RU2698785C1

RU2698785C1 - Method for reduction of annular pressure of mechanized wells and device for its implementation

Info

Publication number: RU2698785C1
Application number: RU2018117618A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Вербицкий; Александр Иосифович Пономарев; Андрей Михайлович Гаранин; Рустам Фадисович Ситдиков; Алексей Эдуардович Федоров; Артур Адикович Ибатулин; Кирилл Александрович Горидько
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "РН-Пурнефтегаз"
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2019-08-29

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry and can be used for oil production from wells by mechanized method, in particular, electric-centrifugal pumps with high content of free gas. Method involves combined tying of high-pressure gas or oil well with high gas factor, opening formation with high potential, and low-pressure oil well with high gas factor, opening formation with low potential, through wellhead gas jet device, pumping products of high-pressure and low-pressure wells from formations, separation of free gas of low-pressure well from liquid, further supply of free gas to annular space of low-pressure well, further supply of high-pressure flow into nozzle of wellhead gas jet device, ejection by low-pressure flow-gas low-pressure jet device from annular pressure of low-pressure well, while reducing the value of annular pressure of low-pressure well, subsequent recovery of pressure of mixed flow to value of linear pressure of common oil-and-gas collector.

EFFECT: technical result consists in improvement of efficiency of oil production from wells.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для добычи нефти из скважин механизированным способом, в частности электроцентробежными насосами, с высоким содержанием свободного газа, и может быть применено для добычи нефти из многопластовых залежей с различным энергетическим состоянием.The invention relates to the oil and gas industry and is intended for the extraction of oil from wells by a mechanized method, in particular by electric centrifugal pumps, with a high content of free gas, and can be used for oil production from multilayer deposits with different energy states.

Обеспечивает расширение области применения эжекторных систем при добыче нефти и газа за счет одновременного использования скважины-донора высоконапорного потока (газа/газожидкостной смеси с высоким газосодержанием) и скважины-акцептора низконапорного потока (газа/газожидкостной смеси) и полного использования энергии высоконапорного потока, увеличения депрессии на пласт и оптимизации работы скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов (УЭЦН).It provides an extension of the scope of ejector systems for oil and gas production due to the simultaneous use of a donor well of a high-pressure flow (gas / gas-liquid mixture with a high gas content) and an acceptor well of a low-pressure flow (gas / gas-liquid mixture) and the full use of high-pressure flow energy, increasing depression on the reservoir and optimizing the operation of wells equipped with electric centrifugal pump installations (ESP).

Сущность изобретения: способ включает в себя совместную обвязку высоконапорной газовой или нефтяной скважины с высоким газовым фактором, вскрывающей пласт с высоким потенциалом, и низконапорной нефтяной скважины с высоким газовым фактором, вскрывающей пласт с низким потенциалом, через устьевой газоструйный аппарат, откачку продукций высоконапорной и низконапорной скважин из пластов, сепарацию свободного газа низконапорной скважины от жидкости, последующее поступление свободного газа в затрубное пространство низконапорной скважины, последующее поступление высоконапорного потока в сопло устьевого газоструйного аппарата, эжектирование газоструйным аппаратом низконапорного потока-газа из затрубного давления низконапорной скважины, при этом снижая значение затрубного давления низконапорной скважины, последующее восстановление давления смешанного потока до значения линейного давления общего нефтегазосборного коллектора.The inventive method includes the joint strapping of a high-pressure gas or oil well with a high gas factor, opening a reservoir with a high potential, and a low-pressure oil well with a high gas factor, opening a reservoir with a low potential, through a wellhead gas-jet apparatus, pumping products of high-pressure and low-pressure wells from the strata, the separation of free gas of a low-pressure well from a liquid, the subsequent flow of free gas into the annulus of a low-pressure well , the subsequent flow of the high-pressure stream into the nozzle of the wellhead gas-jet apparatus, ejection by the gas-jet apparatus of the low-pressure flow-gas from the annular pressure of the low-pressure well, while reducing the value of the annular pressure of the low-pressure well, the subsequent restoration of the pressure of the mixed flow to the linear pressure of the common oil and gas reservoir.

Предпосылками для создания изобретения является следующее: при эксплуатации скважин механизированными способами, в частности УЭЦН, происходит естественная и искусственная (при наличии предвключенных модулей) сепарация и накопление нефтяного газа в затрубном пространстве скважины. Ныне существующие газоперепускные клапаны дают возможность снизить давление в затрубном пространстве в лучшем случае до линейного давления. В некоторых случаях: при кустовой схеме обвязки скважин, вскрывающих различные по энергетическому состоянию эксплуатационные объекты, и/или когда протяженность трубопроводов достигает значительных величин, рабочие линейные давления могут достигать значений вплоть до 50-70 атм. Это приводит к переводу низконапорных скважин в бездействующий фонд, а также неоправданным нагрузкам на колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), УЭЦН и сальниковые устройства.The prerequisites for the creation of the invention are the following: during the operation of wells by mechanized methods, in particular ESP, natural and artificial (in the presence of upstream modules) separation and accumulation of oil gas in the annulus of the well occurs. The existing gas transfer valves make it possible to reduce the pressure in the annulus at best to linear pressure. In some cases: in the case of a cluster layout of well piping revealing production facilities of various energy status, and / or when the length of the pipelines reaches significant values, the working linear pressures can reach values up to 50-70 atm. This leads to the transfer of low-pressure wells to an inactive fund, as well as unjustified loads on the tubing string (tubing), ESP and stuffing box.

