circumference in 3-10 rows.
EFFECT: hydrostatic pressure at the bottom of the injection well is additionally increased by pumping a fine-dispersed water-gas mixture with a controlled gas content.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технологии водогазового воздействия при разработке нефтяных месторождений.The invention relates to the oil industry, in particular to the technology of water and gas exposure in the development of oil fields.

Закачка воды и газа оторочками широко применяется в мировой практике при разработке месторождений углеводородов. На отдельных проектах используется также закачка в виде водогазовой смеси (ВГС).Injection of water and gas by rims is widely used in world practice in the development of hydrocarbon deposits. On separate projects, injection in the form of a water-gas mixture (HCV) is also used.

Известен способ закачки созданной эжектором ВГС в нагнетательные скважины с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ), при котором ВГС после эжектора дожимают насосом и поддерживают, при этом содержание свободного газа в смеси на приеме насоса не выше критического газосодержания бескавитационной работы насоса (RU 2190760, МПК E21B 43/20, опубл. 10.10.2002).There is a method of pumping the HCV created by the ejector into injection wells with the addition of surface-active substances (surfactants), in which the HCV after the ejector is squeezed by the pump and maintained, while the free gas content in the mixture at the pump intake is not higher than the critical gas content of cavitation-free pump operation (RU 2190760, IPC E21B 43/20, published on 10/10/2002).

Известный способ требует больших затрат на оборудование, а также ограничивает газосодержание в закачиваемой смеси критическим газосодержанием на приеме насоса.The known method requires high costs for equipment, and also limits the gas content in the injected mixture to critical gas content at the pump inlet.

Одной из проблем закачки ВГС с содержанием газа более 50% является снижение гидростатического давления на забое нагнетательной скважины по причине уменьшения плотности смеси в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ). Закачка мелкодисперсной ВГС позволяет минимизировать гидравлические потери на транспорт, тем самым повышая гидростатическое давление на забое, что в свою очередь позволяет повысить объемы закачки и эффективность воздействия на нефтяной пласт.One of the problems of pumping HCV with a gas content of more than 50% is the decrease in hydrostatic pressure at the bottom of the injection well due to a decrease in the density of the mixture in the tubing string. The injection of finely dispersed HCV allows minimizing hydraulic losses for transport, thereby increasing the hydrostatic pressure at the bottom, which in turn allows increasing injection volumes and the effectiveness of the impact on the oil reservoir.

Известен способ закачки диспергированной ВГС в нефтяной пласт по колонне лифтовых труб, согласно которому в жидкостно-газовый диспергатор подают под давлением газ, отбираемый либо из газовых скважин, либо из вскрытого этой же нагнетательной скважиной газового интервала, при этом поддерживают определенное давление на забое нагнетательной скважины в интервале закачки (RU 2391495, МПК E21B 43/20, опубл. 10.06.2010). Недостатком способа является отсутствие возможности регулирования газосодержания в смеси, что снижает эффективность смешивания и воздействия на пласт.A known method of pumping dispersed HCV into an oil reservoir through a string of elevator pipes, according to which a gas taken either from gas wells or from a gas interval opened by the same injection well into the liquid-gas disperser, while maintaining a certain pressure at the bottom of the injection well in the injection interval (RU 2391495, IPC E21B 43/20, publ. 06/10/2010). The disadvantage of this method is the inability to control the gas content in the mixture, which reduces the efficiency of mixing and stimulation.

Известен способ получения диспергированной ВГС, при котором осуществляют смешение воды и газа путем распределения газа по кольцевому воротнику вокруг водяной трубы, в которую газ заходит сквозь множество концентрически расположенных отверстий (http://www.xodusgroup.com/uploads/files/leaflets/10149_Flow_Assurance.pdf).There is a known method of producing dispersed HCV, in which water and gas are mixed by distributing gas along an annular collar around a water pipe into which gas enters through a plurality of concentrically arranged holes (http://www.xodusgroup.com/uploads/files/leaflets/10149_Flow_Assurance .pdf).

