RU90716U1

RU90716U1 - INSTALLATION FOR TREATMENT OF BOTTOM ZONES OF OIL AND GAS-BURNING BEDS

Info

Publication number: RU90716U1
Application number: RU2008122560/22U
Authority: RU
Inventors: Олег Борисович Калинин; Виктор Сергеевич Замахаев; Рустам Масхутович Асфин
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Предприятие "Нефтетрубосервис"
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2010-01-20

Abstract

1. Установка для обработки призабойных зон нефтегазоносных пластов, содержащая снабженную запорной арматурой линию подвода жидкости в скважину, пневматический генератор с полнопроходным сечением, куда по линиям подачи сжатого газового агента поступает сжатый газ, линии подачи сжатого газового агента с быстродействующей запорной арматурой и систему сброса сжатого газового агента с запорными элементами, отличающаяся тем, что система сброса сжатого газового агента оборудована сепаратором. ! 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система сброса сжатого газового агента включает расширительную емкость.1. Installation for processing bottom-hole zones of oil and gas bearing fields, containing a line for supplying fluid to the well provided with shutoff valves, a pneumatic generator with a full bore section, where compressed gas enters the compressed gas agent supply lines, compressed gas agent supply lines with quick-acting shutoff valves and a compressed discharge system gas agent with locking elements, characterized in that the compressed gas agent discharge system is equipped with a separator. ! 2. Installation according to claim 1, characterized in that the compressed gas agent discharge system includes an expansion tank.

Description

Полезная модель относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно, к установкам для очистки призабойных зон и фильтров нефтегазодобывающих и водонагнетательных скважин.The utility model relates to the field of the oil industry, namely, to installations for cleaning bottom-hole zones and filters of oil and gas producing and water injection wells.

Известна установка для обработки призабойных зон нефтяных скважин, содержащая снабженную запорной арматурой линию подвода жидкости в скважину, пневматический генератор, линии подачи сжатого газового агента, снабженные быстродействующей запорной арматурой и систему сброса сжатого газового агента с запорными элементами, где пневматический генератор включает полый оголовок, содержащий выхлопное отверстие, с торцевой стенкой, установленный открытым торцом на скважине, куда по линиям подачи сжатого газового агента поступает сжатый газ (патент на изобретение RU 2318984). В описании патента сказано, что обработка призабойных зон нефтяных скважин производится волнами сжатия разряжения с крутым фронтом.A known installation for processing bottom-hole zones of oil wells, containing a line equipped with shutoff valves for supplying fluid to the well, a pneumatic generator, compressed gas agent supply lines equipped with quick shutoff valves and a compressed gas agent discharge system with shutoff elements, where the pneumatic generator includes a hollow head containing an exhaust hole, with an end wall, installed with an open end on the well, where compressed gas enters the compressed gas agent supply lines ( patent for invention RU 2318984). The description of the patent says that the treatment of bottom-hole zones of oil wells is carried out by compression waves of discharge with a steep front.

К недостаткам известной установки относятся отсутствие автоматизации процесса работы установки.The disadvantages of the known installation include the lack of automation of the installation process.

Технический результат, который может быть достигнут при использовании предлагаемой установки, заключается в получении волн сжатия разряжения с более крутым фронтом и усилении за счет этого воздействия на скважину.The technical result that can be achieved using the proposed installation is to obtain compression waves of vacuum with a steeper front and gain due to this effect on the well.

Для достижения указанного технического результата предлагается установка для обработки призабойных зон нефтегазоносных пластов, содержащая снабженную запорной арматурой линию подвода жидкости в скважину, пневматический генератор с полнопроходным сечением, куда по линиям подачи сжатого газового агента поступает сжатый газ, линии подачи сжатого газового агента с быстродействующей запорной арматурой и систему сброса сжатого газового агента с запорными элементами и оборудованную сепаратором (сепаратор-глушитель).To achieve the specified technical result, a plant for processing bottom-hole zones of oil-and-gas-bearing strata is proposed, containing a line for supplying fluid to the well equipped with shutoff valves, a pneumatic generator with a full bore section, where compressed gas enters the compressed gas agent supply lines, and compressed gas agent supply lines with quick-acting shutoff valves and a compressed gas agent discharge system with shutoff elements and equipped with a separator (silencer separator).

Предпочтительно система сброса сжатого газового агента включает расширительную емкость. В частности система сброса сжатого газового агента снабжена, по меньшей мере одним ускорительным соплом.Preferably, the compressed gas agent discharge system includes an expansion vessel. In particular, the compressed gas agent discharge system is provided with at least one accelerator nozzle.

