RU2713820C1 - Oil and water inflow selector in horizontal wells - Google Patents
Oil and water inflow selector in horizontal wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713820C1 RU2713820C1 RU2019109676A RU2019109676A RU2713820C1 RU 2713820 C1 RU2713820 C1 RU 2713820C1 RU 2019109676 A RU2019109676 A RU 2019109676A RU 2019109676 A RU2019109676 A RU 2019109676A RU 2713820 C1 RU2713820 C1 RU 2713820C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- water
- density
- selector
- sleeve
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 3
- 239000008398 formation water Substances 0.000 abstract description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension 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
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/08—Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
-
- 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
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells
-
- 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
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in 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)
- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может найти применение на новых горизонтальных скважинах и на реконструируемых скважинах путем зарезки бокового ствола с горизонтальным окончанием.The invention relates to the oil industry and may find application in new horizontal wells and in reconstructed wells by means of sidetracking with a horizontal end.
Главной задачей изобретения является внедрить технологию, обеспечивающую снижение себестоимость добычи каждой тонны нефти за счет энергосбережения и сокращения капитальных затрат на промысловую инфраструктуру и оборудование. Результат предполагается достичь за счет исключения попадания подстилающей пластовой воды в полость скважин. Таким образом, на поверхность предполагается поднимать только безводную нефть.The main objective of the invention is to introduce a technology that reduces the cost of production of each ton of oil due to energy saving and reduce capital costs for field infrastructure and equipment. The result is supposed to be achieved by eliminating the penetration of underlying formation water into the well cavity. Thus, only anhydrous oil is expected to be raised to the surface.
Основным узлом в такой технологии является селектор притока жидкости в полость горизонтальной скважины, пропускающий только нефть, но автоматически закрывающийся при подтягивании воды.The main node in this technology is the selector of fluid flow into the cavity of a horizontal well, which allows only oil to pass through but automatically closes when water is drawn up.
Размещение нескольких таких селекторов в горизонтальной части ствола на разных участках колонны хвостовика, разделенных заколонными набухающими пакерами, позволит осуществлять эксплуатацию скважины только с тех участков, где в притоке нет воды. На тех же участках, где ствол скважины будет находиться ниже водонефтяного контакта (ВНК), или, через какое-то время, окажется ниже ВНК, а также на участках, против которых будут образовываться конусы прорыва воды, селекторы перекроют приток. Причем во втором случае, когда «водяной конус» под действием гравитации рассосется, селектор может опять автоматически открыться притоку чистой нефти на данном участке (см. фиг. 1 и фиг. 2)Placing several such selectors in the horizontal part of the trunk in different parts of the liner string, separated by annular swell packers, will allow the well to be operated only from those areas where there is no water in the inflow. In the same areas where the wellbore will be below the oil-water contact (WOC), or, after some time, it will be lower than the WOC, and also in the areas against which cones of water breakthrough will form, the selectors will block the flow. Moreover, in the second case, when the "water cone" dissolves under the action of gravity, the selector can again automatically open to the influx of clean oil in this area (see Fig. 1 and Fig. 2)
Известны устройства регулирования и контроля притока флюида в горизонтальных скважинах. Они работают на принципе разности вязкостей и плотностей, воды и нефти. Следовательно, в этих средах будут разные значения гидравлических сопротивлений при движении жидкостей, а также скоростей потоков.Known devices for regulating and controlling the flow of fluid in horizontal wells. They work on the principle of the difference in viscosities and densities of water and oil. Consequently, in these environments there will be different values of hydraulic resistance during the movement of liquids, as well as flow rates.
Например, известно устройство автоматического скважинного клапана AICV, производства компании InflowControlAS. Принцип его работы основан на разности вязкости воды и нефти. Когда к клапану подступает нефть, он открывается. Когда к скважине начинает подходить вода он закрывается вследствие его меньшей вязкости. Устройство является саморегулируемым, не требуется связи с поверхностью специальной аппаратурой контроля. (Антоненко Д.А и др., Нефтяное хозяйство. 2007 г. №11, с. 84-87). Недостатком устройства является сложность настройки и отсутствие надежности правильной работы. Кроме этого устройство позволяет лишь ограничивать приток воды.For example, the AICV automatic well valve device of the InflowControlAS company is known. The principle of its operation is based on the difference in the viscosity of water and oil. When oil approaches the valve, it opens. When water begins to approach the well, it closes due to its lower viscosity. The device is self-regulating; communication with the surface by special control equipment is not required. (Antonenko D.A. et al., Oil industry. 2007 No. 11, pp. 84-87). The disadvantage of this device is the complexity of the settings and the lack of reliability of proper operation. In addition, the device can only limit the flow of water.
