Способ добычи нефти или газа и труба для добычи нефти или газа

 

Изобретение относится к области добычи нефти или газа из скважины в нефтяном или газовом месторождении или закачки жидкостей в скважину. По способу добычи нефти или газа используют трубу для добычи и расположенную ниже дренажную трубу. Дренажную трубу разделяют на секции с по меньшей мере одним устройством ограничения притока. Ограничивают приток или закачку жидкости в скважину. Управляют поступлением нефти и газа в дренажную трубу. Техническим результатом является улучшение профиля давления в дренажной трубе. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 7 ил.

Данное описание относится к способу добычи нефти или газа из скважины в нефтяном или газовом месторождении или закачки жидкостей в скважину в нефтяном или газовом месторождении. Изобретение далее касается трубы для добычи с размещенной ниже дренажной трубой. Изобретение особенно подходит для длинных горизонтальных скважин в тонких нефтеносных зонах в высокопроницаемых геологических формациях.

Из патента Великобритании N 2169018 известен способ добычи нефти и газа в нефтяном и/или газовом месторождении, включающий использование трубы для добычи с расположенной ниже дренажной трубой.

Из того же патента известна труба для добычи нефти или газа в нефтяном и/или газовом месторождении, содержащая расположенную ниже дренажную трубу.

Однако значительным недостатком известной трубы и способа добычи нефти и газа является то, что давление в дренажной трубе экспоненциально увеличивается в направлении вверх по потоку. Так как дифференциальное давление между месторождением и дренажной трубой будет вверх по потоку уменьшаться, в результате количество нефти и/или газа, протекающее из месторождения в дренажную трубу, будет соответственно уменьшаться. Полное количество нефти или газа, добытое этими средствами, будет поэтому небольшим. С тонкими нефтеносными зонами и высокопроницаемыми геологическими формациями большой риск образования в скважине водяного конуса, т.е. потока нежелательной воды или газа в дренажную трубу вниз, где скорость течения нефти из месторождения в трубу наибольшая. Чтобы избежать этого, производительность приходится еще снижать.

Технической задачей данного изобретения является улучшение профиля давления в дренажной трубе за пределы того, что удавалось по известным описанным выше решениям.

Данная техническая задача решается за счет того, что в способе добычи нефти и газа в нефтяном и/или газовом месторождении, включающем использование трубы для добычи с расположенной ниже дренажной трубой, согласно изобретению используют дренажную трубу, разделенную на секции с по меньшей мере одним устройством ограничения притока, которое ограничивает приток или закачку жидкости в скважину и управляет поступлением нефти и газа из месторождения в дренажную трубу на основе рассчитанного падения давления из-за трения вдоль дренажной трубы, расчетного профиля производительности месторождения и расчетного притока газа или воды.

Техническая задача решается также за счет того, что в трубе для добычи нефти или газа в нефтяном и/или газовом месторождении, содержащей расположенную ниже дренажную трубу, согласно изобретению расположенная ниже дренажная труба разделена на несколько секций с по меньшей мере одним устройством ограничения притока.

Кроме того, устройства ограничения притока могут быть устроены так, что их входы расположены в контакте с геологической продуктивной формацией месторождения.

Устройства ограничения притока могут состоять из по меньшей мере одного приточного канала, который может быть расположен в утолщенном сечении дренажной трубы в форме наружной или внутренней муфты.

При этом поперечное сечение и число приточных каналов могут быть выполнены с возможностью изменения посредством пробок в форме винтов.

Устройства ограничения притока могут состоять из по меньшей мере одной сквозной щели в дренажной трубе и окружающей ее муфте, выполненной с возможностью перестановки в продольном направлении, или могут быть выполнены с возможностью приведения в действие и регулирования посредством дистанционного управления и рассчитаны на изменение количества нефти, протекающей при добыче в сторону увеличения или уменьшения.

Между секциями дренажной трубы может быть расположено уплотнительное устройство, разделяющее трубу и геологическую формацию.

Далее изобретение будет описано подробнее с помощью примера и приложенных чертежей, где Фиг. 1 - вертикальное сечение горизонтальной скважины, в которой труба для добычи установлена в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - секция дренажной трубы по фиг.1 в увеличенном масштабе в разрезе с фильтром, устройствами ограничения притока и кольцевым пространством для закачки жидкости.

Фиг.3 - поперечный разрез трубы, показанной на фиг.1.

Фиг.4 - дренажная труба с окружающей ее муфтой.

Фиг. 5-6 - разрез дренажной трубы по фиг.1 с альтернативным устройством ограничения притока.

Фиг. 7 - математически моделированный пример профиля давления вдоль дренажной трубы согласно изобретению по сравнению с известными способами.

Как указано выше, фиг.1 схематично показывает вертикальное сечение вдоль дренажной трубы для горизонтальной добывающей скважины /подробнее не показана/ для добычи нефти или газа на нефтяном и/или газовом месторождении. Нижняя часть трубы для добычи 1 является горизонтальной дренажной трубой 2, состоящей из одной или более секций 3 вдоль всей длины трубы, и с одним или более устройством ограничения втекающего потока 4, фильтром 5, когда геологическая структура месторождения этого требует, и уплотнительным устройством 6 между секциями 3, которое образует уплотнение между дренажной трубой 2 и геологической структурой вокруг скважины.

