RU2688821C1 - Многофункциональная скважина для добычи высоковязкой нефти - Google Patents
Многофункциональная скважина для добычи высоковязкой нефти Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688821C1 RU2688821C1 RU2018126050A RU2018126050A RU2688821C1 RU 2688821 C1 RU2688821 C1 RU 2688821C1 RU 2018126050 A RU2018126050 A RU 2018126050A RU 2018126050 A RU2018126050 A RU 2018126050A RU 2688821 C1 RU2688821 C1 RU 2688821C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- oil
- column
- heat
- horizontal
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 12
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 5
- 239000005662 Paraffin oil Substances 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/003—Insulating arrangements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/006—Combined heating and pumping means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологиям разработки нефтяных пластов с помощью многофункциональных скважин, совмещающих в себе функции и нагнетательных и добывающих скважин. Многофункциональная скважина для добычи высоковязкой нефти содержит обсадную колонну с горизонтальным стволом, колонну лифтовых труб с глубинным насосом, расположенным до горизонтального ствола скважины, и колонну для закачки вытесняющего теплового агента с теплоизоляцией. При этом колонна для закачки вытесняющего теплового агента теплоизолирована в двух интервалах по своей длине: от устья скважины до уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины (МП) и от верхней границы расположения глубинного насоса до горизонтального ствола скважины. При этом колонна лифтовых труб теплоизолирована в интервале от устья скважины до уровня жидкости в МП. Техническим результатом является повышение эффективности сохранения температуры пластовой нефти выше, чем температура насыщения нефти парафином, снижение энергопотребления насоса. 1 ил., 1 табл., 1 пр.
Description
Предполагаемое изобретение относится к технологиям разработки нефтяных пластов с помощью многофункциональных скважин, совмещающих в себе функции и нагнетательных и добывающих скважин. Разработанная конструкция скважины предназначена для добычи высоковязкой нефти путем закачки в продуктивный пласт теплового агента в виде пара или горячей воды.
Различные виды многофункциональных скважин (МФС) описаны в патентах РФ на изобретения:
- №2580330 Способ разработки нефтяного пласта (. опубл. 10.04.2016, бюл. 10);
№№2594027 Способ скважинной разработки участка нефтяного пласта (опубл. 10.08.2016);
- №2646902 Способ разработки залежи высоковязкой нефти (опубл. 12.03.18, бюл. 8).
В этих трех способах разработки объектов нефтедобычи применяется одна и та же концепция многофункциональной скважины. В изобретениях скважина не рассматривается как теплообменный аппарат, в котором один из флюидов (вытесняющий тепловой агент) по мере своего продвижения по колонне труб охлаждается, а второй флюид (пластовая продукция) при движении вверх может либо охлаждаться, либо нагреваться в зависимости от температуры окружающей среды.
С этой точки зрения нами в качестве прототипа заявляемой конструкции МФС рассмотрено изобретение по патенту РФ №2436943 Способ добычи высоковязкой нефти из наклонно направленной скважины методом циклической закачки пара в пласт (опубл. 20.12.2011, бюл. 35). Скважина имеет восходящий конечный участок ствола, обсаженный фильтром, который имеет только две зоны перфорационных отверстий - в начальной (низшей точке) и конечной части (высшей точки в зоне пласта). Теплоизолированная колонна труб для закачки пара проводится до конца фильтра и отсекается от остальной части скважины пакером. Подаваемый в колонну труб пар проникает в продуктивный пласт, разогревает высоковязкую нефть, которая стекает в зону нижних перфорационных отверстий фильтра и далее поднимается на поверхность земли насосным оборудованием, расположенным в нижней части второй колонны насосно-компрессорных труб.
По изобретению горячая нефть поступает на прием глубинного насоса и с помощью насоса поднимается на поверхность земли по колонне лифтовых труб - колонне насосно-компрессорных труб (НКТ). Известно что по мере подъема с глубины температура горной породы (окружающей скважину среды) понижается каждые 100 метров примерно на 2,0-2,5°С, благодаря этому пластовая продукция охлаждается до температуры ниже, чем температура начала кристаллизации парафина из нефти - tкр. Дополнительно к этому при понижении температуры быстро растет и вязкость нефти и водо-нефтяной эмульсии. Все это ведет к росту давления на выходе из насоса, к снижению производительности электроцентробежного насоса и к росту энергопотребления насосной установки любого типа. По прототипу колонна труб для закачки пара (теплового агента) теплоизолирована по всей длине, благодаря этому в колонну лифтовых труб не передается тепловая энергия, тем самым возникают вышеописанные проблемы с подъемом пластовой продукции.
Технической задачей по изобретению является создание многофункциональной скважины, в котором предусмотрен участок по принудительному повышению температуры лифтируемой наверх пластовой продукции с тем, чтобы до устья скважины продукция имела минимальную вязкость и температуру выше, чем величина tкр.
