RU79934U1

RU79934U1 - DEVICE FOR REDUCING WATER WATER FLUIDING

Info

Publication number: RU79934U1
Application number: RU2008132315/22U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Федорович Соловьев; Сергей Евгеньевич Варламов
Original assignee: Эдуард Федорович Соловьев; Сергей Евгеньевич Варламов
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2009-01-20

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при нефтедобыче для снижения обводнения скважин и продления срока их эксплуатации. Задачей создания полезной модели является снижение обводнения скважин, продление срока их эксплуатации, а также увеличение объемов добычи нефти и снижение ее себестоимости. Решение указанной задачи достигнуто в устройстве для снижения обводнения нефтяных скважин, содержащее колонну труб, тем, что грубы в нижней части колонны выполнены с перфорацией, причем площадь отверстий перфорации на единицу боковой поверхности трубы выполнена переменной по длине колонны. Площадь отверстий перфорированных труб на единицу поверхности увеличивается к ее нижней части. Площадь отверстий на единицу поверхности по длине перфорированных труб увеличивается к ее верхней части. Площадь отверстий перфорированных труб на единицу поверхности по длине скважины сначала уменьшается, а потом увеличивается. Площадь отверстий перфорированных труб по длине колоны труб может изменяться за счет изменения диаметра отверстий перфорации. Площадь отверстий перфорированных груб по длине колонны может изменяться за счет изменения количества отверстий перфорации на погонный метр перфорированной трубы. Все перфорированные трубы имеют маркировку для правильной установки. 1 с.п.-кт ф.-лы, 7 зав. п.-ов, илл. 9.The utility model relates to the oil and gas industry, and can be used in oil production to reduce watering wells and extend their life. The objective of creating a utility model is to reduce water cut in wells, extend their life, as well as increase oil production and reduce its cost. The solution to this problem was achieved in a device for reducing water cut in oil wells, containing a pipe string, in that the coars at the bottom of the column are perforated, and the area of the perforation holes per unit side surface of the pipe is variable along the length of the column. The area of the holes of the perforated pipes per unit surface increases to its lower part. The area of the holes per unit surface along the length of the perforated pipes increases to its upper part. The area of the holes of the perforated pipes per surface unit along the length of the well first decreases, and then increases. The area of the holes of the perforated pipes along the length of the pipe string can be changed by changing the diameter of the holes of the perforation. The area of perforated holes coarse along the length of the column may vary due to a change in the number of perforation holes per linear meter of perforated pipe. All perforated pipes are marked for proper installation. 1 s.p.-kt f.-ly, 7 head. subsection, ill. 9.

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при нефтедобыче для снижения обводнения скважин и продления срока их эксплуатации.The invention relates to the oil and gas industry, and can be used in oil production to reduce watering wells and extend their life.

Известен скважинный фильтр, представляющий собой стальную трубу с отверстиями, на которую намотана профилированная проволока. (Гаврилко В.М., Фильтры буровых скважин, М., «Недра», 1985, с.7...9). Основным недостатком такой конструкции является изменение межвитковых промежутков при установке фильтра в скважину, отсутствие защиты фильтрующей сетки от механических воздействий в процессе транспортировки и установки фильтра, что отрицательно сказывается на степени фильтрации.Known downhole filter, which is a steel pipe with holes on which a profiled wire is wound. (Gavrilko V.M., Filters of boreholes, M., "Nedra", 1985, p. 7 ... 9). The main disadvantage of this design is the change in the inter-turn gaps when installing the filter in the well, the lack of protection of the filter mesh from mechanical influences during transportation and installation of the filter, which negatively affects the degree of filtration.