Известно устройство регулирования притока пластовой жидкости при эксплуатации горизонтальной скважины (патент RU 166287 U1). Работа его основана на принципе золотника, т.е. регулирования (закрытия, открытия) в зависимости от скоростей потока. (опубликовано 20.11.2016 г.). Недостатком устройства является малые размеры пружинно поршневого механизма, возможное попадание и влияние мелких частиц на надежность правильной работы. Устройство позволяет лишь ограничивать приток воды.A device for controlling the flow of formation fluid during the operation of a horizontal well is known (patent RU 166287 U1). His work is based on the principle of the spool, i.e. regulation (closing, opening) depending on flow rates. (published on November 20, 2016). The disadvantage of this device is the small size of the spring piston mechanism, the possible hit and the influence of small particles on the reliability of proper operation. The device can only limit the flow of water.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности, достигаемому результату, является система контроля притока OilSelector™ фирмы Halliburton, которая выбрана автором за прототип. В селекторе используется принцип нейтральной плавучести шариков в воде. Шарики размещают в заколонном пространстве. Во время притока чистой нефти к селектору, шарики свободно плавают. Как только подтягивается вода шарики перекрывают циркуляционные отверстия, выполненные по окружности корпуса селектора. Приток флюида таким образом не поступает в полость скважины. (easywell@halliburton.com). Недостатком устройства является ограниченность в объеме заколонного пространства из-за малых зазоров. Например, при даже небольшой эксцентричности корпуса относительно стенок ствола скважины, часть отверстий не смогут перекрываться плавучими шариками. Диаметры шариков также ограничены по размерам. Не исключается возможность их потери в стволе, или сосредоточение их в кучу.Closest to the invention in terms of technical nature, the result achieved is the Halliburton OilSelector ™ inflow control system, which the author selected as the prototype. The selector uses the principle of neutral buoyancy of balls in water. Balls are placed in the annular space. During the flow of pure oil to the selector, the balls float freely. As soon as the water is pulled, the balls overlap the circulation holes made around the circumference of the selector housing. The fluid influx thus does not enter the well cavity. (easywell@halliburton.com). The disadvantage of this device is the limited amount of annular space due to small gaps. For example, even with a slight eccentricity of the body relative to the walls of the wellbore, some of the holes cannot be blocked by floating balls. The diameters of the balls are also limited in size. The possibility of their loss in the trunk, or their concentration in a pile, is not ruled out.
Поставленная задача достигается тем, что разработанный селектор нефти и воды в горизонтальных скважинах (селектор НВГС) будет надежно, в автоматическом режиме контролировать приток из затрубного пространства в полость скважины, свободно пропуская нефть и немедленно закрываться при подтягивании пластовой воды.The task is achieved by the fact that the developed oil and water selector in horizontal wells (NVGS selector) will reliably automatically control the inflow from the annulus into the cavity of the well, freely letting oil through and shutting down immediately when pulling formation water.
Представляемый селектор притока НВГС (фиг. 3) выполняется в виде патрубка, включаемого в состав компоновки хвостовика 1. Состоит из корпуса 2 с множеством сквозных фильтрационных отверстий 3 малого сечения. Внутри корпуса размещается толстостенная втулка 4, имеющая наружный диаметр по концам, соответствующий внутреннему диаметру корпуса 2. Осевая линия основного циркуляционного канала 5 втулки 4 не совпадает с осевой линией самой втулки таким образом, чтобы наименьшая толщина стенки втулки была не менее 2 мм. А наибольшая толщина стенки (напротив наименьшей) составляла бы не менее 30 мм. Диаметр проходного канала 5 втулки 4 выполняется не менее 40 мм, для возможности прохождения через селектор, во время ремонтных работ на скважине, гибкой НКТ. В утолщенной части втулки 4 размещают радиальные цилиндрические камеры 6, (по меньшей мере одну), под запорные шары 7 с нейтральной объемной плотностью, по величине, ниже плотности воды, но выше плотности нефти (≈0,9÷0,95 гс/см3). Размеры шаров 7 соответствуют свободному перемещению в камере 6, с возможностью запирания их циркуляционного отверстия 8 шарами 7. Втулка 4 в центральной ее части имеет уменьшенный наружный диаметр для образования проточной полости 9. На концах втулки размещают радиальные и торцевые уплотнения 10, выполняющих, в том числе, функцию подшипника скольжения.The presented intake manifold selector NVGS (Fig. 3) is made in the form of a pipe, which is included in the composition of the
Принцип работы селектора следующий. По окончании бурения горизонтального ствола скважины, собирают не цементируемый хвостовик 1. В состав компоновки хвостовика включают селектор НВГС (по крайней мере один). После спуска хвостовика 1 до проектной глубины, т.е. после попадания селектора в горизонтальную часть ствола, втулка селектора 4 автоматически, по закону гравитации, как «ванька-встанька», непременно и окончательно займет позицию утолщенной частью вниз, а циркуляционные отверстия 8, соответственно, сверху. Причем, до тех пор, пока окружающая среда в камерах 6 втулки 4, будет водной, шарики 7 будут закупоривать отверстия 8 в камерах 6. Постепенно и неотвратимо, нефть из пласта (пока ВНК находится ниже уровня селектора) будет подтягиваться под шарики, обтекать их, и поступать в скважину. Затем, в расчетном режиме щадящей депрессии организовывают непрерывный приток в скважину безводной нефти. И, впоследствии, когда в притоке флюида снова появится вода, селектор автоматически закроется, отключая данный участок ствола скважины из добычи.The principle of operation of the selector is as follows. After drilling a horizontal wellbore, a
Краткое описание чертежей. A brief description of the drawings.