Предпочтительно система сброса содержит патрубок, а расширительная емкость расположена на верхнем торце патрубка.Preferably, the discharge system comprises a nozzle, and an expansion vessel is located at the upper end of the nozzle.

Предпочтительно запорные элементы системы сброса выполнены в виде быстродействующей запорной арматуры.Preferably, the shut-off elements of the discharge system are in the form of quick-acting shut-off valves.

При применении сепаратора-глушителя, в нем происходит разделение газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазы. Жидкая фаза, состоящая из жидкости глушения и нефти остаются в сепараторе, а газовая фаза, состоящая из экологически безопасных инертных газов, в качестве которых наиболее часто применяют азот, выбрасывается в атмосферу. После окончания цикла воздействий жидкая фаза удаляется из сепаратора и утилизируется в установленном порядке. Применение сепаратора-глушителя, так-же значительно уменьшает уровень шума. Степень очистки газовой фазы от содержащей загрязняющие окружающую среду компоненты жидкой фазы достигаемая в сепараторе составляет 95-99%, а уровень шума не превышает 90 децибелл, что значительно ниже уровня шума установки, принятой за прототип.When using a separator-silencer, it separates the gas-liquid mixture into liquid and gas phases. The liquid phase, consisting of the kill fluid and oil, remain in the separator, and the gas phase, which consists of environmentally friendly inert gases, which are most often used nitrogen, is released into the atmosphere. After the end of the exposure cycle, the liquid phase is removed from the separator and disposed of in the prescribed manner. The use of a silencer separator also significantly reduces the noise level. The degree of purification of the gas phase from the containing components of the liquid phase polluting the environment achieved in the separator is 95-99%, and the noise level does not exceed 90 decibels, which is significantly lower than the noise level of the installation adopted for the prototype.

Расположение быстродействующей запорной арматуры в различных элементах линии сброса также определяется, исходя из эксплутационных и технологических соображений.The location of the quick-acting stop valves in various elements of the discharge line is also determined based on operational and technological considerations.

Полезная модель поясняется чертежами, где:The utility model is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 - схематично изображен общий вид установки;figure 1 - schematically shows a General view of the installation;

на фиг.2 - схема установки в разрезе в фазе сжатия;figure 2 - installation diagram in section in the compression phase;

на фиг.3 - схема установки в разрезе в фазе разрежения с расширительной камерой, установленной на патрубке;figure 3 - installation diagram in section in the rarefaction phase with an expansion chamber mounted on the pipe;

на фиг.4 - схематично изображен общий вид установки с установленным ускорительным соплом;figure 4 - schematically shows a General view of the installation with an installed accelerator nozzle;

Установка содержит установленный на скважине 1 соосно с ней оголовок пневматического генератора 2, имеющий в верхней части торцевую стенку 3 с выхлопным отверстием 4. В боковую стенку оголовка пневматического генератора 2 встроены линия подвода скважинной жидкости 5 с запорной арматурой 6 и линия подачи сжатого газового агента 7 с быстродействующей запорной арматурой 8 от ресивера 9. На чертежах представлен вариант расположения расширительной емкости 10 соосно оголовку пневматического генератора посредством патрубка 11 с образованием линии сброса сжатого газового агента через отводящие трубопроводы 12,13,14 в сепараторы-глушители 15, 16, 17. Отводящие трубопроводы (по меньшей мере, один из них) снабжен быстроразъемным соединением 18 для предупреждения нештатных ситуаций. В линию сброса или в выхлопное отверстие 4 встроена быстродействующая запорная аппаратура 19 и ускорительные сопла 20.The installation comprises a head of a pneumatic generator 2 installed at the well 1 coaxially with it and having an end wall 3 with an exhaust hole 4 in the upper part. A line for supplying well fluid 5 with shutoff valves 6 and a supply line for compressed gas agent 7 are built into the side wall of the head of pneumatic generator 2 with quick shut-off valve 8 from the receiver 9. The drawings show a variant of the location of the expansion tank 10 coaxially to the tip of the pneumatic generator by means of a pipe 11 with the formation of a line discharge of the compressed gas agent through the exhaust pipes 12,13,14 in the silencer separators 15, 16, 17. The exhaust pipes (at least one of them) is equipped with a quick connection 18 to prevent emergency situations. In the discharge line or in the exhaust outlet 4, a quick-acting locking device 19 and accelerator nozzles 20 are integrated.