Необходимо отметить и то, что коэффициент теплопроводности газовой среды значительно ниже аналогичного параметра нефти или водо-нефтяной эмульсии, поэтому колонна для закачки теплового агента должна иметь участки с теплоизоляцией и участок без теплоизоляции.
Поставленная задача по многофункциональной скважине для добычи высоковязкой нефти, содержащей обсадную колонну с горизонтальным стволом, колонну лифтовых труб с глубинным насосом, который расположен до горизонтального ствола, и колонну для закачки вытесняющего теплового агента с теплоизоляцией, выполняется тем, что колонна для закачки вытесняющего теплового агента теплоизолирована в двух интервалах по своей длине: от устья скважины до уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины (МП) и от верхней границы расположения глубинного насоса до горизонтального ствола скважины, а колонна лифтовых труб теплоизолирована в интервале от устья скважины до уровня жидкости в МП.
Таким образом, согласно изобретению, в зоне от уровня жидкости до глубинного насоса обе колонны труб не имеют теплоизоляцию, следствием этого является то, что тепловая энергия от колонны для закачки вытесняющего теплового агента будет нагревать окружающею среду - нефть с определенным содержанием воды. Тепловая энергия от нагретой нефти будет передаваться колонне лифтовых труб, температура транспортируемой наверх пластовой продукции будет в районе 100°С, это значительно выше температуры начала кристаллизации парафина из нефти. При такой высокой температуре вязкость нефти снижется в десятки раз.
Рассмотрим для примера поведение нефти Ашальчинского месторождения высоковязкой нефти при ее нагреве от стандартной температуры до 100°С (сведения приведены из источника: стр. 211 книги Ибатуллин P.P. Технологические процессы разработки нефтяных месторождений. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2011. - 304 с.): при таком нагреве вязкость вязкость нефти снижается с 1000 мПа⋅с до 30-40 мПа⋅с, то есть примерно в 25-30 раз.
Предлагаемое обустройство многофункциональной скважины, как тешгообменного устройства, приведено схематически на фиг. 1, где позициями обозначены: 1 - обсадная колонна, 2 - колонна для закачки теплового вытесняющего агента (КЗТВА), 3 - колонна НКТ для подъема пластовой продукции, 4 - глубинный насос (ЭЦН с ПЭД), 5 - горизонтальный ствол скважины, 6 - динамический уровень жидкости (нефти) в межтрубном пространстве скважины. 7 - теплоизоляция колонны для закачки агента до уровня жидкости, 8 - теплоизоляция колонны для закачки агента от верхней границы насосной установки до начала горизонтального ствола скважины, 9 - теплоизоляция колонна лифтовых труб от устья скважины до уровня жидкости в МП, 10 - нефтенасыщенный продуктивный пласт.
Внутренне пространство обсадной колонны скважины разделено на несколько зон, для удобства информация приведена в табличном виде:
Общеизвестно, что теплопроводность газовый среды в несколько раз ниже теплопроводящей способности жидкой среды, в частности, для воздуха и метана этот коэффициент в зависимости от давления и температуры колеблется в пределах 0,03-0,04 Вт/(м⋅К), а для нефти - на уровне 0,13-0,16 Вт/(м⋅К), то есть в несколько раз выше. В нижней части межтрубного пространства в зоне чуть выше глубинного насоса вместе с нефтью будет и определенное количественное присутствие воды, которая имеет значительно большую величину коэффициента теплопроводности - 0,6 Вт/(м⋅К). Приведенные данные свидетельствуют о том, что зону подогрева пластовой продукции следует организовать только от уровня до насоса, то есть в жидкой среде. В зоне самого насоса передача тепловой энергии нежелательно, особенно если в скважине находится электроцентробежный насос, погружной электродвигатель которого требует отвода тепловой энергии.
По заявленному техническому предложению нефтедобывающая многофункциональная скважина рассматривается и как теплообменнный аппарат с тем, чтобы лифтируемая наверх нефть имела пониженную вязкость и температуру ниже, чем температура начала кристаллизации парафина. По мнению авторов, предложенная концепция скважин данного типа (МФС) соответствует таким критериям, как новизна и существенное отличие, так как без значительных финансовых затрат достигается положительный технический результат - обеспечивается успешная добыча высоковязкой нефти нефти с минимизацией энергозатрат и обеспечением длительной эксплуатации глубинного насосного оборудования.
