Устройство для добычи тяжелой вязкой нефти

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к добыче тяжелой вязкой нефти, а также парафиносмолистосодержащей нефти, и к добыче нефти из скважин, разбуренных в зоне вечной мерзлоты. Изобретение решает задачу повышения продуктивности нефтедобычи. Нагнетательные и эксплуатационные колонны с рабочими отверстиями на концах соответствующих колонн охвачены жестко соединенными с ними трубопроводами, каждый из которых выполнен с возможностью прокачки по нему теплоносителя с обеспечением циркуляции последнего с поверхности земли - нефтяной пласт - на поверхность земли. Трубопроводы проходят вдоль и на всю длину нагнетательных и эксплуатационных колонн и в нижней части согнуты по радиусу 0,5 наружного диаметра соответствующих колонн. Непрерывный подъем нефти ведут по эксплуатационной колонне, при этом закачивают горячую жидкость, например горячую воду, в нефтяной пласт через нагнетательную колонну. Добычу нефти ведут с подогревом нагнетательных и эксплуатационных колонн, для чего теплоноситель, например, горячий водяной пар, прокачивают на всю длину нагнетательных и эксплуатационных колонн по трубопроводам, который циркулирует с поверхности земли - нефтяной пласт - на поверхность земли. Теплоноситель отдает тепло на подогрев колонн, скважин, грунта, нефтяного пласта, водного раствора, нагнетаемого в нефтяной пласт по нагнетательным колоннам, и нефти, вытесняемой по эксплуатационным колоннам. Количество трубопроводов у колонн и количество самих колонн определяется мощностью нефтяного пласта, его вязкостью, содержанием парафиносмолистых и других компонентов, глубиной залегания пласта, состоянием грунта и другими данными. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к добыче тяжелой вязкой, а также парафиносмолистосодержащей нефти и к добыче нефти из скважин, разбуренных в зоне вечной мерзлоты. Добыча нефти, особенно высокопарафинистой, обычно сопровождается осаждением их тяжелых компонентов в скважинах и внутрипромысловых коммуникациях. Интенсивность отложений парафина и других твердых осадков в трубопроводах и в оборудовании зависит от температуры нефти и окружающей среды, степени регулирования и скорости потока. При добыче тяжелой вязкой нефти применяют закачку горячего водного раствора в нефтеносный пласт по нагнетательной колонне. Однако водный раствор быстро остывает, особенно при добыче нефти из скважин, разбуренных в мерзлом грунте, что снижает эффективность разжижения нефти и продуктивность скважин.

Известны способы и устройства, используемые при добыче нефти Агрегат типа АДПМ, а.с. N 1234593, 1984 г. Горячую нефть закачивают в пласт, происходит расплавление, растворение отложений парафина и других осаждений и тяжелых компонентов, вязкость нефти в пласте уменьшается.

В пат. США N 4465138, кл. E 21 B 43/24, 1985 г. защищен циклический термический способ добычи нефти с использованием в качестве растворителя добытую сырую нефть с пониженной вязкостью. Для добычи вязкой сырой нефти из вскрытого скважиной пласта часть добываемой сырой нефти подвергают операции термического снижения вязкости для получения горячей нефти, вязкость которой снижена в интервале 80-95% Добычу нефти прекращают и закачивают заранее определенное количество горячей нефти с пониженной вязкостью в пласт через скважину для уменьшения вязкости нефти в пласте. Скважину закрывают на период пропитки пласта, а затем вводят скважину в эксплуатацию для извлечения из пласта флюидов, содержащих нефть.

Недостаток такой добычи нефти во время депарафинизации и разжижения нефти добыча последней прекращается, что снижает эффективность добычи.

Для повышения эффективности добычи нефти за счет экономии горячей нефти при проведении процесса депарафинизации и уменьшения вязкости, а также за счет дополнительной добычи нефти от ускоренного вовлечения пласта в работу, в конце прокачки горячей нефти объем ее замещают газообразной средой до динамического уровня скважины а.с. N 1234593, кл. E 21 B 37/06, 1986 г.

Для сравнительного анализа с предлагаемым техническим решением выбрано устройство, реализующее способ добычи нефти с использованием переменной температуры по пат. США N 4465137, кл. E 21 B 43/24, 1985 г. Устройство содержит нагнетательную и эксплуатационную колонны с рабочими отверстиями на концах, а также вспомогательные агрегаты и устройства для подогрева воды, создания пара, закачивания воды и пара через нагнетательную колонну в пласт и другие.

