RU58604U1

RU58604U1 - INSTALLATION FOR HYDROGEN LIQUID INJECTION OF A WELL IN A PETROLEUM OIL

Info

Publication number: RU58604U1
Application number: RU2006125351/22U
Authority: RU
Inventors: Рафиль Гиниятуллович Абдулмазитов; Рашит Газнавиевич Рамазанов; Владимир Иванович Кострач; Дмитрий Витальевич Страхов; Радик Зяузятович Зиятдинов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2006-11-27

Abstract

Предложение относится к технике и технологии циклической закачки жидкости в нефтеносный пласт при его заводнении или нагнетании в него различных реагентов. Установка для закачки жидкости из водоносного пласта скважины в нефтеносный пласт содержит пакер, колонну труб со всасывающим клапаном и погружной штанговый насос, например вставной, состоящий из поршня со сквозными каналами и клапана. Погружной штанговый насос установлен выше всасывающего клапана, размещенного на нижнем конце колонны труб. В составе колонны труб выше погружного штангового насоса установлен нагнетательный клапан. Подпоршневая полость насоса имеет возможность сообщения с водоносным пластом при открытом положении всасывающего клапана, причем надпоршневая полость насоса имеет возможность сообщения с нефтеносным пластом при открытом положении нагнетательного клапана. Колонна насосных штанг имеет датчик веса, установленный на устье скважины и имеющий возможность отключения и включения привода насоса в зависимости от заполнения заколонного пространства жидкостью из водоносного пласта. Предлагаемая установка для закачки жидкости из водоносного пласта скважины в нефтеносный пласт имеет простую конструкцию, кроме того, насос глубинного исполнения устанавливается непосредственно в интервале водоносного и нефтеносного пластов скважины, что позволяет повысить эффективность работы насоса. Установка позволяет экономить электроэнергию, так как в процессе цикла нагнетания происходит движение колонны штанг, жестко связанной с поршнем, вниз, при этом насос работает в рекуперативном режиме с отдачей электроэнергии в промысловую сеть. 1 илл. на 1 л.The proposal relates to techniques and technologies for cyclic fluid injection into an oil reservoir during its flooding or injection of various reagents into it. Installation for pumping fluid from the aquifer of the well into the oil reservoir contains a packer, a pipe string with a suction valve and a submersible sucker rod pump, for example a plug-in one, consisting of a piston with through channels and a valve. A submersible sucker rod pump is installed above the suction valve located at the lower end of the pipe string. A discharge valve is installed in the pipe string above the submersible sucker rod pump. The under-piston cavity of the pump has the ability to communicate with the aquifer while the suction valve is open, the over-piston cavity of the pump is able to communicate with the oil reservoir when the pressure valve is open. The column of sucker rods has a weight sensor mounted on the wellhead and having the ability to turn off and turn on the pump drive depending on the filling of the annulus with liquid from the aquifer. The proposed installation for pumping fluid from the aquifer of the well into the oil reservoir has a simple design, in addition, a deep-well pump is installed directly in the interval of the aquifer and oil strata of the well, which improves the efficiency of the pump. The installation allows saving energy, since during the injection cycle the rod string, rigidly connected with the piston, moves downward, while the pump operates in a regenerative mode with the release of electricity to the field network. 1 ill. for 1 liter

Description

Предложение относится к технике и технологии циклической закачки жидкости в нефтеносный пласт при его заводнении или нагнетании в него различных реагентов.The proposal relates to techniques and technologies for cyclic fluid injection into an oil-bearing formation during its flooding or injection of various reagents into it.

Известен способ закачки воды в нефтяной пласт (авторское свидетельство №283120, Е 21 В 43/00, опубл. БИ №31 от 06.10.1970 г.), осуществляемый с помощью установки для закачки жидкости в пласт, содержащей пакер, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) и емкость, сообщающиеся с электроцентробежным насосом.A known method of pumping water into an oil reservoir (copyright certificate No. 283120, E 21 B 43/00, publ. BI No. 31 of 06.10.1970), carried out using the installation for pumping fluid into a reservoir containing a packer, tubing string pipes (tubing) and capacity, communicating with an electric centrifugal pump.