Известен по авторскому свидетельству на изобретение №941548 скважинный фильтр, состоящий из несущего трубчатого перфорированного каркаса и волокнистого фильтрующего покрытия, выполненного в виде отдельных пластин из проволочного нетканого материала, жестко закрепленных внахлест при помощи сварки и пайки па трубчатом каркасе фильтра против перфорационных отверстий. Основным недостатком данной конструкции является наличие сварных зон, что со временем активизирует процессы коррозии металла. Плотное прилегание фильтрующего элемента к перфорированной трубе существенно уменьшает зону фильтрации, которая ограничена площадью отверстий в трубе. Отсутствует защита фильтрующего элемента от механических воздействий в процессе транспортировки и установки фильтра.Known for the inventor's certificate for invention No. 941548, a downhole filter consisting of a supporting tubular perforated frame and a fibrous filter coating made in the form of individual plates of wire nonwoven material, rigidly lapped by welding and soldering on a tubular frame of the filter against perforation holes. The main disadvantage of this design is the presence of welded zones, which over time activates the processes of metal corrosion. The snug fit of the filter element to the perforated pipe significantly reduces the filtration zone, which is limited by the area of the holes in the pipe. There is no protection of the filter element from mechanical influences during transportation and installation of the filter.

Известна конструкция фильтра по патенту РФ №516664, состоящею из несущею каркаса, выполненного из перфорированной трубы, и фильтрующее покрытие из проволочного нетканого материала, фильтрующее покрытие выполнено в виде трубчатою элемента и установлено на несущем каркасе в пазах опорных колец, зафиксированных переводниками. Между фильтрующим покрытием и несущим каркасом установлен дренажный слой, выполненный в виде спирали из проволоки, намотанной на несущий каркас. Эта спираль, образующая дренажный слой, может быть выполнена из пружинной проволоки. Трубчатый фильтрующий элемент изготовлен из проволочною нетканого материала, полученного путем прессования проволоки (металлорезины). Металлорезина разработана в Самарском государственном аэрокосмическом уни вереи тете (ранее Куйбышевский авиационный институт) и применялась преимущественно для демпферов опор двигателей. Скважинный фильтр защищен кожухом с отверстиями.A known filter design according to the patent of the Russian Federation No. 516644, consisting of a supporting frame made of perforated pipe, and a filter coating of wire non-woven material, the filter coating is made in the form of a tubular element and mounted on a supporting frame in the grooves of the support rings fixed by the sub. Between the filter coating and the supporting frame there is a drainage layer made in the form of a spiral of wire wound on a supporting frame. This spiral forming the drainage layer may be made of spring wire. The tubular filter element is made of wire non-woven material obtained by pressing wire (metal rubber). Metal rubber was developed at the Samara State Aerospace University (formerly Kuibyshev Aviation Institute) and was used primarily for engine mount dampers. The downhole filter is protected by a casing with holes.

Недостатком известной конструкции фильтра является быстрое засорение фильтрующего элемента механическими примесями. Защитный кожух с отверстиями (радиальными зазорами) не выполняет функции защиты фильтрующего элемента от засорения крупными частицами механических примесей, выполняя функцию защиты фильтра от механических повреждений в процессе транспортировки и установки. Кроме того, защитный кожух с радиальными зазорами создает повышенное сопротивление при прохождении жидкости через защитный кожух, что снижает скорость поступления жидкости к фильтрующему элементу и, соответственно, уменьшает пропускную способность скважинного фильтра.A disadvantage of the known filter design is the rapid clogging of the filter element with mechanical impurities. The protective casing with holes (radial gaps) does not perform the function of protecting the filter element from clogging of mechanical particles by large particles, performing the function of protecting the filter from mechanical damage during transportation and installation. In addition, the protective casing with radial clearances creates increased resistance when the fluid passes through the protective casing, which reduces the rate of fluid flow to the filter element and, accordingly, reduces the throughput of the downhole filter.

Известны щелевые скважинные фильтры по патенту США №4771829. Эти фильтры содержат перфорированную трубу и проволоку, намотанную по спирали с зазором между витками спирали. Проволока намотана на продольные элементы (стрингеры).Known downhole well filters according to US patent No. 4771829. These filters contain a perforated pipe and wire wound in a spiral with a gap between the turns of the spiral. The wire is wound on longitudinal elements (stringers).

