Устройство для эксплуатации нефтяных скважин

 

Использование: добыча нефти с высоким газовым фактором. Сущность изобретения: устройство содержит колонну труб, по длине которой в муфтовых соединениях размещены перегородки с отверстиями, в которых последовательно, соосно и с зазором относительно друг другу установлены патрубки из низкоадгезионного материала. В процессе эксплуатации скважины патрубки образуют с трубами колонны газонаполненные теплоизоляционные кольцевые полости, снижающие коэффициент теплопередачи от газонефтяной смеси к горным породам. Уменьшение теплопередачи и выполнение патрубка из низкоадгезионного материала исключает образование в скважине гидратопарафиновых отложений. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин с высоким газовым фактором нефти.

Известно устройство, содержащее колонну труб с диспергаторами, выполненными в виде диафрагм с осевым каналом и гофрированной поверхностью [1] Одним из недостатков устройства является то, что оно повышает интенсивность образования гидратопарафиновых отложений в скважинах из-за дополнительного охлаждения газожидкостной смеси при диспергировании.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для эксплуатации скважины с малым дебитом жидкости и высоким газовым фактором, содержащее колонну труб, по длине которой на расстоянии 8-12 и одна от другой установлены перегородки с осевыми отверстиями [2] Эффективность использования устройства снижается повышением интенсивности образования гидратопарафиновых отложений, для удаления которых необходимо регулярно промывать скважину теплоносителем.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности устройства за счет снижения интенсивности гидратопарафинообразования или его полного предотвращения.

Для решения этой задачи устройство для эксплуатации нефтяных скважин, содержащее колонну труб с перегородками, дополнительно снабжено патрубками, установленными в отверстиях в перегородках последовательно, соосно и с зазором относительно друг другу.

Торцы смежных патрубков могут быть выполнены так, что образуют эжектор, при этом торец нижнего патрубка выполнен в виде сопла.

Для повышения защиты от образования в скважине гидратопарафиновых отложений патрубки могут быть выполнены из материала, низкоадгезионного к парафину и гидратом.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Устройство включает устанавливаемую в скважине колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 1 в муфтовые зазоры между которыми установлены перегородки (диафрагмы, штуцеры, шайбы и т.п.) 2, в осевых отверстиях которых закреплены патрубки 3. При таком выполнении устройства патрубки 3 оказываются установленными последовательно и соосно друг другу. Для сообщения полости колонны труб с полостями, ограниченными трубой 1 и патрубком 3, между патрубками оставлен кольцевой зазор 4.

После пуска скважины газожидкостная смесь по патрубкам 3 поступает на поверхность, при этом в полостях между патрубком и трубой создается газонаполненный теплоизоляционный слой.

Скважина 1085 Западно-Варьеганского месторождения эксплуатируется по колонне НКТ диаметром 2,5'', опущенной до перфорации на глубину 2800 м. Из-за низкой продуктивности (0,18 м³/атм.сут) и высокого газового фактора нефти (500 м³/м³) добыча осуществляется периодическим фонтанированием с дебитом 6 м³/сут, при этом происходит интенсивное гидратопарафиноотложение, для борьбы с которым 15 раз в месяц спускают скребок на глубину 800 и 2 раза промывают скважину горячей нефтью.

Расчеты показывают, что для перевода скважины на устойчивое фонтанирование необходимо установить НКТ диаметром 1'', при этом дебит нефти увеличится до 17 м³/сут. Однако в связи с отсутствием НКТ требуемого диаметра и прочности перевод скважины на способ фонтанирования невозможен. Применение диспергаторов по всей длине колонны приведет к немедленному образованию гидратопарафиновых пробок. Использование насосных методов добычи невозможно ввиду высоких газовых факторов и большой глубины скважин.

Предлагаемое устройство решает проблемы обеспечения устойчивого фонтанирования и предупреждения образования парафиногидратных фонтанирования и предупреждения образования парафиногидратных отложений. В НКТ диаметром 2,5'' вставляют патрубок 3, выполненный из низкоадгезионного к парафину материала, например, полиэтилена, с навинченной на верхний конец шайбой (перегородкой) 2, внешней диаметр которой соответствует внутреннему диаметру муфты 5. Толщина шайбы подбирается в соответствии с имеющимся зазором между концами свинчиваемых в муфте 5 труб 1. Нижний конец патрубка 3 фиксируется центратором 6 и выполнен в виде воронки диаметром на 20% превышающим диаметр патрубка. Верхний конец патрубка над перегородкой 2 выполнен в виде сопла 8 с диаметром на 10% меньше диаметра патрубка. Диаметр патрубка подбирают из оптимальных размеров кривой фонтанирования, в рассматриваемом случае 1,2''. Монтаж НКТ с установленными патрубками осуществляется в обычном порядке.

После запуска скважины в работу газ замещает в кольцевом пространстве между патрубком 3 и трубой 1 жидкость глушения и создает газонаполненный теплоизолирующий слой. Расчеты показывают, что создание теплоизолирующего газового слоя и использование полиэтиленовых патрубков с толщиной стенки 2 мм, в рассматриваемом случае уменьшают коэффициент теплопередачи от газожидкостного потока в окружающую скважину горные породы в 2 раза.

Уменьшение коэффициента теплопередачи в 2 раза обеспечивает повышение устьевой температуры при дебите 17 т/сут до 18^oC, что на 5^oC превышает температуру начала гидратообразования.

Уменьшение коэффициента теплопередачи значительно уменьшает глубину начала парафиноотложения, которая при дебите 17 т/сут будет не ниже 550 м. Адгезия парафина на стенках полиэтиленовых труб по отношению к металлу уменьшается в пять раз, при этом отложения срываются потоком при скоростях движения жидкости более 0,1 м/с, что значительно ниже скоростей движения жидкости в патрубках 3.

Таким образом, применение устройства позволит увеличить уровень добычи с выходом на устойчивое фонтанирование при условиях исключающих образование гидратов в скважине и прилипание микрокристаллов парафина на стенках труб.

Формула изобретения

1. Устройство для эксплуатации нефтяных скважин, включающее установленные в колонне насосно-компрессорных труб на кольцах патрубки, отличающееся тем, что патрубки установлены с зазором относительно друг друга и образуют с насосно-компрессорной трубой газонаполненные теплоизолирующие камеры.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торцы смежных патрубков образуют эжектор, при этом торец нижнего патрубка выполнен в виде сопла.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что патрубки выполнены из низкоадгезионного материала, например полиэтилена.

РИСУНКИ

Рисунок 1