Быстродействующая запорная арматура 19 показана на фиг.1, 2, 3 в различных вариантах ее расположения в системе сброса и в выхлопном отверстии, что определяется в каждом случае технологическими соображениями, в зависимости от типа скважины, глубины залегания пласта (которая может превышать 4 км), расчетными соображениями и т.п. быстродействующая запорная арматура может быть выполнена в виде электроклапана, электромагнитного клапана, пневмоклапана и т.п. с обеспечением быстродействия менее 1 сек. Быстродействующая запорная арматура 19 может быть встроена в патрубок между торцевой стенкой оголовка и расширительной емкостью (рис.1) или в выхлопное отверстие полого оголовка (рис.2), или в верхний торец патрубка (рис.3). Ширина выхлопного отверстия и расположение расширительной емкости определяется из тех же соображений.High-speed shut-off valves 19 are shown in FIGS. 1, 2, 3 in various versions of its location in the discharge system and in the exhaust outlet, which is determined in each case by technological considerations, depending on the type of well, the depth of the formation (which may exceed 4 km) , design considerations, etc. quick shut-off valves can be made in the form of an electrovalve, an electromagnetic valve, a pneumatic valve, etc. providing performance less than 1 second. High-speed stop valves 19 can be integrated into the pipe between the end wall of the head and the expansion tank (Fig. 1) or into the exhaust hole of the hollow head (Fig. 2), or in the upper end of the pipe (Fig. 3). The width of the exhaust outlet and the location of the expansion vessel are determined from the same considerations.

Быстроразъемное соединение 18 выполнено любым известным соединением, например, в виде байонетного соединения и т.п., для быстрого подвода к отводящему трубопроводу в месте расположения этого соединения гидроагрегата высокого давления 21 и подачи в этот трубопровод жидкости для задавливания несанкционированного поступления нефтегазовой смеси из пласта в скважину.The quick disconnect connection 18 is made by any known connection, for example, in the form of a bayonet connection, etc., for a quick supply to the discharge pipe at the location of this connection of the high-pressure hydraulic unit 21 and supplying liquid to this pipeline to crush the unauthorized flow of oil and gas mixture from the reservoir into well.

Работает установка следующим образом.The installation works as follows.

Очистку осуществляют циклами с чередованием в каждом цикле волн сжатия и разрежения в скважинной жидкости. В зависимости от состояния нефтяного пласта и последующей реакции его на воздействие может потребоваться 2-3 цикла воздействия или более.Cleaning is carried out in cycles with alternating compression and rarefaction waves in the well fluid in each cycle. Depending on the state of the oil reservoir and its subsequent reaction to the impact, 2-3 cycles of exposure or more may be required.

Каждый цикл осуществляют следующим образом. По линии 5 при открытой запорной арматуре 6 через оголовок пневматического генератора 2 скважину 1 заполняют скважинной жидкостью, после чего линию 5 посредством запорной арматуры 6 закрывают. Затем открывают запорную арматуру 8 (при закрытой запорной арматуре 19) и по линии 7 подают сжатый газовый агент (инертный в реакциях окисления газ, например, технический азот) в полость оголовка пневматического генератора 2. Поскольку запорная арматура 8 быстродействующая, то сжатый газовый агент мгновенно заполняет полость оголовка пневматического генератора 2 с созданием давления на скважинную жидкость и образования над ее зеркалом газовой подушки. При этом, в скважинной жидкости создается ударная волна давления с крутым фронтом, характеризующаяся высокой плотностью потока энергии и малым затуханием, способная распространяться на большие расстояния и создавать ударно-силовое воздействие на перфорированную или закрытую фильтром зону нефтяного пласта. Давление в оголовке поддерживается постоянным до прихода отраженной от забоя скважины волны.Each cycle is as follows. On line 5 with the open shutoff valve 6 through the head of the pneumatic generator 2, the well 1 is filled with downhole fluid, after which line 5 is closed by shutoff valves 6. Then, the shut-off valve 8 is opened (with the shut-off valve 19 closed) and a compressed gas agent (inert gas, for example, technical nitrogen) is supplied via line 7 to the cavity of the head of the pneumatic generator 2. Since the shut-off valve 8 is quick-acting, the compressed gas agent instantly fills the cavity of the head of the pneumatic generator 2 with the creation of pressure on the well fluid and the formation of a gas cushion above its mirror. At the same time, a shock wave of pressure with a steep front is created in the borehole fluid, characterized by a high energy flux density and low attenuation, which can propagate over long distances and create a shock-force effect on the perforated or filter-closed zone of the oil reservoir. The pressure in the head is kept constant until the arrival of the wave reflected from the bottom of the well.