Недостатки: большой допуск на ширину щели между рядами проволоки (до 40%), что приводит к тому, что фильтр пропускает частицы на 40% крупнее заявленных. Кроме того, если при транспортировке фильтра или его спуске происходит местное увеличение зазора между рядами проволоки в несколько раз, соответственно более крупные абразивные частицы приникают с добываемым продуктом внутрь фильтра, что вызывает износ наземного оборудования: насоса и арматуры.Disadvantages: large tolerance on the width of the gap between the rows of wire (up to 40%), which leads to the fact that the filter passes particles 40% larger than declared. In addition, if during transportation of the filter or its descent there is a local increase in the gap between the rows of wire several times, respectively, larger abrasive particles come into contact with the produced product inside the filter, which causes wear on the ground equipment: pump and valves.

Известна колонна скважинных фильтров по патенту РФ 222692. Эта колонна содержит последовательно установленные между собой скважинные фильтры. Недостатком: является перетекание добываемого продукта в затрубном пространстве. Этот недостаток устранен в компоновке фильтров по патенту РФ №2260679. Колонна скважинных фильтров содержит несколько скважинных фильтров, свинченных между собой и имеющих одинаковую конструкцию и упругие соединительные кольца, установленные на них.Known column well filters according to the patent of the Russian Federation 222692. This column contains sequentially installed between themselves well filters. The disadvantage is the flow of the extracted product in the annulus. This disadvantage is eliminated in the filter arrangement according to the patent of the Russian Federation No. 2260679. The column of downhole filters contains several downhole filters, screwed together and having the same design and elastic connecting rings mounted on them.

Известны способ и устройство для снижения обводнения нефтяных скважин по патенту РФ №2268999. Устройство содержит в составе обсадной колонны сепаратор. Недостатками устройства являются большие габариты устройства, сложность технического обслуживания.A known method and device for reducing watering of oil wells according to the patent of the Russian Federation No. 2268999. The device contains a casing string separator. The disadvantages of the device are the large dimensions of the device, the complexity of maintenance.

Известны способ и устройство для снижения обводнения нефтяных скважин по патенту РФ на изобретение №2241733, прототип. Устройство содержит в составе обсадной колонны средство обезвоживания в виде емкости с гидрофобными элементами.A known method and device for reducing watering of oil wells according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2241733, prototype. The device contains a casing string dehydration in the form of containers with hydrophobic elements.

Недостатки: большие диаметральные габариты устройства, его быстрое засорение твердыми частицами и высокая стоимость.Disadvantages: large diametrical dimensions of the device, its fast clogging with solid particles and high cost.

Задачей создания полезной модели является снижение обводнения скважин. продление срока их эксплуатации, а также увеличение объемов добычи нефти и снижение ее себестоимостиThe task of creating a utility model is to reduce watering wells. extension of their service life, as well as an increase in oil production and a decrease in its cost

Решение указанных задач достигнуто в устройстве для снижения обводнения нефтяных скважин, содержащее колонну труб, тем, что трубы в нижней части колонны выполнены с перфорацией, причем площадь отверстий перфорации на единицу боковой поверхности трубы выполнена переменной по длине колонны. Площадь отверстий перфорированных труб на единицу поверхности увеличивается к ее нижней части. Площадь отверстий на единицу поверхности по длине перфорированных труб увеличивается к ее верхней части. Площадь отверстий перфорированных труб на единицу поверхности по длине скважины сначала уменьшается, а потом увеличивается. Площадь отверстий перфорированных труб по длине колоны труб может изменяться за счет изменения диаметра отверстий перфорации. Площадь отверстий перфорированных труб по длине колонны может изменяться за счет изменения количества отверстий перфорации на погонный метр перфорированной трубы. Все перфорированные трубы имеют маркировку для правильной установки.The solution of these problems was achieved in a device for reducing water cut in oil wells containing a pipe string, in that the pipes in the lower part of the column are perforated, and the area of the perforation holes per unit lateral surface of the pipe is made variable along the length of the column. The area of the holes of the perforated pipes per unit surface increases to its lower part. The area of the holes per unit surface along the length of the perforated pipes increases to its upper part. The area of the holes of the perforated pipes per surface unit along the length of the well first decreases, and then increases. The area of the holes of the perforated pipes along the length of the pipe string can be changed by changing the diameter of the holes of the perforation. The area of the holes of the perforated pipes along the length of the column can be changed by changing the number of perforation holes per meter of perforated pipe. All perforated pipes are marked for proper installation.

Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью.The proposed technical solution has novelty and industrial applicability.

Сущность полезной модели поясняется на чертежах (фиг.1...9), где:The essence of the utility model is illustrated in the drawings (figure 1 ... 9), where:

на фиг.1 приведена обычная схема добычи нефти в горизонтальной скважине,figure 1 shows a conventional diagram of oil production in a horizontal well,

на фиг.2 приведена конструкция перфорированной трубы,figure 2 shows the design of the perforated pipe,

на фиг.3 приведена схема первого варианта устройства для снижения обводнения горизонтальной или наклонно направленной скважины,figure 3 shows a diagram of a first embodiment of a device for reducing watering of a horizontal or directional well,

на фиг.4 приведена диаграмма изменения площади отверстий перфорации для первого варианта устройства для снижения обводнения скважины.figure 4 shows a diagram of the change in the area of the perforation holes for the first embodiment of the device to reduce watering wells.

на фиг.5 приведена схема второго варианта устройства для снижения обводнения горизонтальной или наклонно направленной скважины, для случая, когда погружной насос опущен ниже соединения устройства с колонной труб.figure 5 shows a diagram of a second embodiment of a device for reducing watering of a horizontal or directional well, for the case when the submersible pump is lowered below the connection of the device to the pipe string.

на фиг.6 приведена диаграмма изменения площади отверстий перфорации для второго варианта устройства для снижения обводнения скважины,figure 6 shows a diagram of the change in the area of the holes of the perforation for the second variant of the device to reduce watering wells,

на фиг.7 приведена обычная схема добычи нефти в вертикальной скважине.Fig.7 shows a conventional diagram of oil production in a vertical well.

на фиг.8 приведен третий вариант устройства, для снижения обводнения вертикальной скважины,on Fig shows a third variant of the device, to reduce the watering of a vertical well,

на фиг.9 приведена диаграмма изменения площади отверстий перфорации для третьего варианта устройства для снижения обводнения скважины,figure 9 shows a diagram of the change in the area of the perforation holes for the third variant of the device to reduce watering wells,

Устройство для снижения обводнения нефтяных скважин (фиг.1...9) содержи т перфорированные трубы 1, с отверстиями «А», которые установлены в нижней части колонны труб 2 в скважине 3, выполненной в продуктивном пласту 4. Ниже продуктивного пласта 4 может находиться водоносный пласт 5. Затрубный зазор «Б» изолирован выше продуктивного пласта 4 пакером 6. Внутри колонны труб 2 проходит колонна насосно-компрессорных труб НКТ 7, в нижней части которой установлен погружной насос 8 в предпочтительной зоне установки погружного насоса «В». При работе погружного насоса 8 создается разрежение по всей длине колонны труб 2, оно имеет максимальное значение в зоне «В», что может вызвать локальный подъем пластовой воды в зоне установки насоса 8, что как правило и возникает при обычной эксплуатации скважин и проиллюстрировано на фиг.1 и на фиг.2. В этом случае в колонну труб 2 начинает поступать вода из водоносною пласта 5. Все перфорированные трубы 1 имеют маркировку 9 (фиг.2), для правильной установки в определенном порядке.A device for reducing water cut in oil wells (FIGS. 1 ... 9) contains perforated pipes 1, with holes “A”, which are installed in the lower part of the pipe string 2 in the well 3, made in the productive formation 4. Below the reservoir 4 can there is an aquifer 5. An annulus “B” is isolated above the reservoir 4 by a packer 6. Inside the pipe string 2 there is a tubing string 7, in the lower part of which a submersible pump 8 is installed in the preferred installation area of the submersible pump “B”. During the operation of the submersible pump 8, a vacuum is created along the entire length of the pipe string 2, it has a maximum value in the zone “B”, which can cause a local rise in produced water in the installation zone of the pump 8, which usually occurs during normal operation of the wells and is illustrated in FIG. .1 and figure 2. In this case, water from the aquifer 5 begins to flow into the pipe string 2. All perforated pipes 1 are marked 9 (Fig. 2), for proper installation in a certain order.