Недостатками данной конструкции являются:The disadvantages of this design are:

во-первых, водостойкая обмотка электродвигателя при заполнении статора водой обладает достаточной работоспособностью лишь при невысокой температуре воды, не более +25°С.Увеличение температуры воды до 35-45°С существенно сокращает срок службы обмотки двигателя, а при более высокой температуре двигатель теряет работоспособность;firstly, the waterproof winding of the electric motor when filling the stator with water has sufficient performance only at a low water temperature, no more than + 25 ° C. Increasing the water temperature to 35-45 ° C significantly reduces the service life of the motor winding, and at a higher temperature the motor loses working capacity;

во-вторых, электроцентробежный насос находится в водной среде под большим давлением, что ухудшает условия его эксплуатации, при этом растворенные соли разрушают кабель, сокращая срок его службы.secondly, the electric centrifugal pump is in an aqueous medium under high pressure, which worsens its operating conditions, while dissolved salts destroy the cable, reducing its service life.

Вышеперечисленные причины снижают долговечность установки в целом, кроме того, с помощью такой установки невозможно закачивать в нефтяной пласт химически агрессивные реагенты, например кислоты (соляную, азотную и т.п.), при этом установка непрерывно закачивает жидкость в пласт практически без изменений давления нагнетания, что способствует возникновению в капиллярных отверстиях и щелях пласта слоя облитерации, постоянно снижающей приемистость скважины, порой до полного прекращения поглощения жидкости.The above reasons reduce the durability of the installation as a whole, in addition, with the help of such an installation it is impossible to pump chemically aggressive reagents into the oil reservoir, for example acids (hydrochloric, nitric, etc.), while the installation continuously pumps liquid into the reservoir with practically no change in the injection pressure , which contributes to the occurrence of an obliteration layer in the capillary holes and cracks of the formation, which constantly reduces the injectivity of the well, sometimes until the liquid is completely stopped.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является установка для закачки жидкости в пласт (авторское свидетельство №729336, Е 21 В 43/00,1986 г. опубл. БИ №15 от 25.04.1980 г.), содержащая пакер, колонну НКТ и емкость, сообщающуюся с насосом, при этом она снабжена установленными на колонне насосно-компрессорных труб нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера, причем верхняя полость колонны насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены маслом.Closest to the proposed technical solution is the installation for pumping fluid into the reservoir (copyright certificate No. 729336, E 21 V 43 / 00.1986 published. BI No. 15 of 04.25.1980), containing a packer, tubing string and capacity, communicating with the pump, while it is equipped with discharge and suction valves installed on the tubing string located lower and higher, respectively, of the packer, the upper cavity of the tubing string and the container being partially filled with oil.

Недостатками данной конструкции устройства являются:The disadvantages of this device design are:

во-первых, масло, находящееся в колонне НКТ и используемое в качестве рабочей жидкости для привода в действие закачиваемой в пласт жидкости, в процессе работы теряет свои химико-физические свойства из-за контакта и перемешивания с закачиваемой в пласт жидкостью, в связи с чем в процессе работы установки требуется постоянный и строгий контроль химического состава масла;firstly, the oil located in the tubing string and used as a working fluid to drive the fluid injected into the reservoir, during operation loses its chemical and physical properties due to contact and mixing with the fluid injected into the reservoir, and therefore during the operation of the installation, constant and strict control of the chemical composition of the oil is required;

во-вторых, сложность конструкции, обусловленная наличием верхнего и нижнего датчиков уровня, емкости, станция управления для переключения направления вращения электродвигателя;secondly, the complexity of the design, due to the presence of upper and lower level sensors, capacitance, a control station for switching the direction of rotation of the electric motor;

в-третьих, масло имеет большую плотность сравнительно с закачиваемой жидкостью, в связи с чем требуются большие затраты электроэнергии на питание электродвигателя для привода в движение масла в колонне НКТ;thirdly, the oil has a higher density compared to the injected fluid, and therefore requires large amounts of electricity to power the electric motor to drive the oil in the tubing string;

в-четвертых, насос выполнен в поверхностном исполнении, и поэтому чем меньше пластовое давление и ниже находится водоносный пласт от поверхности, тем ниже эффективность его использования.fourthly, the pump is made in surface design, and therefore, the lower the reservoir pressure and the lower the aquifer is from the surface, the lower the efficiency of its use.

Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции установки с одновременным повышением эффективности ее работы и сокращение затрат потребляемой электроэнергии.The technical task of the utility model is to simplify the design of the installation while increasing its efficiency and reducing the cost of electricity consumed.

Указанная задача решается установкой для закачки жидкости из водоносного пласта скважины в нефтеносный пласт, содержащей пакер, колонну труб со всасывающим клапаном, насос.This problem is solved by the installation for pumping fluid from the aquifer of the well into an oil reservoir containing a packer, a pipe string with a suction valve, a pump.

Новым является то, что насос выполнен в виде погружного штангового насоса, который установлен выше всасывающего клапана, размещенного на нижнем конце колонны труб, при этом в составе колонны труб выше насоса установлен нагнетательный клапан, причем колонна труб имеет возможность герметизации ее на устье скважины с насосными штангами погружного штангового насоса, при этом подпоршневая полость насоса имеет возможность сообщения с водоносным пластом при открытом положении всасывающего клапана, причем надпоршневая полость насоса имеет возможность сообщения с нефтеносным пластом при открытом положении нагнетательного клапана, при этом колонна насосных штанг имеет датчик веса, установленный на устье скважины, позволяющий отключать и включать привода насоса в зависимости от заполнения заколонного пространства жидкостью из водоносного пласта.What is new is that the pump is made in the form of a submersible sucker rod pump, which is installed above the suction valve located at the lower end of the pipe string, while the discharge pipe is installed in the pipe string above the pump, the pipe string being able to seal it at the wellhead with pumping rods of a submersible sucker rod pump, while the piston cavity of the pump is able to communicate with the aquifer while the suction valve is open, and the supra piston cavity of the pump has zmozhnost communication with the oil-bearing formation in the open position of the discharge valve, wherein the rod string weight sensor is mounted on a wellhead which allows to disable and enable the pump drive depending on the filling annulus fluid space of the aquifer.

На фигуре схематично изображена предлагаемая установка для закачки жидкости из водоносного пласта скважины в нефтеносный пласт.The figure schematically shows the proposed installation for pumping fluid from the aquifer of the well into the oil reservoir.

Установка для закачки жидкости из водоносного пласта 1 скважины 2 в нефтеносный пласт 3 содержит пакер 4, колонну труб 5 со всасывающим клапаном 6 и погружной штанговый насос 7, например, вставной, состоящий из поршня 8 со сквозными каналами 9 и клапана 10.Installation for pumping fluid from the aquifer 1 of the well 2 into the oil reservoir 3 includes a packer 4, a pipe string 5 with a suction valve 6 and a submersible sucker rod pump 7, for example, an insertion pump, consisting of a piston 8 with through channels 9 and a valve 10.

Погружной штанговый насос 7 установлен выше всасывающего клапана 6, размещенного на нижнем конце колонны труб 5. В составе колонны труб 5 выше погружного штангового насоса 7 установлен нагнетательный клапан 11.A submersible sucker rod pump 7 is installed above the suction valve 6 located at the lower end of the pipe string 5. As a part of the pipe string 5, a pressure valve 11 is installed above the submersible sucker rod pump 7.

Подпоршневая полость 12 насоса 7 имеет возможность сообщения с водоносным пластом 1 при открытом положении всасывающего клапана 6, причем надпоршневая полость 13 насоса 7 имеет возможность сообщения с нефтеносным пластом 3 при открытом положении нагнетательного клапана 11.The under-piston cavity 12 of the pump 7 is able to communicate with the aquifer 1 when the suction valve 6 is open, and the above-piston cavity 13 of the pump 7 is able to communicate with the oil reservoir 3 when the pressure valve 11 is open.

Колонна насосных штанг 14 имеет датчик веса, установленный на устье скважины 2. и имеющий возможность отключения и включения привода (колонны насосных штанг 14) насоса 7 в зависимости от заполнения заколонного пространства 15 жидкостью из водоносного пласта 1.The column of sucker rods 14 has a weight sensor mounted on the wellhead 2. and having the ability to turn off and on the drive (string of sucker rods 14) of the pump 7, depending on the filling of the annular space 15 with liquid from the aquifer 1.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

В колонну труб 5 на колонне насосных штанг 14 спускают вставной погружной штанговый насос 7 и размещают его в требуемом интервале скважины 2.An insertion submersible rod pump 7 is lowered into the pipe string 5 on the pump rod string 14 and placed in the desired interval of the well 2.