Данный способ является развитием метода смешения потоков на основе Т-образного сочленения труб различного диаметра. Недостатком способа является высокое взаимовлияние потоков воды и газа, что приводит к существенной нестационарности объемного содержания компонент в составе ВГС, и это, соответственно, негативно отражается на эффективности транспорта ВГС и закачки ее в пласт.This method is the development of a method of mixing flows based on the T-shaped joint of pipes of various diameters. The disadvantage of this method is the high mutual influence of water and gas flows, which leads to a significant non-stationary volume content of components in the composition of the HCV, and this, accordingly, negatively affects the efficiency of transport of the HCV and its injection into the reservoir.

Известно устройство для эжекции низконапорного попутного нефтяного газа в поток жидкости, находящейся под давлением, выполненное в виде конфузорно-диффузорного перехода, имеющего профиль Вентури со щелью эжекции в области сужения, и содержащее конфузор, диффузор, входной патрубок для подачи газа, расположенный в области сужения и сообщающийся со щелью эжекции с созданием зоны смешения в потоке жидкости (RU 2508477, МПК F04F 5/04, опубл. 27.02.2014 г.).A device is known for ejecting a low-pressure associated petroleum gas into a pressurized liquid stream, made in the form of a confuser-diffuser junction having a Venturi profile with an ejection slit in the narrowing region, and containing a confuser, diffuser, an inlet for supplying gas located in the narrowing region and communicating with the ejection slit with the creation of a mixing zone in the fluid stream (RU 2508477, IPC F04F 5/04, publ. 02.27.2014).

Данное устройство позволяет увеличить коэффициент восстановления давления при максимальном уровне расхода газа. При этом доля газа в смеси ограничена коэффициентом эжекции устройства.This device allows you to increase the pressure recovery coefficient at the maximum level of gas flow. In this case, the proportion of gas in the mixture is limited by the ejection coefficient of the device.

Известен многосопловой регулируемый эжектор, содержащий форкамеру высоконапорного газа, расширяющуюся по ходу потока камеру смешения, выходной диффузор и дискретные активные сопла, последние размещены равномерно по окружности камеры смешения с образованием вдоль камеры смешения ступеней сжатия (RU 2047793, МПК F04F 5/04, опубл. 10.11.1995 г).A multi-nozzle adjustable ejector is known, comprising a high-pressure gas prechamber, a mixing chamber expanding along the flow, an output diffuser and discrete active nozzles, the latter being uniformly distributed around the mixing chamber with the formation of compression steps along the mixing chamber (RU 2047793, IPC F04F 5/04, publ. November 10, 1995 g).

Известная конструкция эжектора позволяет получать мелкодисперсную ВГС в камере смешения при пропускании через нее потока воды и подаче высоконапорного газа через дискретные активные сопла. Однако данное устройство имеет ограниченные функциональные возможности, так как предназначено для эжектирования потоком газа потоков жидкости, газа или сыпучих сред и не может быть использовано для получения и закачки в пласт мелкодисперсной ВГС.The known design of the ejector allows you to get fine HCV in the mixing chamber when passing through it a stream of water and applying high-pressure gas through discrete active nozzles. However, this device has limited functionality, as it is intended for ejection by a gas stream of fluid flows, gas or granular media and can not be used to obtain and pump into the reservoir finely dispersed HCV.

Задачей изобретения является создание эффективного способа закачки ВГС в нагнетательную скважину, при максимально возможном газосодержании, с сохранением степени перемешивания и мелкодисперсности в смеси, и устройства для подготовки мелкодисперсной ВГС, позволяющим компенсировать взаимовлияние параметров потока воды и газа и регулировать газосодержание.The objective of the invention is to provide an effective method for injecting HCV into an injection well, at the highest possible gas content, while maintaining the degree of mixing and fineness in the mixture, and a device for preparing finely dispersed HCV, which makes it possible to compensate for the mutual influence of water and gas flow parameters and to regulate gas content.