Для горизонтальных скважин (фиг.1, 3 и 5), и вертикальных (фиг.7, 8), чем ближе к погружному насосу 8, тем больше разрежение. В обычной компоновке колонны груб (фиг.1 и фиг.7) это способствует захвату воды из водного пласта 5. Для предотвращения этого явления предложены три варианта устройства.For horizontal wells (Fig.1, 3 and 5), and vertical (Fig.7, 8), the closer to the submersible pump 8, the greater the vacuum. In the conventional layout of the column is crude (Fig.1 and Fig.7) this contributes to the capture of water from the water reservoir 5. To prevent this phenomenon, three variants of the device are proposed.

Первый вариант устройства (фиг.3) выполнен с увеличением площади отверстий F перфорированных труб 1 на единицу поверхности к нижней части колонны труб 2 (фиг.4), например, за счет изменения диаметра «d» для круглых отверстий «А». Изменение площади также возможно за счет количества отверстий в сечении или шага «h». Этот же принцип может быть реализован и для некруглых отверстий. Первый вариант применим преимущественно для горизонтальных или пологих скважин с водным пластом 5. находящимся под продуктивным пластом 4.The first embodiment of the device (figure 3) is made with increasing the area of the holes F of the perforated pipes 1 per unit surface to the bottom of the pipe string 2 (figure 4), for example, by changing the diameter "d" for round holes "A". Changing the area is also possible due to the number of holes in the section or step "h". The same principle can be implemented for non-circular holes. The first option is applicable mainly for horizontal or shallow wells with a water reservoir 5. located under the reservoir 4.

Во втором варианте устройства (фиг.5) площадь отверстий перфорации на единицу боковой поверхности перфорированных труб 1 (или на 1 погонный метр) сначала уменьшается, до зоны расположения погружного насоса «В», а потом увеличивается, (фиг.6) В зоне расположения погружного насоса «В» перфорация может вообще отсутствовать.In the second embodiment of the device (FIG. 5), the area of the perforation holes per unit side surface of the perforated pipes 1 (or 1 linear meter) first decreases to the location zone of the submersible pump “B”, and then increases, (FIG. 6) In the location area submersible pump "B" perforation may be absent.

Третий вариант применим для вертикальных скважин (фиг.8). Площадь проходною сечения отверстий перфорированных труб 1 на единицу боковой поверхности перфорированной трубы 1 увеличивается к ее верхней части (фиг.9), чтобы предотвратить или уменьшить захват пластовой воды, как это показано на фиг.7.The third option is applicable for vertical wells (Fig. 8). The area of the orifice of the holes of the perforated pipes 1 per unit lateral surface of the perforated pipe 1 is increased to its upper part (Fig.9), to prevent or reduce the capture of produced water, as shown in Fig.7.

Для всех трех вариантов устройства отверстия перфорации в трубе 1 могут быть круглой и/или некруглой формы, причем площадь отверстий перфорации на единицу длины перфорированной трубы может изменяться, например следующими способами:For all three device options, the perforation holes in the pipe 1 can be round and / or non-circular, and the area of the perforation holes per unit length of the perforated pipe can be changed, for example, in the following ways:

за счет изменения площади отверстий d,by changing the area of the holes d,

за счет изменения количества отверстий перфорации,by changing the number of perforation holes,

за счет изменения шага «h» их расположения.by changing the step "h" of their location.

На фиг.4, 6 и 9 приведены два варианта изменения площади отверстий перфорации: дискретное поз.10 и плавное (пропорциональное) поз 11.Figure 4, 6 and 9 shows two options for changing the area of the perforation holes: discrete position 10 and smooth (proportional) position 11.