Перед запуском установки в работу герметизируют устье скважины 2 между колоннами труб 5 и насосных штанг 14, а также заколонное пространство 15 скважины 2 выше пакера 4 (на фиг. не показано).Before starting the installation into operation, the wellhead 2 is sealed between the pipe columns 5 and the sucker rods 14, as well as the annular space 15 of the well 2 above the packer 4 (not shown in Fig.).

С устья скважины 2 посредством колонны насосных штанг 14 приводится в действие поршень 8 погружного штангового насоса 7, установленного в составе колонны труб 5. Поршень 8 совершает относительно колонны труб 5 ограниченное возвратно-поступательное перемещение. При этом в процессе движения поршня 8 вверх происходит всасывание жидкости из водоносного пласта 1 через заколонное пространство 15 скважины 2 ниже пакера 4 в подпоршневую полость 12 насоса 7, при этом всасывающий клапан 6 открыт, а клапан 10 насоса 7 закрыт.Далее происходит перемещение колонны насосных штанг 14, и соответственно, жестко соединенного с ним поршня 8 насоса 7 вниз, при этом клапан 10 насоса 7 открывается, а всасывающий клапан 6 закрывается и происходит заполнение внутренней полости поршня 8 жидкостью из подпоршневой полости 12 насоса 7. Процесс заполнения внутренней полости поршня 8 продолжается до тех пор, пока поршень 8 не достигнет крайнего нижнего положения.From the wellhead 2, by means of a string of pump rods 14, a piston 8 of a submersible sucker-rod pump 7, which is installed as a part of the string of pipes 5, is driven. The piston 8 makes limited reciprocal movement relative to the string of pipes 5. In this case, during the movement of the piston 8 upwards, fluid is sucked from the aquifer 1 through the annulus 15 of the well 2 below the packer 4 into the under-piston cavity 12 of the pump 7, while the suction valve 6 is open and the valve 10 of the pump 7 is closed. rods 14, and accordingly, the piston 8 of the pump 7 rigidly connected to it downward, while the valve 10 of the pump 7 opens, and the suction valve 6 closes and the internal cavity of the piston 8 is filled with liquid from the sub-piston cavity 12 of the pump 7. P The process of filling the internal cavity of the piston 8 continues until the piston 8 reaches its lowest position.

При последующем ходе поршня 8 вверх жидкость из внутренней полости поршня 8 через сквозные каналы 9 вытесняется в надпоршневую полость 13 и далее через открывшийся In the subsequent upward stroke of the piston 8, the fluid from the internal cavity of the piston 8 through the through channels 9 is displaced into the over-piston cavity 13 and then through the opened

нагнетательный клапан 11 попадает в заколонное пространство 16 выше пакера 4, откуда закачивается в нефтеносный пласт 3 скважины 2, поскольку устье скважины 2 загерметизировано. Параллельно с этим происходит всасывание жидкости из водоносного пласта 1 через заколонное пространство 15 скважины 2 ниже пакера 4 в подпоршневую полость 12 насоса 7, при этом всасывающий клапан 6 открыт, а клапан 11 насоса 7 закрыт.При дальнейшем перемещении поршня 8 вверх цикл работы установки повторяется.the injection valve 11 enters the annulus 16 above the packer 4, from where it is pumped into the oil reservoir 3 of the well 2, since the wellhead 2 is sealed. In parallel, the fluid is sucked from the aquifer 1 through the annulus 15 of the well 2 below the packer 4 into the sub-piston cavity 12 of the pump 7, while the suction valve 6 is open and the valve 11 of the pump 7 is closed. .

Циклическая закачка жидкости в нефтеносный пласт 3 продолжается до тех пор, пока не кончится жидкость в заколонном пространстве 15. Это происходит при условии, если производительность насоса 7 превышает дебит (отдачу) жидкости из водоносного пласта 1 в заколонное пространство 15.The cyclic injection of fluid into the oil-bearing formation 3 continues until the liquid in the annulus 15 runs out. This happens if the pump 7 exceeds the flow rate (return) of the fluid from the aquifer 1 to the annulus 15.