Фиг. 2-6 показывает два примера устройств 4 ограничения притока для дренажной трубы 2. Функция устройств ограничения притока - предотвратить неуправляемое втекание из месторождения в дренажную трубу выравниванием потери давления от трения непосредственно снаружи и вдоль всей длины дренажной трубы. Устройства ограничения притока являются единственными соединениями между месторождением и дренажной трубой.

Фиг.3 показывает поперечный разрез дренажной трубы, показанной на фиг.1. Жидкость протекает через проницаемую геологическую формацию в песчаный фильтр 5 и через него в кольцевое пространство 7, а затем, под действием дифференциального давления между месторождением и дренажной трубой жидкость течет к устройству ограничения потока, как показано в сечении B-B, и внутрь дренажной трубы.

Фиг. 4-6 показывает сечение дренажной трубы с другим устройством ограничения притока 4. На фиг. 4 устройство ограничения притока 4 состоит из утолщения в виде муфты или ворот 9, оборудованной одним или несколькими каналами для втекания 8, которые позволяют регулировать приток посредством одного или нескольких винтовых или пробочных устройств 10 и 11. Винтовое устройство 10 показано в положении, в котором канал для втекания закрыт, а устройство 11 показывает положение, в котором канал для втекания открыт. Таким образом, используя короткие или длинные винты, которые простираются в каналы, как показано здесь, длина каналов, через которые протекает жидкость из пласта в дренажную трубу, а значит, и количество втекающей через них нефти для каждой секции трубы может изменяться. Однако вместо использования коротких и длинных винтов и открывания и закрывания каналов можно использовать винты среднего размера или штифты с регулируемой глубиной погружения, которые частично входят в каналы и приспособлены для регулировки проходного сечения канала. Желательно заранее установить глубину погружения винтов до установки дренажной трубы в скважине, но можно использовать и приводимые регулируемые штифты или винты с устройствами дистанционного управления.

Также могут использоваться сквозные щели или отверстия в дренажной трубе с окружающей ее муфтой, которую можно переставлять в продольном направлении для каждой секции.

Фиг.7 показывает три кривые, которые служат для сравнения между профилем давления по настоящему изобретению и профилями давления известных технических решений. Кривые показывают результаты математического моделирования. По оси y приводится давление в барах в скважине и трубе для добычи, а по оси x - длина трубы для добычи в метрах.

Кривые A и B - для известных решений, а кривая C - для настоящего изобретения. Давление в месторождении показано прямой линией сверху. Наиболее благоприятной для производительности является кривая давления вдоль однородного месторождения, которая является плавной и почти горизонтальной, с равномерно распределенным притоком в дренажную трубу. Так получают выравнивание потерь давления из-за трения вдоль всей дренажной трубы.

Кривая давления C, представляющая настоящее изобретение, показывает, что этого можно достичь, однако кривые A и B этого не достигают.

Кривая A показывает, как профиль давления нарастает с длиной дренажной трубы в направлении вверх по потоку для дренажной трубы с равномерной перфорацией с внутренним диаметром порядка 15 см.

Кривая B для способа Стингера имеет профиль давления, который в среднем ниже, чем для кривой A, но имеет такую же форму до входа трубы Стингера, а затем поднимается.

В результате кривая B дает несколько большую производительность по всей длине дренажной трубы, чем кривая A.

Кривая C, представляющая изобретение, дает устойчивый, горизонтальный и низкий профиль давления по всей длине дренажной трубы и является наиболее благоприятным решением, таким, которое дает наивысшую производительность.

Формула изобретения

1. Способ добычи нефти или газа в нефтяном и/или газовом месторождении, включающий использование трубы для добычи с расположенной ниже дренажной трубой, отличающийся тем, что используют дренажную трубу, разделенную на секции с по меньшей мере одним устройством ограничения притока, которое ограничивает приток или закачку жидкости в скважину и управляет поступлением нефти и газа из месторождения в дренажную трубу на основе рассчитанного падения давления из-за трения вдоль дренажной трубы, расчетного профиля производительности месторождения и расчетного притока газа или воды.

2. Труба для добычи нефти или газа в нефтяном и/или газовом месторождении, содержащая расположенную ниже дренажную трубу, отличающаяся тем, что расположенная ниже дренажная труба разделена на несколько секций с по меньшей мере одним устройством ограничения притока.

3. Труба по п.2, отличающаяся тем, что устройства ограничения притока устроены так, что их входы расположены в контакте с геологической продуктивной формацией месторождения.

4. Труба по п.3, отличающаяся тем, что устройства ограничения притока состоят из по меньшей мере одного приточного канала.

5. Труба по п.4, отличающаяся тем, что приточные каналы расположены в утолщенном сечении дренажной трубы в форме наружной или внутренней муфты.

6. Труба по п.4 или 5, отличающаяся тем, что длина, поперечное сечение и число приточных каналов выполнены с возможностью изменения посредством пробок в форме винтов.

7. Труба по п.3, отличающаяся тем, что устройства ограничения притока состоят из по меньшей мере одной сквозной щели в дренажной трубе и окружающей ее муфте, выполненной с возможностью перестановки в продольном направлении.

8. Труба по любому из пп.3, 6 и 7, отличающаяся тем, что устройства ограничения притока выполнены с возможностью приведения в действие и регулирования посредством дистанционного управления и рассчитаны на изменение количества нефти, протекающей при добыче в сторону увеличения или уменьшения.

9. Труба по п.2, отличающаяся тем, что между секциями дренажной трубы расположено уплотнительное устройство, разделяющее трубу и геологическую формацию.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7