Перфорированные трубы 1 (фиг.2) имеют диаметр D, в них с шагом Н выполнены отверстия диаметром d.Perforated pipes 1 (figure 2) have a diameter D, holes with a diameter d are made in them with a pitch H.

При сборке перфорированные грубы 1 устанавливают в нижней части колонны груб 2 в районе продуктивного пласта 4 с учетом маркировки 9. При добыче нефть проходит через отверстия «А» внутрь перфорированных труб 1 и далее погружным насосом 8 подается по колонне насосно-компрессорных труб 7 на поверхность к устьевому оборудованию (устьевое оборудование на фиг.1...9 не показано.) Вода из водоносного пласта 5 не засасывается во всех трех вариантах исполнения устройства, вследствие того, что зона установки погружного насоса «В» находится далеко от водоносного пласта 5, или защищена от воздействия на пласт отсутствием перфорации или низкой степенью перфорации перфорированных труб 1.When assembling, perforated coars 1 are installed in the lower part of the coarse 2 column in the area of the productive formation 4, taking into account marking 9. During production, oil passes through holes “A” into the perforated pipes 1 and then, by means of the submersible pump 8, is supplied through the tubing string 7 to the surface to the wellhead equipment (the wellhead equipment is not shown in FIGS. 1 ... 9). Water from the aquifer 5 is not sucked in all three versions of the device, due to the fact that the installation area of the submersible pump "B" is far from the water HOCH reservoir 5, or protected from the stimulation or lack of perforations low degree of perforation of the perforated pipe 1.

Применение полезной модели позволило:Application of the utility model allowed:

1. Уменьшить процентное содержание воды в добываемой нефти.1. Reduce the percentage of water in the produced oil.

2. Обеспечить оптимизацию процесса снижения обводнения, как для вертикальных, так и для горизонтальных скважин.2. To provide optimization of the process of reducing water cut, both for vertical and horizontal wells.

3. Продлить срок эксплуатации скважины3. Extend the life of the well

4. Увеличить извлечение нефти4. Increase oil recovery

5. Снизить себестоимость добычи нефти.5. Reduce the cost of oil production.

6. Снизить затраты на строительство скважин6. Reduce well construction costs

7. Снизить себестоимость устройства за счет простой конструкции и уменьшения количества отверстий в перфорированных трубах.7. Reduce the cost of the device due to the simple design and reduce the number of holes in perforated pipes.

8. Обеспечить длительную эксплуатацию устройства.8. Ensure long-term operation of the device.

Claims

1. A device for reducing water cut in oil wells, containing a pipe string, characterized in that the pipes in the lower part of the column are perforated, and the area of the perforation holes per unit lateral surface of the pipe is made variable along the length of the column.

2. A device for reducing waterlogging of oil wells according to claim 1, characterized in that the area of the holes of the perforated pipes per unit surface increases to its lower part.

3. A device for reducing waterlogging of oil wells according to claim 1, characterized in that the area of the holes per unit surface along the length of the perforated pipes increases to its upper part.

4. A device for reducing watering of oil wells according to claim 1, characterized in that the area of the holes of the perforated pipes per surface unit along the length of the well first decreases and then increases.

5. A device for reducing water cut in oil wells according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the area of the holes of the perforated pipes along the length of the pipe string changes due to a change in the diameter of the holes of the perforation.

6. A device for reducing water cut in oil wells according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the area of the perforated rough holes along the length of the column is changed by changing the number of perforation holes per linear meter of the perforated pipe.

7. Device for reducing water cut in oil wells according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the area of the holes of the perforated pipes along the length of the column is changed by changing the pitch of the holes.

8. Device for reducing waterlogging of oil wells according to any one of claims 1 to 4, characterized in that all perforated pipes are marked for proper installation.

9. A device for reducing water cut in oil wells according to claim 5, characterized in that all perforated pipes are marked for proper installation.

10. A device for reducing waterlogging of oil wells according to claim 6, characterized in that all perforated pipes are marked for proper installation.