Техническим результатом изобретения является обеспечение дополнительного гидростатического давления на забое нагнетательной скважины при закачке ВГС с возможностью регулирования газосодержания.The technical result of the invention is the provision of additional hydrostatic pressure at the bottom of the injection well during injection of HCV with the ability to control gas content.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается способом подготовки и закачки водогазовой смеси в нагнетательную скважину, включающим получение диспергированной водогазовой смеси, подвод ее через выходной трубопровод к нагнетательной скважине и закачку по колонне насосно-компрессорных труб к забою скважины, причем диспергированную водогазовую смесь получают подачей под давлением воды в трубу Вентури через конфузор и одновременную подачу под давлением газа в камеру смешения, образованную в диффузоре трубы Вентури, которую осуществляют высокоскоростными струями через газовые сопла, выполненные в корпусе камеры смешения, обеспечивая дробление в воде газовых струй на мелкие пузырьки, при этом регулируют скорость потока воды через камеру смешения таким образом, чтобы обеспечить давление смеси на выходе камеры смешения не менее 90% от давления воды в конфузоре путем изменения проходного сечения конфузорно-диффузорного перехода трубы Вентури, благодаря установке в нем сменной насадки соответствующего диаметра, и поддержанием расхода воды в заданном интервале с помощью клапана-регулятора воды, а также регулируют степень перемешивания и дисперсности водогазовой смеси изменением сечений газовых сопел путем их замены и поддержанием расхода газа в заданном интервале посредством клапана-регулятора газа, а скорость потока водогазовой смеси в камере смешения, в выходном трубопроводе и колонне насосно-компрессорных труб поддерживают исходя из условия сохранения дисперсно-пузырькового режима до забоя нагнетательной скважины подбором сечений трубопровода и насосно-компрессорных труб, а также регулированием расходов воды и газа в смеси, который осуществляют расчетно-экспериментальным путем.The problem is solved, and the technical result is achieved by the method of preparing and injecting a water-gas mixture into an injection well, including obtaining a dispersed water-gas mixture, feeding it through an outlet pipe to an injection well, and pumping tubing to the bottom of the well, the dispersed water-gas mixture being produced by feeding under the pressure of water into the venturi through the confuser and the simultaneous supply of gas under pressure into the mixing chamber formed in the diffuser of the venturi, which is carried out by high-speed jets through gas nozzles made in the housing of the mixing chamber, ensuring the crushing of gas jets into small bubbles in water, while regulating the flow rate of water through the mixing chamber so as to ensure the pressure of the mixture at the outlet of the mixing chamber is not less than 90% of the pressure water in the confuser by changing the bore of the confuser-diffuser transition of the Venturi pipe, due to the installation of a replaceable nozzle of the corresponding diameter in it, and maintaining the flow rate of water in a given interval using the water control valve, and also regulate the degree of mixing and dispersion of the water-gas mixture by changing the cross sections of the gas nozzles by replacing them and maintaining the gas flow rate in the specified interval by the gas control valve, and the flow rate of the gas-water mixture in the mixing chamber, in the outlet pipe and the tubing string is supported based on the condition of maintaining the dispersion-bubble regime until the bottom of the injection well by selecting sections of the pipeline and tubing, and also by regulating the flow of water and gas in the mixture, which is carried out by calculation and experimental means.