На фиг. 1 изображен разрез горизонтальной части скважины, обсаженной не цементируемым хвостовиком из сплошных обсадных труб, в составе которого монтируются (до несколько десятков) селекторов притока нефти и газа через определенные интервалы, например через каждые две обсадных трубы хвостовика, в их стыке. При этом, в другом стыке обсадных труб, монтируется набухающий заколонный пакер (патрубок). Хвостовик укомплектовывают башмаком и подвеской хвостовика с пакером. Ствол скважины во время бурения по объективным причинам сделать идеально ровным и горизонтальным выдержать невозможно, тем не менее, его стараются расположить ниже кровли продуктивного пласта, но выше предполагаемой линии ВНК. In FIG. Figure 1 shows a section of the horizontal part of a well cased by a non-cemented liner made of continuous casing pipes, in which (up to several tens) oil and gas inflow selectors are mounted at certain intervals, for example, every two liner casing pipes, at their junction. At the same time, in another joint of the casing pipes, a swellable casing packer (pipe) is mounted. The shank is equipped with a shoe and suspension of the shank with a packer. It is impossible to maintain a wellbore while drilling for objective reasons, it is impossible to maintain perfectly even and horizontal, nevertheless, they try to place it below the top of the productive formation, but above the estimated VOC line.
На фиг. 2 изображен разрез горизонтальной части скважины, показанной на фиг. 1, в процессе эксплуатации скважины с учетом выработки запасов, и соответственного снижения уровня ВНК, а также отображены возможные образования конусов прорыва притоков воды. На фиг. 3 показан селектор притока НВГС. Его выполняют в виде патрубка диаметром (90÷150 мм), длиной от 0,5 до 2-х метров. Селектор состоит из корпуса 2 с множеством сквозных фильтрационных отверстий 3 малого сечения. Внутри корпуса размещается толстостенная втулка 4, имеющая наружный диаметр по концам, соответствующий внутреннему диаметру корпуса 2. Осевая линия основного циркуляционного канала 5 втулки 4 не совпадаете осевой линией самой втулки таким образом, чтобы наименьшая толщина стенки втулки была не менее 2 мм. А наибольшая толщина стенки (напротив наименьшей) составляла бы не менее 30 мм. Диаметр проходного канала 5 втулки 4 выполняется не менее 40 мм, для возможности прохождения через селектор, во время ремонтных работ на скважине, гибкой НКТ. В утолщенной части втулки 4 размещают радиальные цилиндрические камеры 6, (по меньшей мере одну), под запорные шары 7 с нейтральной объемной плотностью, по величине, ниже плотности воды, но выше плотности нефти (≈0,9÷0,95 гс/см3). Размеры шаров 7 соответствуют свободному перемещению в камере 6, с возможностью запирания их циркуляционного отверстия 8 шарами 7. Втулка 4 в центральной ее части имеет уменьшенный наружный диаметр для образования проточной полости 9. На концах втулки 4 размещают радиальные и торцевые уплотнения 10, выполняющих, в том числе, функцию подшипника скольжения.In FIG. 2 shows a section through the horizontal part of the well shown in FIG. 1, during the operation of the well, taking into account the development of reserves, and a corresponding decrease in the level of oil and gas, and the possible formation of cones of breakthrough of water inflows is shown. In FIG. 3 shows the inflow selector of the NVHS. It is performed in the form of a branch pipe with a diameter (90 ÷ 150 mm), length from 0.5 to 2 meters. The selector consists of a
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019109676A RU2713820C1 (en) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | Oil and water inflow selector in horizontal wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019109676A RU2713820C1 (en) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | Oil and water inflow selector in horizontal wells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2713820C1 true RU2713820C1 (en) | 2020-02-07 |
Family
ID=69625526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019109676A RU2713820C1 (en) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | Oil and water inflow selector in horizontal wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2713820C1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1953335A2 (en) * | 2007-02-05 | 2008-08-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for controlling the inflow of production fluids from a subterranean well |