Claims (1)
- Многофункциональная скважина для добычи высоковязкой нефти, содержащая обсадную колонну с горизонтальным стволом, колонну лифтовых труб с глубинным насосом, расположенным до горизонтального ствола скважины, и колонну для закачки вытесняющего теплового агента с теплоизоляцией, отличающаяся тем, что колонна для закачки вытесняющего теплового агента теплоизолирована в двух интервалах по своей длине: от устья скважины до уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины (МП) и от верхней границы расположения глубинного насоса до горизонтального ствола скважины, а колонна лифтовых труб теплоизолирована в интервале от устья скважины до уровня жидкости в МП.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126050A RU2688821C1 (ru) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Многофункциональная скважина для добычи высоковязкой нефти |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126050A RU2688821C1 (ru) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Многофункциональная скважина для добычи высоковязкой нефти |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688821C1 true RU2688821C1 (ru) | 2019-05-22 |
Family
ID=66636872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018126050A RU2688821C1 (ru) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Многофункциональная скважина для добычи высоковязкой нефти |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688821C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752304C1 (ru) * | 2020-12-16 | 2021-07-26 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ скважинной добычи высоковязкой нефти |
| CN115370324A (zh) * | 2021-05-20 | 2022-11-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种天然气水合物注热开采系统及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5289881A (en) * | 1991-04-01 | 1994-03-01 | Schuh Frank J | Horizontal well completion |
| RU2187630C2 (ru) * | 2000-06-19 | 2002-08-20 | ООО "ЛУКОЙЛ-Коми" | Способ разработки залежи высоковязкой нефти |
| RU2285116C2 (ru) * | 2004-08-25 | 2006-10-10 | Анис Тагарович Тимашев | Способ разработки месторождений битума и высоковязкой нефти и комплексная система оборудования для его осуществления |
| RU103845U1 (ru) * | 2010-12-17 | 2011-04-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для разработки залежи высоковязкой нефти или битума |
| RU2436943C1 (ru) * | 2010-06-03 | 2011-12-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ добычи высоковязкой нефти из наклонно направленной скважины методом циклической закачки пара в пласт |
-
2018
- 2018-07-13 RU RU2018126050A patent/RU2688821C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5289881A (en) * | 1991-04-01 | 1994-03-01 | Schuh Frank J | Horizontal well completion |
| RU2187630C2 (ru) * | 2000-06-19 | 2002-08-20 | ООО "ЛУКОЙЛ-Коми" | Способ разработки залежи высоковязкой нефти |
| RU2285116C2 (ru) * | 2004-08-25 | 2006-10-10 | Анис Тагарович Тимашев | Способ разработки месторождений битума и высоковязкой нефти и комплексная система оборудования для его осуществления |
| RU2436943C1 (ru) * | 2010-06-03 | 2011-12-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ добычи высоковязкой нефти из наклонно направленной скважины методом циклической закачки пара в пласт |
| RU103845U1 (ru) * | 2010-12-17 | 2011-04-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Устройство для разработки залежи высоковязкой нефти или битума |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752304C1 (ru) * | 2020-12-16 | 2021-07-26 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ скважинной добычи высоковязкой нефти |
| CN115370324A (zh) * | 2021-05-20 | 2022-11-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种天然气水合物注热开采系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4705113A (en) | Method of cold water enhanced hydraulic fracturing | |
| MX2021012104A (es) | Arreglos de suministro de energia termica y produccion de petroleo y metodos de los mismos. | |
| Joel Romero et al. | Subsea electrical submersible pump significance in petroleum offshore production | |
| RU2527972C1 (ru) | Способ (варианты) и система регулирования эксплуатационной температуры в стволе скважины | |
| RU2688821C1 (ru) | Многофункциональная скважина для добычи высоковязкой нефти | |
| Lane et al. | Considerations for optimizing artificial lift in unconventionals | |
| Gotawala et al. | Steam fingering at the edge of a steam chamber in a heavy oil reservoir | |
| Wang et al. | Phase state control model of supercritical CO2 fracturing by temperature control | |
| US9909402B2 (en) | System, apparatus and method for producing a well | |
| Merey et al. | Design of electrical submersible pumps in methane hydrate production wells: A case study in Nankai trough methane hydrates | |
| Hogarth et al. | Flow performance of the Habanero EGS closed loop | |
| US11578546B2 (en) | Selective flow control using cavitation of subcooled fluid | |
| RU2688991C2 (ru) | Усовершенствование в добыче текучих сред из пластов-коллекторов | |
| Panevnik et al. | Determination of jet pump performance when eliminating borehole hydrates | |
| Quintero et al. | Dynamics of Multiphase Flow Regimes in Toe-Up and Toe-Down Horizontal Wells | |
| RU2555163C1 (ru) | Способ разработки залежи высоковязкой нефти горизонтальными скважинами | |
| Mazzanti et al. | Artificial lift system for horizontal wells and other wells with problematic lift conditions | |
| CA2916811A1 (en) | A linear geothermal heat exchange device | |
| Valiullin et al. | Temperature logging in Russia: development history of theory, technology of measurements and interpretation techniques | |
| Langbauer et al. | Hydraulic concentric tubular pumping system for lifting oil in EOR completions | |
| RU2752304C1 (ru) | Способ скважинной добычи высоковязкой нефти | |
| Li et al. | Prediction method of bottom water coning profile and water breakthrough time in bottom water reservoir without barrier | |
| Martinez* et al. | Vaca Muerta: Challenging the Paradigm of Producing From a Shale Formation | |
| RU2646151C1 (ru) | Способ разработки залежи высоковязкой нефти | |
| RU2642611C1 (ru) | Способ аккумуляции холода в пласте |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200714 |