Поставленная задача решается также многосопловым регулируемым смесителем, содержащим камеру подачи газа и расположенную в ней трубу Вентури со сменной насадкой в зоне конфузорно-диффузорного перехода, выполненной с возможностью изменения скорости потока проходящей через нее воды, причем во внутренней расширяющейся полости диффузора трубы Вентури образована камера смешения, в корпусе которой выполнены сменные газовые сопла, которые расположены равномерно по окружности в 3-10 рядов, расстояние между рядами сопел определяется из условия сохранения скорости потока водогазовой смеси от ряда к ряду до выхода его из камеры смешения, а общая площадь отверстий в газовых соплах имеет переменное значение благодаря возможности замены газовых сопел, которое определяется экспериментально-расчетным путем из условия обеспечения расхода газа на уровне 30-70% от общего расхода водогазовой смеси на выходе смесителя.The problem is also solved by a multi-nozzle adjustable mixer containing a gas supply chamber and a Venturi pipe located in it with a replaceable nozzle in the confuser-diffuser transition zone, configured to change the flow rate of water passing through it, and a mixing chamber is formed in the internal expanding cavity of the diffuser of the Venturi pipe , in the housing of which replaceable gas nozzles are made, which are arranged uniformly around the circumference in 3-10 rows, the distance between the rows of nozzles is determined from the condition maintaining the flow rate of the water-gas mixture from row to row until it leaves the mixing chamber, and the total area of the holes in the gas nozzles is variable due to the possibility of replacing gas nozzles, which is determined experimentally by calculation from the condition of ensuring gas flow rate at the level of 30-70% of total consumption of the water-gas mixture at the outlet of the mixer.

Указанный технический результат достигается благодаря диспергации газа при подаче его высокоскоростными струями в поток воды, проходящей через область смешения, и поддержанию дисперсно-пузырькового режима течения в выходном трубопроводе от смесителя до устья скважины и далее, в НКТ от устья до забоя - со скоростью, обеспечивающей доставку дисперсно-пузырьковой смеси до забоя. Скорость рассчитывается из условия устойчивости мелкодисперсного состояния водогазовой смеси в процессе доставки ее до забоя. Устойчивость ВГС определяется экспериментально, путем отбора проб ВГС и замера времен расслоения.The specified technical result is achieved due to the dispersion of the gas when it is fed by high-speed jets into the flow of water passing through the mixing region, and the dispersion-bubble flow regime is maintained in the outlet pipeline from the mixer to the wellhead and further into the tubing from the wellhead to the bottom with a speed that ensures delivery of a dispersed-bubble mixture to the bottom. The speed is calculated from the condition of stability of the finely dispersed state of the water-gas mixture in the process of its delivery to the bottom. The stability of HCV is determined experimentally by sampling the HCV and measuring the time of separation.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена технологическая схема процесса закачки ВГС в нагнетательную скважину, на фиг. 2 представлена принципиальная схема многосоплового регулируемого смесителя для получения мелкодисперсной ВГС.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a flow diagram of a process for injecting HCV into an injection well; FIG. 2 is a schematic diagram of a multi-nozzle adjustable mixer for producing finely divided HCV.

На фиг. 1 обозначено: многосопловый регулируемый смеситель 1, трубопровод подачи воды 2, трубопровод подачи газа 3, выходной трубопровод 4, колонна НКТ 5, устье скважины 6, забой 7, клапан-регулятор воды 8, клапан-регулятор газа 9.In FIG. 1 marked: multi-nozzle adjustable mixer 1, water supply pipe 2, gas supply pipe 3, outlet pipe 4, tubing string 5, wellhead 6, bottom 7, water control valve 8, gas control valve 9.

Многосопловый смеситель (фиг. 2) содержит: камеру подачи газа 10 и расположенную в ней трубу Вентури с конфузором 11 и диффузором 12, в котором расположена камера смешения 13. В корпусе диффузора выполнены сменные газовые сопла 14. В зоне конфузорно-диффузорного перехода установлена сменная насадка 15.The multi-nozzle mixer (Fig. 2) contains: a gas supply chamber 10 and a Venturi pipe located in it with a confuser 11 and a diffuser 12, in which the mixing chamber 13 is located. In the diffuser body, replaceable gas nozzles are made 14. In the zone of the confuser-diffuser junction, a replaceable nozzle 15.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