Из практики известен способ сброса нефтяного газа из затрубного пространства в атмосферу путем периодического открытия вентиля на устье скважины по мере накопления и повышения давления до критической величины. Этот способ имеет следующие недостатки:From practice, a method is known for discharging oil gas from an annulus into the atmosphere by periodically opening a valve at the wellhead as pressure builds up and pressure rises to a critical value. This method has the following disadvantages:

1. Создание загазованности атмосферы и связанная с этим пожарная и экологическая опасность;1. The creation of gas contamination of the atmosphere and the associated fire and environmental hazards;

2. Необходимость привлечения рабочих для контроля за давлением и для сброса нефтяного газа из-за отсутствия необходимых технических средств.2. The need to attract workers to control pressure and to discharge oil gas due to the lack of necessary technical means.

Известен подъемник газожидкостной смеси, содержащий колонну НКТ, обратный клапан, погружной насос, нагнетательный патрубок которого подключен к активному соплу струйного аппарата с приемной камерой, камерой смешения и диффузором [Патент РФ №2157926, F04F 5/54 "Подъемник газожидкостной смеси"]. Недостатками данного подъемника является то, что обратный клапан расположен в колонне НКТ, что ведет к снижению прочности колонны, а при возникновении неисправностей необходим полный подъем глубинно-насосного оборудования.Known gas-liquid mixture elevator containing tubing string, non-return valve, submersible pump, the discharge pipe of which is connected to the active nozzle of the jet apparatus with a receiving chamber, mixing chamber and diffuser [RF Patent No. 2157926, F04F 5/54 "Gas-liquid mixture elevator"]. The disadvantages of this lift is that the check valve is located in the tubing string, which leads to a decrease in the strength of the string, and in case of malfunctions, a complete lift of the downhole pumping equipment is necessary.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является выбранный в качестве прототипа способ сброса газа из затрубного пространства, включающий создание в колонне НКТ давления ниже давления в затрубном пространстве и перепуск газа при работающем глубинном насосе из затрубного пространства в полость НКТ, а колонну НКТ выше глубинного насоса оборудуют эжекторным устройством, причем добываемую жидкость направляют после выхода из глубинного насоса через сопло эжекторного устройства в его камеру смешения [Патент РФ №2079636, Е21В 43/00 "Способ сброса газа из затрубного пространства"].The closest in technical essence to the claimed one is the method of discharging gas from the annulus selected as a prototype, which includes creating a pressure in the tubing string below the pressure in the annulus and bypassing the gas when the downhole pump is running from the annular space into the tubing cavity, and the tubing string above the deep pump equipped with an ejector device, and the produced fluid is directed after leaving the deep pump through the nozzle of the ejector device into its mixing chamber [RF Patent No. 2079636, ЕВВ 43/00 "Method of venting gas from the annulus"].

Этот способ обладает следующими недостатками:This method has the following disadvantages:

1. Для монтажа устройства необходимо наличие бригады подземного ремонта скважины.1. For the installation of the device, it is necessary to have an underground well repair team.

2. Снижение прочности колонны НКТ из-за устройства в ней обратного клапана.2. The decrease in the strength of the tubing string due to the device in it check valve.

3. При возникновении неисправностей, связанных с засорением устройства, требуется полный подъем глубинно-насосного оборудования.3. In the event of malfunctions associated with clogging of the device, a complete lift of the downhole pumping equipment is required.

4. Затруднен качественный отбор проб.4. Difficult quality sampling.

Задачей изобретения является расширение области применения эжекторных систем при добыче нефти и газа за счет одновременного использования скважины-донора высоконапорного потока (газа/газожидкостной смеси с высоким газосодержанием) и скважины-акцептора низконапорного потока (газа/газожидкостной смеси) и полного использования энергии высоконапорного потока, увеличения депрессии на пласт и оптимизации работы механизированных скважин.The objective of the invention is to expand the field of application of ejector systems in oil and gas production through the simultaneous use of a donor well of a high-pressure flow (gas / gas-liquid mixture with a high gas content) and an acceptor well of a low-pressure flow (gas / gas-liquid mixture) and the full use of the energy of a high-pressure flow, increasing depression on the reservoir and optimizing the operation of mechanized wells.