По окончании закачиваемой жидкости в заколонном пространстве 15 прекращается заполнение подпоршневой полости 12 насоса 7, в связи с чем вес колонны насосных штанг 14 увеличивается, то есть достигает максимальной нагрузки, на что реагирует пьезометрический датчик нагрузки, установленный на колонне насосных штанг 14 на устье скважины, который подает сигнал на пульт управления на отключение привода. Установка отключается на время заполнения заколонного пространства 15 жидкостью из водоносного пласта 1. В это время закачка жидкости в нефтеносный пласт 3 происходит с устья скважины 2 с помощью насосного агрегата (на фиг. не показано), который через открытую затрубную задвижку (на фиг. не показано) закачивает жидкость по колонне труб 5 через открывшийся по давлением столба жидкости в колонне труб 5 нагнетательный клапан 12 в заколонное пространство 16 выше пакера 4 и далее жидкость поступает в нефтеносный пласт 3.At the end of the injected fluid in the annulus 15, the filling of the piston cavity 12 of the pump 7 is stopped, and therefore the weight of the string of pump rods 14 increases, that is, reaches the maximum load, which responds to the piezometric load sensor mounted on the string of pump rods 14 at the wellhead, which sends a signal to the control panel to turn off the drive. The installation is turned off while filling the annular space 15 with liquid from the aquifer 1. At this time, the liquid is injected into the oil reservoir 3 from the wellhead 2 using a pump unit (not shown in FIG.), Which through an open annular valve (in FIG. shown) pumps the fluid through the pipe string 5 through the pressure valve 12, which opened by pressure of the liquid column in the pipe string 5, into the annular space 16 above the packer 4 and then the fluid enters the oil reservoir 3.

В процессе заполнения заколонного пространства 15 пьезометрический датчик тестирует нагрузку на колонне насосных штанг 14, которая уменьшается по мере заполнения заколонного пространства 15, и по мере достижения минимальной нагрузки пьезометрический датчик дает сигнал на пульт управление на включение привода, при этом насосный агрегат отключают, в следствии чего закачка жидкости в нефтеносный пласт 3 с устья скважины 2 прекращается, а затрубную задвижку закрывают.In the process of filling the annular space 15, the piezometric sensor tests the load on the column of sucker rods 14, which decreases as the annular space 15 is filled, and as the minimum load is reached, the piezometric sensor gives a signal to the control panel to turn on the drive, while the pump unit is turned off, as a result why the injection of fluid into the oil reservoir 3 from the wellhead 2 is stopped, and the annular valve is closed.

Предлагаемая установка для закачки жидкости из водоносного пласта скважины в нефтеносный пласт имеет простую конструкцию, кроме того, насос глубинного исполнения устанавливается непосредственно в интервале водоносного и нефтеносного пластов скважины, что позволяет повысить эффективность работы насоса.The proposed installation for pumping fluid from the aquifer of the well into the oil reservoir has a simple design, in addition, a deep-well pump is installed directly in the interval of the aquifer and oil strata of the well, which improves the efficiency of the pump.

Установка позволяет экономить электроэнергию, так как в процессе цикла нагнетания происходит движение колонны штанг, жестко связанной с поршнем, вниз, при этом насос работает в рекуперативном режиме с отдачей электроэнергии в промысловую сеть.The installation allows saving energy, since during the injection cycle the rod string, rigidly connected with the piston, moves downward, while the pump operates in a regenerative mode with the release of electricity to the field network.

Claims

Installation for pumping fluid from the aquifer of the well into the oil reservoir containing a packer, a pipe string with a suction valve, a pump, characterized in that the pump is made in the form of a submersible sucker rod pump, which is installed above the suction valve located at the lower end of the pipe string, a discharge valve is installed in the pipe string above the pump, and the pipe string has the ability to seal it at the wellhead with sucker rods of the submersible rod pump, while the piston cavity the pump has the ability to communicate with the aquifer in the open position of the suction valve, and the supra-piston cavity of the pump has the ability to communicate with the oil reservoir in the open position of the discharge valve, while the column of sucker rods has a weight sensor mounted on the wellhead, allowing the pump to be switched off and on in depending on the filling of annular space with liquid from an aquifer.