После чего, линию подачи сжатого газового агента перекрывают при помощи быстродействующей запорной арматуры 8 и открывают линию сброса за счет открытия быстродействующей запорной арматуры 19 (скорость быстродействия менее 1 сек.). Сжатый газовый агент из газовой подушки через выхлопное отверстие 4 и расширительную емкость 10 мгновенно выбрасывается из оголовка пневматического генератора 2 по линии сброса через отводящие трубопроводы 12, 13, 14 к сепараторам 15, 16, 17.After that, the supply line of the compressed gas agent is shut off using high-speed shut-off valves 8 and the discharge line is opened by opening the fast-shut-off valves 19 (speed of less than 1 sec.). The compressed gas agent from the gas cushion through the exhaust outlet 4 and the expansion tank 10 is instantly ejected from the head of the pneumatic generator 2 along the discharge line through the discharge pipes 12, 13, 14 to the separators 15, 16, 17.

При этом, за счет перепада давления создается подсасывающий эффект при сбросе сжатого газового агента, а также частичная дегазация скважинной жидкости, что препятствует одновременному сбросу смеси газа и жидкости, увеличивает скорость сброса сжатого газового агента и обеспечивает создание волны разрежения в скважинной жидкости с крутым фронтом и создает в скважине кавитационные полости. Благодаря наличию расширительной емкости 10 этот эффект усиливается, при этом при резком сбросе сжатого газового агента и последующем подъеме за счет этого жидкости с продуктами очистки, расширительная емкость 10 препятствует попаданию этих продуктов в оголовок пневматического генератора 2 и обеспечивает вынос их через отводящие трубопроводы 12, 13, 14 к сепараторам 15, 16, 17.At the same time, due to the pressure drop, a suction effect is created during the discharge of the compressed gas agent, as well as partial degassing of the well fluid, which prevents the simultaneous discharge of the gas-liquid mixture, increases the discharge velocity of the compressed gas agent and creates a rarefaction wave in the well fluid with a steep front and creates cavitation cavities in the well. Due to the presence of the expansion tank 10, this effect is enhanced, while with a sharp discharge of the compressed gas agent and the subsequent rise of the liquid with the cleaning products, the expansion tank 10 prevents these products from entering the head of the pneumatic generator 2 and ensures their removal through the discharge pipes 12, 13 , 14 to the separators 15, 16, 17.

Быстроразъемное соединение 19 обеспечивает в случае нештатной ситуации (несанкционированный выброс нефти, отказ оборудования и т.п.) быстрое разъединение трубопровода, в который оно встроено, подвод в эту зону гидроагрегата высокого давления обеспечивает глушение скважины.In case of an emergency (unauthorized oil release, equipment failure, etc.), the quick disconnect connection 19 provides for quick disconnection of the pipeline into which it is integrated, and supply of the well to the zone of the high-pressure hydraulic unit.

В случае необходимости циклы воздействия повторяются.If necessary, cycles of exposure are repeated.

Результат воздействия можно определить контрольно-измерительной аппаратурой, для чего через свободную полость оголовка в призабойную зону опускают контрольно-измерительную аппаратуру (на чертежах не показано).The result of the impact can be determined by instrumentation, for which, through the free cavity of the head into the bottomhole zone, the instrumentation is lowered (not shown in the drawings).

Конструкция позволяет производить качественную очистку прискважинной зоны пласта от кольматанта и шлама породы с одновременным контролем процесса.The design allows for high-quality cleaning of the near-wellbore zone of the formation from mud and rock sludge with simultaneous control of the process.

Извлеченный из скважины шлам и кольматант, отделенные от газа, утилизируют в специальных хранилищах.The sludge and colmatant extracted from the well, separated from the gas, are disposed of in special storage facilities.

Claims

1. Installation for processing bottom-hole zones of oil and gas bearing fields, containing a line for supplying fluid to the well provided with shutoff valves, a pneumatic generator with a full bore section, where compressed gas enters the compressed gas agent supply lines, compressed gas agent supply lines with quick-acting shutoff valves and a compressed discharge system gas agent with locking elements, characterized in that the compressed gas agent discharge system is equipped with a separator.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the compressed gas agent discharge system includes an expansion tank.