По трубопроводу 2 (фиг. 1, 2) подается вода, ее расход регулируется клапаном-регулятором 8. Вода поступает в многосопловый смеситель 1, в котором, проходя через сменную насадку 15 (фиг. 2), поток воды разгоняется до расчетной скорости и попадает в камеру смешения 13, образованную в диффузоре 12. Под углом в 90° к оси трубопровода подачи воды 2 к смесителю 1 подводится трубопровод подачи газа 3, расход газа регулируется клапаном-регулятором 9. Трубопровод подачи газа 3 соединен с камерой подачи газа 10 смесителя. В ней расположен диффузор 12 смесителя. Подача воды и газа осуществляется при давлениях, которые отличаются не более чем на 10%. Через сменные газовые сопла 14 в камеру смешения 13 подается газ в виде высокоскоростных струй. При этом, при попадании в поток воды, газовые струи дробятся, образовывая пузырьки, и на выходе из камеры смешения движется мелкодисперсная водогазовая смесь. Далее смесь по выходному трубопроводу 4 транспортируется до устья 6 нагнетательной скважины, причем внутренний диаметр выходного трубопровода подбирается из условия сохранения дисперсно-пузырькового режима на всем протяжении до входа в устье 6 нагнетательной скважины. До забоя 7 нагнетательной скважины смесь доставляется по колонне НКТ 5, внутренний диаметр которых подбирается таким образом, чтобы при движении от устья до забоя в водогазовой смеси превалирующий размер газовых пузырьков увеличился не более чем на 20%. Устойчивость мелкодисперсного состояния смеси для определения скорости течения в НКТ определяется экспериментальным путем. Для этого производится отбор проб смеси под давлением на выходе из смесителя 1, отстаивание и определение степени диспергации по размеру пузырьков в течение времени отстоя.Water is supplied through pipeline 2 (Fig. 1, 2), its flow rate is regulated by the control valve 8. Water enters the multi-nozzle mixer 1, in which, passing through the replaceable nozzle 15 (Fig. 2), the water flow accelerates to the design speed and enters into the mixing chamber 13 formed in the diffuser 12. At an angle of 90 ° to the axis of the water supply pipe 2, a gas supply pipe 3 is supplied to the mixer 1, the gas flow rate is regulated by a control valve 9. The gas supply pipe 3 is connected to the gas supply chamber 10 of the mixer. It contains the diffuser 12 of the mixer. Water and gas are supplied at pressures that differ by no more than 10%. Through interchangeable gas nozzles 14, gas is supplied into the mixing chamber 13 in the form of high-speed jets. In this case, when water enters the stream, the gas jets break up, forming bubbles, and a finely dispersed water-gas mixture moves at the outlet of the mixing chamber. Next, the mixture is transported through the outlet pipe 4 to the mouth 6 of the injection well, and the inner diameter of the output pipe is selected from the condition of maintaining the dispersion-bubble regime throughout to the entrance to the mouth 6 of the injection well. Before the bottomhole 7 of the injection well, the mixture is delivered through the tubing string 5, the inner diameter of which is selected so that when moving from the mouth to the bottom in the gas-gas mixture, the prevailing size of gas bubbles increases by no more than 20%. The stability of the finely dispersed state of the mixture for determining the flow velocity in the tubing is determined experimentally. To do this, sampling the mixture under pressure at the outlet of the mixer 1, settling and determining the degree of dispersion by the size of the bubbles during the time of sedimentation.