US20090266755A1 (en) * | 2008-04-23 | 2009-10-29 | Vetco Gray Inc. | Downhole Gravitational Water Separator |
RU2481470C1 (en) * | 2012-07-05 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Downhole separator for separating water and gas and oil mixture |
RU2484236C2 (en) * | 2011-08-19 | 2013-06-10 | Геннадий Иркабаевич Пимуллин | Cutoff valve |
RU2568206C1 (en) * | 2012-06-26 | 2015-11-10 | Хэллибёртон Энерджи Сервисез, Инк. | Fluid medium flow rate control using channels |
RU166287U1 (en) * | 2015-10-29 | 2016-11-20 | Максим Васильевич Леухин | DEVICE FOR REGULATING A FLUID FLOW INFLUENCE WHEN OPERATING A HORIZONTAL WELL |
RU2604105C2 (en) * | 2011-11-07 | 2016-12-10 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | System for selection of fluid used in subterranean well |
US20170114621A1 (en) * | 2011-10-14 | 2017-04-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well screen with extending filter |
-
2019
- 2019-04-02 RU RU2019109676A patent/RU2713820C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1953335A2 (en) * | 2007-02-05 | 2008-08-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for controlling the inflow of production fluids from a subterranean well |
US20090266755A1 (en) * | 2008-04-23 | 2009-10-29 | Vetco Gray Inc. | Downhole Gravitational Water Separator |
RU2484236C2 (en) * | 2011-08-19 | 2013-06-10 | Геннадий Иркабаевич Пимуллин | Cutoff valve |
US20170114621A1 (en) * | 2011-10-14 | 2017-04-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well screen with extending filter |
RU2604105C2 (en) * | 2011-11-07 | 2016-12-10 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | System for selection of fluid used in subterranean well |
RU2568206C1 (en) * | 2012-06-26 | 2015-11-10 | Хэллибёртон Энерджи Сервисез, Инк. | Fluid medium flow rate control using channels |
RU2481470C1 (en) * | 2012-07-05 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Downhole separator for separating water and gas and oil mixture |
RU166287U1 (en) * | 2015-10-29 | 2016-11-20 | Максим Васильевич Леухин | DEVICE FOR REGULATING A FLUID FLOW INFLUENCE WHEN OPERATING A HORIZONTAL WELL |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK178670B1 (en) | An apparatus, an apparatus assembly for controlling fluid flow in or into a well and method of controlling same | |
CA2599073C (en) | Injection valve | |
NO314701B1 (en) | Flow control device for throttling of flowing fluids in a well | |
DK2636842T3 (en) | valve Plant | |
NO331370B1 (en) | Flow control device for use in a well | |
NO341118B1 (en) | Apparatus and method for controlling a flow of fluid into a borehole tube in a borehole | |
BR102017022685B1 (en) | subsurface pump for use in artificial well lift operations and well pumping system | |
US7044229B2 (en) | Downhole valve device | |
CN102364038A (en) | Underwater oil pipe hanger embedded guiding and positioning device | |
RU2713820C1 (en) | Oil and water inflow selector in horizontal wells | |
RU2539486C1 (en) | Method for oil development with horizontal wells | |
RU2229586C1 (en) | Controller valve | |
RU2708740C1 (en) | Device for isolation of a complication zone with pre-flushing | |
RU2214495C1 (en) | Device for well drilling by downhole hydraulic motor | |
RU2612392C1 (en) | Device for making perforation holes | |
NO304613B1 (en) | Br DEG nnsementeringsverkt ° y | |
US20190211657A1 (en) | Side pocket mandrel for gas lift and chemical injection operations | |
RU220555U1 (en) | INFLOW CONTROL VALVE | |
US716062A (en) | Well-boring device. | |
RU2516313C2 (en) | Device for reservoir fluid removal from gas well | |
RU207559U1 (en) | Packer for pipeless operation of oil wells with a borehole pump | |
RU115398U1 (en) | BOTTOM DRIVE VALVE | |
RU2728626C1 (en) | Device with cross flow assembly for flow control inside well | |
CN117280108A (en) | Flow control system | |
NO333111B1 (en) | System and method for handling a group of valves |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210403 |