Здесь в пласт через нагнетательную колонну закачивают воду с температурой 10 40^o. Температуру воды повышают до 50 100^o при продолжении добычи нефти через эксплуатационную колонну. Затем закачку воды прекращают и нагнетают в пласт через нагнетательную колонну пар с качеством 10 25% извлекая нефть через эксплуатационную колонну. Постепенно качество нагнетаемого пара повышают до уровня 65 90% Недостаток прототипа при закачке горячей воды или водяного пара в нефтяной пласт по нагнетательной колонне на большую глубину, а особенно проходящей в мерзлом грунте, вода, пар остывают, что снижает эффективность разжижения тяжелой вязкой нефти, а при вытеснении нефти из нефтеносного пласта на поверхность земли по холодной эксплуатационной колонне нефть остывает, сгущается, налипает на внутренние поверхности колонны, которая засоряется парафиносмолистыми веществами, что уменьшает диаметр труб. Все это приводит к необходимости частого проведения очистки колонн нефтяной скважины, к снижению производительности добычи нефти.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения продуктивности нефтедобычи.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем нагнетательные и эксплуатационные колонны с рабочими отверстиями на нижних концах, нагнетательные и эксплуатационные колонны охвачены жестко соединенными с ними трубопроводами, каждый из которых выполнен с возможностью прокачки по нему теплоносителя с обеспечением циркуляции последнего с поверхности земли нефтяной пласт на поверхность земли.

Трубопроводы проходят вдоль и на всю длину нагнетательных и эксплуатационных колонн и в нижней части согнуты по радиусу 0,5 наружного диаметра соответствующих колонн.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, где: 1 нагнетательная колонна, 2 отверстия в нагнетательной колонне (рабочие отверстия), 3 - эксплуатационная колонна, 4 рабочие отверстия в эксплуатационной колонне, 5 трубопровод нагнетательной колонны, 6 трубопровод эксплуатационной колонны, 7 поверхность земли, 8 нефтяной пласт.

Устройство для добычи тяжелой вязкой нефти содержит нагнетательные колонны 1 и эксплуатационные колонны 3, а также наземное нагнетательное и эксплуатационное дополнительное оборудование (на чертеже не показано). В нагнетательной 1 колонне в нижней части выполнены рабочие отверстия 2 для выхода нагнетаемой горячей жидкости в нефтяной пласт 8, в эксплуатационной колонне 3 в нижней части выполнены рабочие отверстия 4 для поступления нефти в эксплуатационную колонну 3 и далее на поверхность земли 7. Вдоль и на всю длину нагнетательной 1 и эксплуатационной 3 колонн проходят трубопроводы 5 и 6 соответственно. Трубопроводы выполнены с возможностью прокачки теплоносителя, например горячего водяного пара, по ним, обеспечивая циркуляцию последнего с поверхности земли нефтяной пласт на поверхность земли. Здесь трубопроводы 5 и 6 в нижней части согнуты по радиусу 0,5 наружного диаметра нагнетательной 1 и эксплуатационной 3 колонн соответственно и жестко соединены с последними. Колонны вместе с трубопроводами опущены в скважины до нижнего уровня залегания нефтяного пласта. Количество трубопроводов у колонн и количество самих колонн определяется мощностью нефтяного пласта, его вязкостью, содержанием парафиносмолистых и других компонентов, глубиной залегания пласта, состоянием грунта и другими данными.

Добычу нефти осуществляют следующим образом. По нагнетательной колонне 1 через отверстия 2 в нефтяной пласт 8 закачивают горячую жидкость. Нефтяной пласт нагревается, разжижается, перемешивается, перемещаясь в эксплутационной колонне 3. Нефть через отверстия 4 вытесняется по эксплуатационной колонне 2 на поверхность земли 7. Одновременно для повышения продуктивности нефтяной скважины добычу нефти ведут с подогревом нагнетательных 1 и эксплуатационных 3 колонн. Для этого по трубопроводам 5, 6 прокачивают теплоноситель, например горячий водяной пар, который циркулирует с поверхности земли нефтяной пласт на поверхность земли. Теплоноситель отдает тепло на подогрев колонн, скважин, грунта, нефтяного пласта, водного раствора, нагнетаемого в нефтяной пласт по нагнетательным колоннам, и нефти, вытесняемой по эксплуатационным колоннам.

Все это способствует значительному повышению отдачи нефтяного пласта.

Формула изобретения

1. Устройство для добычи тяжелой вязкой нефти, содержащее нагнетательные и эксплуатационные колонны с рабочими отверстиями на нижних концах, отличающееся тем, что нагнетательные и эксплуатационные колонны охвачены жестко соединенными с ними трубопроводами, каждый из которых выполнен с возможностью прокачки по нему теплоносителя с обеспечением циркуляции последнего с поверхности земли нефтяной пласт на поверхность земли.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопроводы проходят вдоль и на всю длину нагнетательных и эксплуатационных колонн и в нижней части согнуты по радиусу 0,5 наружного диаметра соответствующих колонн.

РИСУНКИ

Рисунок 1