Многосопловой регулируемый смеситель работает следующим образом. Вода, поступающая в конфузор 11 из трубопровода подачи воды 2, проходя через сменную насадку 15, соединяющую конфузор 11 и диффузор 12, разгоняется до расчетной скорости. Скорость воды рассчитывается из условия сохранения давления на выходе из смесителя на уровне 90% от входного давления воды по известному уравнению Бернулли. Далее, вода поступает в диффузор 12, в котором расположены сменные газовые сопла 14 для впрыска газа. Газовые сопла располагаются в несколько рядов концентрически вокруг оси диффузора по углом 10-20° к ней. Причем расстояние между рядами газовых сопел и угол раскрытия диффузора подбираются таким образом, чтобы по мере расширения диффузора каждая следующая порция газа поддерживала скорость потока на уровне скорости в сечении первого ряда сопел. Диаметры отверстий в соплах подбираются исходя из того, что струя газа будет иметь скорость, сопоставимую со скоростью воды в первом ряду впрыска.Multi-nozzle adjustable mixer operates as follows. Water entering the confuser 11 from the water supply pipe 2, passing through the interchangeable nozzle 15 connecting the confuser 11 and the diffuser 12, is accelerated to the design speed. The water velocity is calculated from the condition that the pressure at the outlet of the mixer remains at 90% of the inlet water pressure according to the well-known Bernoulli equation. Further, water enters the diffuser 12, in which interchangeable gas nozzles 14 for gas injection are located. Gas nozzles are arranged in several rows concentrically around the axis of the diffuser at an angle of 10-20 ° to it. Moreover, the distance between the rows of gas nozzles and the opening angle of the diffuser are selected so that as the diffuser expands, each subsequent portion of the gas maintains the flow rate at the level of velocity in the cross section of the first row of nozzles. The diameters of the holes in the nozzles are selected based on the fact that the gas stream will have a speed comparable to the speed of water in the first row of the injection.

Проходное сечение газового сопла можно изменять путем его замены при помощи вкручивания в диффузор по резьбе. Изменение площади сечения газовых сопел позволяет регулировать скорость истечения из них газа, и, как следствие, степень диспергации смеси. Подбор оптимального сечения газового сопла осуществляется расчетно-экспериментальным путем.The bore of the gas nozzle can be changed by replacing it by screwing it into the diffuser. Changing the cross-sectional area of gas nozzles allows you to control the rate of gas outflow from them, and, as a consequence, the degree of dispersion of the mixture. The selection of the optimal cross section of the gas nozzle is carried out by calculation and experimental means.

Наличие сменной насадки 15 на выходе из конфузора для разгона воды, а также подача газа высокоскоростными струями через газовые сопла 14 в камеру смешения 13 позволяет достичь компенсации взаимовлияния потоков воды и газа друг на друга, что обеспечивает возможность стабильной закачки мелкодисперсной ВГС с требуемым газосодержанием в смеси путем регулирования расходов воды и газа по отдельности клапанами-регуляторами 8 и 9.The presence of a replaceable nozzle 15 at the outlet of the confuser for water dispersal, as well as gas supply by high-speed jets through gas nozzles 14 to the mixing chamber 13, allows one to achieve compensation of the mutual influence of water and gas flows on each other, which ensures the stable injection of finely dispersed HCV with the required gas content in the mixture by regulating the flow of water and gas separately by the control valves 8 and 9.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет дополнительно повысить гидростатическое давление на забое нагнетательной скважины путем закачки мелкодисперсной ВГС с регулируемым газосодержанием.Thus, the proposed invention allows to further increase the hydrostatic pressure at the bottom of the injection well by pumping fine-graded HCV with controlled gas content.

Claims (2)