Расширение области применения и повышение эффективности эжекторных систем в способе снижения затрубного давления механизированных скважин достигается тем, что в качестве донора высоконапорного потока используется газовая или нефтяная скважина с высоким газовым фактором, вскрывающая пласт с высоким потенциалом, а в качестве акцептора низконапорного потока используется нефтяная скважина с высоким газовым фактором, вскрывающая пласт с низким потенциалом, причем осуществляется полное использования энергии высоконапорного потока и увеличение депрессии на пласт, что влечет за собой повышение производительности скважины.Expanding the scope and increasing the efficiency of ejector systems in a method of reducing annular pressure of mechanized wells is achieved by using a gas or oil well with a high gas factor as a donor of a high-pressure flow, opening a reservoir with a high potential, and using an oil well with a low pressure as a acceptor high gas factor, opening the formation with low potential, and the full use of the energy of high-pressure flow and the increase in depression per formation, which entails an increase in well productivity.

Указанная совокупность отличительных признаков изобретения позволяет повысить эффективность добычи нефти из скважин. В дополнение расширяется область применения эжекторной нефтегазодобычи в связи с появлением возможности эксплуатации скважин с высоким содержанием свободного газа в продукции, также устраняются режимы неустойчивой работы известных технических решений насосных и насосно-эжекторных систем добычи нефти.The specified set of distinctive features of the invention improves the efficiency of oil production from wells. In addition, the field of application of ejector oil and gas production is expanding in connection with the emergence of the possibility of operating wells with a high content of free gas in production, the modes of unstable operation of well-known technical solutions of pumping and pumping-ejector oil production systems are also eliminated.

Способ снижения затрубного давления механизированных скважин осуществляют следующим образом.A method of reducing annular pressure of mechanized wells is as follows.

В варианте способа на фиг. 1 продукция скважины 16 по линии высокого давления 17 поступает в устьевой газоструйный аппарат 20. За счет создаваемого разряжения давления на приеме газоструйного аппарата низконапорный поток скважины 18 по линии низкого давления 19 поступает в газоструйный аппарат 20, где происходит смешение потока и дальнейшая его транспортировка по коллектору 21 до объектов сбора скважинной продукции 22. Продукция скважины, добываемая по НКТ по линии 23, поступает также в систему сбора 22.In the embodiment of the method of FIG. 1 production of the well 16 through the high pressure line 17 enters the wellhead gas-jet apparatus 20. Due to the created pressure discharge at the intake of the gas-jet apparatus, the low-pressure flow of the well 18 through the low pressure line 19 enters the gas-jet apparatus 20, where the stream is mixed and then transported along the collector 21 to the objects for collecting well products 22. Well products produced through tubing through line 23 also enter the collection system 22.

Устройство для снижения затрубного давления механизированных скважин на фиг. 2 согласно настоящему изобретению осуществляют следующим образом.The device for reducing annular pressure of mechanized wells in FIG. 2 according to the present invention is as follows.

Предложенное устройство включает в себя фланцы 1, 11 и 12, втулку 2, корпус 3, камеру смешения 4, приемную камеру 5, сопло 6, цилиндр 7, распределитель 8, гайку 9, хвостовик 10, перепускные клапаны 13 и 14, диффузор 15.The proposed device includes flanges 1, 11 and 12, a sleeve 2, a housing 3, a mixing chamber 4, a receiving chamber 5, a nozzle 6, a cylinder 7, a distributor 8, a nut 9, a shank 10, bypass valves 13 and 14, a diffuser 15.

Из линии высокого давления поток проходит по перепускному каналу 13, и проходя далее, через сопло 6 с высокой скоростью подсасывает в приемную камеру 5 газ низкого потока через перепускные каналы 14. После приемной камеры газовая смесь поступает в камеру смешения 4, где происходит смешивание взаимодействующих потоков, далее поток поступает в диффузор 15, где происходит замедление потока.From the high-pressure line, the flow passes through the bypass channel 13, and passing further through the nozzle 6 at a high speed, low-pressure gas is sucked into the receiving chamber 5 through the bypass channels 14. After the receiving chamber, the gas mixture enters the mixing chamber 4, where the interacting flows are mixed , then the flow enters the diffuser 15, where the flow slows down.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет существенно повысить эффективность и расширить область применения и функциональные возможности способа снижения затрубного давления механизированных скважин по сравнению с известными изобретениями.Thus, the proposed technical solution can significantly increase the efficiency and expand the scope and functionality of the method of reducing annular pressure of mechanized wells in comparison with the known inventions.

Claims

A method of reducing the annular pressure of mechanized wells, including pumping out the products of high-pressure and low-pressure wells from the reservoirs, separating the free gas of the low-pressure well from the liquid, the subsequent flow of free gas into the annular space of the low-pressure well, the subsequent flow of high-pressure flow into the nozzle of the wellhead gas-jet apparatus, ejecting the low-pressure gas from the annular pressure of the low-pressure well, while reducing the value of the annular yes the occurrence of a low-pressure well, the subsequent restoration of the mixed-flow pressure to the linear pressure of the common oil and gas reservoir, characterized in that a high-pressure gas or oil well with a high gas factor, an opening with a high potential, and a low-pressure oil well with a high gas factor, which are open, are combined. low potential reservoir through wellhead gas-jet apparatus.