1. Способ подготовки и закачки водогазовой смеси в нагнетательную скважину, включающий получение диспергированной водогазовой смеси, подвод ее через выходной трубопровод к нагнетательной скважине и закачку по колонне насосно-компрессорных труб к забою скважины, причем диспергированную водогазовую смесь получают подачей под давлением воды в трубу Вентури через конфузор и одновременную подачу под давлением газа в камеру смешения, образованную в диффузоре трубы Вентури, которую осуществляют высокоскоростными струями через газовые сопла, выполненные в корпусе камеры смешения, обеспечивая дробление в воде газовых струй на мелкие пузырьки, при этом регулируют скорость потока воды через камеру смешения таким образом, чтобы обеспечить давление смеси на выходе камеры смешения не менее 90% от давления воды в конфузоре путем изменения проходного сечения конфузорно-диффузорного перехода трубы Вентури благодаря установке в нем сменной насадки расчетного диаметра и поддержанием расхода воды в заданном интервале с помощью клапана-регулятора воды, а также регулируют степень перемешивания и дисперсности водогазовой смеси изменением сечений газовых сопел путем их замены и поддержанием расхода газа в заданном интервале посредством клапана-регулятора газа, а скорость потока водогазовой смеси в камере смешения, в выходном трубопроводе и колонне насосно-компрессорных труб поддерживают исходя из условия сохранения дисперсно-пузырькового режима до забоя нагнетательной скважины подбором сечений трубопровода и насосно-компрессорных труб, а также регулированием расходов воды и газа в смеси, который осуществляют расчетно-экспериментальным путем.1. A method of preparing and injecting a water-gas mixture into an injection well, including obtaining a dispersed water-gas mixture, supplying it through an outlet pipe to an injection well and pumping it through a tubing string to the bottom of a well, the dispersed water-gas mixture being obtained by applying water to a venturi pipe under pressure through a confuser and simultaneous supply of gas under pressure into the mixing chamber formed in the venturi of the venturi, which is carried out by high-speed jets through gas nozzles a, made in the body of the mixing chamber, ensuring the crushing of gas jets in water into small bubbles, while regulating the flow rate of water through the mixing chamber in such a way as to ensure the pressure of the mixture at the outlet of the mixing chamber at least 90% of the water pressure in the confuser by changing the passage cross-sections of the confuser-diffuser transition of the Venturi pipe due to the installation of a replaceable nozzle in it of the calculated diameter and maintaining the water flow in a predetermined interval using the water control valve, and also regulate the degree of per mixing and dispersion of the water-gas mixture by changing the cross sections of the gas nozzles by replacing them and maintaining the gas flow in a predetermined interval by means of a gas control valve, and the flow rate of the gas-gas mixture in the mixing chamber, in the outlet pipe and in the tubing string is maintained based on the condition of the dispersion bubble mode before the bottom of the injection well by selecting sections of the pipeline and tubing, as well as regulating the flow of water and gas in the mixture, which is carried out by even experimental way. 2. Многосопловый регулируемый смеситель, содержащий камеру подачи газа и расположенную в ней трубу Вентури со сменной насадкой в зоне конфузорно-диффузорного перехода, выполненной с возможностью изменения скорости потока проходящей через нее воды, а во внутренней расширяющейся полости диффузора трубы Вентури образована камера смешения, в корпусе которой выполнены сменные газовые сопла, которые расположены равномерно по окружности в 3-10 рядов, причем расстояние между рядами сопел определяется из условия сохранения скорости потока водогазовой смеси от ряда к ряду до выхода его из камеры смешения, а общая площадь отверстий в газовых соплах имеет переменное значение благодаря возможности замены газовых сопел, которое определяется экспериментально-расчетным путем из условия обеспечения расхода газа на уровне 45-55% от общего расхода водогазовой смеси на выходе смесителя.2. A multi-nozzle adjustable mixer containing a gas supply chamber and a Venturi pipe located in it with a replaceable nozzle in the confuser-diffuser transition zone, configured to change the flow rate of water passing through it, and a mixing chamber is formed in the expanding cavity of the diffuser of the Venturi pipe, in whose casing is made of replaceable gas nozzles, which are arranged uniformly around the circumference in 3-10 rows, and the distance between the rows of nozzles is determined from the condition of maintaining the water flow rate gas mixture from row to row until it leaves the mixing chamber, and the total area of the holes in the gas nozzles is variable due to the possibility of replacing gas nozzles, which is determined experimentally by calculation from the condition of ensuring a gas flow rate of 45-55% of the total gas-gas flow mixture at the outlet of the mixer.
RU2015140245A 2015-09-22 2015-09-22 Method of preparation and purification of finely divided water-gas mixture into injection well and device for the mixture preparation RU2659444C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015140245A RU2659444C2 (en) 2015-09-22 2015-09-22 Method of preparation and purification of finely divided water-gas mixture into injection well and device for the mixture preparation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015140245A RU2659444C2 (en) 2015-09-22 2015-09-22 Method of preparation and purification of finely divided water-gas mixture into injection well and device for the mixture preparation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2015140245A RU2015140245A (en) 2017-03-28
RU2015140245A3 RU2015140245A3 (en) 2018-04-03
RU2659444C2 true RU2659444C2 (en) 2018-07-02

Family

ID=58505164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015140245A RU2659444C2 (en) 2015-09-22 2015-09-22 Method of preparation and purification of finely divided water-gas mixture into injection well and device for the mixture preparation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2659444C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5421408A (en) * 1994-04-14 1995-06-06 Atlantic Richfield Company Simultaneous water and gas injection into earth formations
RU2266396C2 (en) * 2003-09-12 2005-12-20 Савицкий Николай Владимирович Method and device for oil pool development
RU2389869C1 (en) * 2008-10-13 2010-05-20 Валерий Петрович Дыбленко Method of preparing and supplying heterogeneous mixtures to formation, and plant for method's implementation
RU136082U1 (en) * 2013-05-29 2013-12-27 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ОАО "РИТЭК") INSTALLATION OF PREPARATION AND INJECTION OF A FINE DISPERSED WATER-GAS MIXTURE (MDVHS) IN A PLAST
RU2508477C1 (en) * 2012-08-30 2014-02-27 Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Device to inject low-pressure gas into fluid flow

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5421408A (en) * 1994-04-14 1995-06-06 Atlantic Richfield Company Simultaneous water and gas injection into earth formations
RU2266396C2 (en) * 2003-09-12 2005-12-20 Савицкий Николай Владимирович Method and device for oil pool development
RU2389869C1 (en) * 2008-10-13 2010-05-20 Валерий Петрович Дыбленко Method of preparing and supplying heterogeneous mixtures to formation, and plant for method's implementation
RU2508477C1 (en) * 2012-08-30 2014-02-27 Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Device to inject low-pressure gas into fluid flow
RU136082U1 (en) * 2013-05-29 2013-12-27 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ОАО "РИТЭК") INSTALLATION OF PREPARATION AND INJECTION OF A FINE DISPERSED WATER-GAS MIXTURE (MDVHS) IN A PLAST

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015140245A (en) 2017-03-28
RU2015140245A3 (en) 2018-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7059591B2 (en) Method and apparatus for enhanced oil recovery by injection of a micro-dispersed gas-liquid mixture into the oil-bearing formation
US5421408A (en) Simultaneous water and gas injection into earth formations
US9416604B2 (en) In-line, high pressure well fluid injection blending
US6382321B1 (en) Dewatering natural gas-assisted pump for natural and hydrocarbon wells
RU2078200C1 (en) Method for development of oil formation
CN104329057B (en) A kind of natural gas well supersonic nozzle atomization water drainage gas production device and method
RU2389869C1 (en) Method of preparing and supplying heterogeneous mixtures to formation, and plant for method's implementation
RU2508477C1 (en) Device to inject low-pressure gas into fluid flow
RU2659444C2 (en) Method of preparation and purification of finely divided water-gas mixture into injection well and device for the mixture preparation
RU2512156C1 (en) Device for pumping gas-liquid mixture to formation
US5141055A (en) Method and apparatus for controlling the mass flow rate of steam in steam distribution systems
RU2266396C2 (en) Method and device for oil pool development
RU2708430C1 (en) Operating method for water-flooded gas or gas condensate well
TWM557013U (en) Jet flow aerator
US20100157722A1 (en) Means and method for mixing a particulate material and a liquid
US20130094975A1 (en) Device and method of enhancing production of hydrocarbons
RU2391495C1 (en) Method of oil reservoir development
RU169499U1 (en) WATER AND GAS MIXER
RU2618280C2 (en) Mixing device
EA202000360A2 (en) METHOD AND DEVICE FOR WATER AND GAS INFLUENCE ON FORMATION
RU2372553C1 (en) Device for transportation of gas and gas condensate in system well-gas pipeline (trail)
CN108590598B (en) Water-gas dispersion system generation device, ground injection system and ground injection method
RU2383721C1 (en) Procedure for pumping gassy fluid into formation
RU2181167C1 (en) Jet plant for completion of wells and postcompletion tests
RU121534U1 (en) EJECTOR INSTALLATION

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant