Способ нагнетания смеси в нефтегазовую скважину и комплекс оборудования - флот грп по этому способу

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для проведения работ по стимуляции нефтедобывающих скважин с трудно извлекаемым запасом углеводородов. При осуществлении способа предварительно часть технологических емкостей от гидратационной установки заполняют гелем, который подается в миксер смесительной установки параллельно с гелем от гидратационной установки, а совместная работа насосов этих установок обеспечивается системой управления флота ГРП, выполняющей функции системы автоматического регулирования технологическими процессами, выполняется смешивание геля с пропантом и химическими добавками до получения контролируемой программой системы управления флота ГРП концентрации, подача полученной смеси к входам насосных установок и нагнетание ее в скважину. Миксер смесительной установки своим входом параллельно соединен с одной стороны с выходом подключенного к предварительно заполненным гелем технологическим емкостям собственного всасывающего насоса, а с другой стороны с выходом насоса гидратационной установки. Выходы этих насосов снабжены заслонками и расходомерами для регулирования расхода геля при совместной работе по командам системы управления флота ГРП. Увеличивается производительность флота ГРП, повышается его эффективности при заданных габаритах и технологических ограничениях. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Данное предлагаемое изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для проведения работ по стимуляции нефтедобывающих скважин с трудно извлекаемым запасом углеводородов.

Анализ показал, что число нефтедобывающих скважины с трудно извлекаемым запасом углеводородов, расположенных на территории РФ, из года в год возрастает.

Для стимуляции таких нефтедобывающих скважин флот ГРП должен обеспечить возможность подачи более 400 тонн пропанта за один ГРП с концентрацией до 2000 кг/м3, с максимальным давлением закачиваемого раствора на устье скважины до 105 МПа и переменным расходом от 0,2 до 16 м3/мин.

В качестве прототипа к заявляемому способу нагнетания смеси в нефтегазовую скважину известен способ смешение флюида на «лету», т.е. проводят приготовление геля из подаваемой на вход гидратационной установки воды из технологических емкостей и реагентов от установки химических добавок, перекачку геля на вход миксера смесительной установки, где выполняется смешивание геля с пропантом и химическими добавками до получения контролируемой концентрации, подачу полученной смеси к входам насосных установок и нагнетание ее в скважину [1].

Недостатком этого способа является то, что для флота ГРП, с указанными характеристиками, требуется разработать гидратационную установку с повышенной производительностью или устанавливать дополнительные аналогичные гидратационные установки из имеющего оборудования.

В качестве прототипа флота ГРП для реализации способа нагнетания смеси в нефтегазовую скважину выбран флот, включающий в себя насосные установки, нагнетающие в скважину смесь по программе системы управления флота ГРП, соединенные нагнетательным манифольдом с миксером смесительной установки, который соединен с выходом насоса гидратационной установки [1].

К недостатку прототипа флота ГРП можно отнести замечания, изложенные к способу.

Технической задачей изобретения является увеличение производительности флота ГРП и повышение его эффективности при заданных габаритах и технологических ограничениях.

Указанная техническая задача решается тем, что в известном способе нагнетания смеси из сыпучих и жидких химических реагентов в нефтегазовую скважину, по которому на основе программы системы управления флота ГРП проводят приготовление геля из подаваемой на входы гидратационной установки воды из технологических емкостей и реагентов от установки химических добавок, перекачку геля на вход миксера смесительной установки, где выполняется смешивание геля с пропантом и химическими добавками до получения контролируемой программой системы управления флота ГРП концентрации, подачу полученной смеси к входам насосных установок и нагнетание ее в скважину, согласно изобретению предварительно часть технологических емкостей от гидратационной установки заполняют гелем, который подается в миксер смесительной установки параллельно с гелем от гидратационной установки, а совместная работа насосов этих установок обеспечивается системой автоматизированного управления флота ГРП, выполняющей функции системы автоматического регулирования технологическими процессами.

Указанная техническая задача решается тем, что для реализации способа нагнетания смеси из сыпучих и жидких химических реагентов в нефтегазовую скважину флот ГРП, включающий в себя нагнетающие в скважину смесь по программе системы управления флота ГРП насосные установки, соединенные нагнетательным манифольдом с миксером смесительной установки, согласно изобретению, миксер смесительной установки своим входом параллельно соединен с одной стороны с выходом подключенного к предварительно заполненным гелем технологическим емкостям собственного всасывающего насоса, а с другой стороны с выходом насоса гидратационной установки, причем выходы этих насосов снабжены заслонками и расходомерами для регулирования расхода геля при совместной работе по командам системы управления флота ГРП.

Указанная цель достигается также тем, что технологические емкости связаны с гидратационной и смесительной установками через манифольд низкого давления, который при низких температурах окружающей среды может быть дополнительно подключен к машине подогрева жидкости.

Указанная цель достигается также тем, что расход геля q при совместной работе насосов смесительной и гидратационной установок, составляет q≥16 м3 /мин.

Указанная цель достигается также тем, что технологические емкости для заполнения гелем имеют общий объем V>400 м3.

Сопоставительный анализ заявляемого способа нагнетания смеси из сыпучих и жидких химических реагентов в нефтегазовую скважину с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что предварительно часть технологических емкостей от гидратационной установки заполняют гелем, который подается в миксер смесительной установки параллельно с гелем от гидратационной установки, а совместная работа насосов этих установок обеспечивается системой автоматизированного управления флота ГРП, выполняющей функции системы автоматического регулирования технологическими процессами.

Сопоставительный анализ заявляемого флота ГРП с прототипом показывает, что заявляемый флот ГРП отличается тем, что миксер смесительной установки своим входом параллельно соединен с одной стороны с выходом подключенного к предварительно заполненным гелем технологическим емкостям собственного всасывающего насоса, а с другой стороны с выходом насоса гидратационной установки, причем выходы этих насосов снабжены заслонками и расходомерами для регулирования расхода геля при совместной работе по командам системы управления флота ГРП.

Отличается также тем, что технологические емкости связаны с гидратационной и смесительной установками через манифольд низкого давления, который при низких температурах окружающей среды может быть дополнительно подключен к машине подогрева жидкости.

Отличается также тем, что расход геля q при совместной работе насосов смесительной и гидратационной установок, составляет q≥16 м3/мин.

Отличается также тем, что технологические емкости для заполнения гелем имеют общий объем V>400 м3.

На фиг. 1 показана схема из прототипа, поясняющая способ нагнетания смеси из сыпучих и жидких химических реагентов в нефтегазовую скважину, где подача геля в смесительную установку осуществляется непосредственно из гидратационной установки.

На фиг. 2 показана схема, в соответствии с которой проводится предварительная операция по заполнению технологических емкостей гелем от гидратационной установки.

На фиг. 3 показана схема аналога [1], поясняющая способ нагнетания смеси из сыпучих и жидких химических реагентов в нефтегазовую скважину, где подача геля в смесительную установку осуществляется из предварительно заполненных гелем технических емкостей в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 2.

На фиг. 4 приведена схема, поясняющая способ нагнетания смеси из сыпучих и жидких химических реагентов в нефтегазовую скважину, в соответствии с формулой изобретения.

На фиг. 5 приведен флот ГРП в соответствии с формулой изобретения.

На фиг. 6 приведена детализация позиции 4 фиг. 5.

На схеме, фиг. 1, вода из технологических емкостей 1 через манифольд низкого давления 2 и реагенты из установки химических добавок (на фиг. 1 установка химических добавок не показана) поступают в гидратационную установку 3, где добавки, гелирующие и сшивающие реагенты перемешиваются с водой с образованием геля. Гель насосом гидратационной установки (на фиг. 1 насос гидратационной установки не показан) подается в смесительную установку 4. В смесительной установке 4 выполняется смешивание геля с пропантом, поступющим из машины подачи сыпучих материалов (на фиг. 1 машина подачи сыпучих материалов не показана), до получения контролируемой концентрации. Смесь из смесительной установки 4 подается на входы низкого давления блока манифольда напорного 5 (на фиг. 1 все соединения входа низкого давления блока манифольда напорного 5 показаны тонкой линией). Смесь с выходов установок насосных 6 подается на входы высокого давления блока манифольда напорного 5 (на фиг. 1 вход высокого давления блока манифольда напорного 5 показан толстой линией). Смесь с выхода высокого давления блока манифольда напорного 5 нагнетается в нефтегазовую скважину 7.

На схеме, фиг. 2, вода из бассейна (на фиг. 2 бассейн не показан) и реагенты из установки химических добавок (на фиг. 2 установка химических добавок не показана) поступают в гидратационную установку 3, где добавки, гелирующие и сшивающие реагенты перемешиваются с водой с образованием геля. Гель насосом гидратационной установки (на фиг. 2 насос гидратационной установки не показан) подается в технологические емкости 1 через манифольд низкого давления 2.

На схеме, фиг. 3, гель из технологических емкостей подается в смесительную установку 4 через манифольд низкого давления 2 насосами смесительной установки (на фиг. 3 насосы смесительной установки не показаны). В смесительной установке 4 выполняется смешивание геля с пропантом, поступающим из машины подачи сыпучих материалов (на фиг. 3 машина подачи сыпучих материалов не показана), до получения контролируемой концентрации. Смесь из смесительной установки 4 подается на входы низкого давления блока манифольда напорного 5 (на фиг. 3 все соединения входа низкого давления блока манифольда напорного 5 показаны тонкой линией). Смесь с выходов установок насосных 6 подается на входы высокого давления блока манифольда напорного 5 (на фиг. 1 вход высокого давления блока манифольда напорного 5 показан толстой линией). Смесь с выхода высокого давления блока манифольда напорного 5 нагнетается в нефтегазовую скважину 7.

Очевидно, что для способа нагнетания смеси в нефтегазовую скважину, приведенного на фиг. 1, для повышения производительности нагнетания смеси в нефтегазовую скважину с трудно извлекаемым запасом углеводородов требуется устанавливать дополнительные гидратационные установки, которые работая в параллель, обеспечивали бы требуемый расход смеси. При этом потребуется увеличить площадь площадки для размещения такого флота ГРП. Либо разрабатывать гидратационные установки с повышенной производительностью. Аналогичные требования предъявляются и к смесительной установке при реализации способа нагнетания смеси в нефтегазовую скважину, приведенного на фиг. 3.

На схеме, фиг. 4,. после подготовительной операции по заполнению гелем технологических емкостей 1 через манифольд низкого давления 2, как показано на схеме фиг. 2, гель из заполненных технологических емкостей подается в смесительную установку 4 ее собственными насосами (на фиг. 2 насосы смесительной установки не показаны) через манифольд низкого давления 2, при этом параллельно гель из гидратационной установки 3 ее собственными насосами подается в смесительную установку 4. Совместная работа насосов этих установок обеспечивается системой управления флота ГРП, выполняющая функции системы автоматического регулирования технологическими процессами. В смесительной установке 4 выполняется смешивание геля с пропантом, поступающим из машины подачи сыпучих материалов (на фиг. 4 машина подачи сыпучих материалов не показана) до получения контролируемой концентрации. Смесь из смесительной установки подается на входы низкого давления блока манифольда напорного 5 (на фиг. 4 все соединения входа низкого давления блока манифольда напорного 5 показаны тонкой линией). Смесь с выходов установок насосных 6 подается на входы высокого давления блока манифольда напорного 5 (на фиг. 4 вход высокого давления блока манифольда напорного 5 показан толстой линией). Смесь с выхода высокого давления блока манифольда напорного 5 нагнетается в нефтегазовую скважину 7.

Как видно, способ нагнетания смеси в нефтегазовую скважину, приведенный на схеме фиг. 4, позволяет увеличить производительность флота ГРП без увеличения мощности имеющегося флота и его номенклатуры, который может быть применен при обслуживании нефтегазовых скважин с трудно извлекаемым запасом углеводородов.

На фиг. 5 показан флот ГРП, применяемый для реализации способа нагнетания смеси из сыпучих и жидких химических реагентов в нефтегазовую скважину, включающий в себя нагнетающие в скважину смесь по программе системы управления флота ГРП насосные установки 6, соединенные нагнетательным манифольдом 5 с миксером смесительной установки 4, миксер смесительной установки 4 своим входом параллельно соединен с одной стороны с выходом подключенного к предварительно заполненным гелем технологическим емкостям 1 собственного всасывающего насоса 14, фиг. 6, а с другой стороны с выходом насоса гидратационной установки 3 (на фиг. 5 насос гидратационной установки не показан), причем выходы этих насосов снабжены заслонками 15. фиг. 6, и расходомерами 16, фиг. 6, для регулирования расхода геля при совместной работе по командам системы управления флота ГРП. Также на фиг. 5 показаны машины подачи сыпучих материалов 9, машина системы автоматизированного управления и контроля 11, машина подготовки воды 12 и машина манифольдов 13.

Для нормальной работы всех систем флота ГРП площадка, на которой устанавливается флот ГРП, подготавливается в инженерном отношении, а именно: - уклон плоскости площадки составляет не более 2°; - грунт уплотняется в обеспечение допустимого давления давление 3 кгс/см2. Учитывая при этом, что скважина может находиться в болотистой местности, площадку желательно иметь минимального размера.

В зимнее время технологические емкости, связанные с гидратационной и смесительной установками через манифольд низкого давления, который при низких температурах окружающей среды может быть дополнительно подключен к машине подогрева жидкости 10, фиг. 5. Это повышает эффективность использования флота ГРП.

Расход геля q при совместной работе насосов смесительной и гидратационной установок, составляет q≥16 м3 /мин, что указывает на повышение производительности флота ГРП при заданных его габаритах.

То, что технологические емкости для заполнения гелем имеют общий объем V>400 м3 позволяет реализовать повышение производительности флота ГРП при заданных его габаритах.

Таким образом, все отличительные признаки способа нагнетания смеси в нефтегазовую скважину и комплекс оборудования (флот ГРП) позволяют увеличить производительности флота ГРП, повысить его эффективности при заданных габаритах и технологических ограничениях.

1. М. Экономидес, Р. Олини, П. Валько УНИФИЦИРОВАННЫЙ ДИЗАЙН ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА: ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ, АНО «Институт компьютерных исследований», г. Ижевск, 2007, 236 с.

1. Способ нагнетания смеси из сыпучих и жидких химических реагентов в нефтегазовую скважину, по которому на основе программы системы управления флота гидроразрыва пласта - ГРП проводят приготовление геля из подаваемой на входы гидратационной установки воды из технологических емкостей и реагентов от установки химических добавок, перекачку геля на вход миксера смесительной установки, где выполняется смешивание геля с пропантом и химическими добавками до получения контролируемой программой системы управления флота ГРП концентрации, подачу полученной смеси к входам насосных установок и нагнетание ее в скважину, отличающийся тем, что предварительно часть технологических емкостей от гидратационной установки заполняют гелем, который подается в миксер смесительной установки параллельно с гелем от гидратационной установки, а совместная работа насосов этих установок обеспечивается автоматизированной системой управления флота ГРП, выполняющей функции системы автоматического регулирования технологическими процессами.

2. Флот ГРП для реализации способа по п. 1, включающий в себя нагнетающие в скважину смесь по программе системы управления флота ГРП насосные установки, соединенные нагнетательным манифольдом с миксером смесительной установки, который своим входом параллельно соединен с одной стороны с выходом подключенного к предварительно заполненным гелем технологическим емкостям собственного всасывающего насоса, а с другой стороны - с выходом насоса гидратационной установки, причем выходы этих насосов снабжены заслонками и расходомерами для регулирования расхода геля при совместной работе по командам системы управления флота ГРП.

3. Флот ГРП по п. 2, отличающийся тем, что технологические емкости связаны с гидратационной и смесительной установками через манифольд низкого давления, который при низких температурах окружающей среды может быть дополнительно подключен к машине подогрева жидкости.

4. Флот ГРП по п. 2, отличающийся тем, что расход геля q при совместной работе насосов смесительной и гидратационной установок составляет q≥16 м3/мин.

5. Флот ГРП по п. 2, отличающийся тем, что технологические емкости для заполнения гелем имеют общий объем V>400 м3.



 

Похожие патенты:
Группа изобретений относится к извлечению углеводородов из подземного пласта. Технический результат - увеличение извлечения или обратного притока углеводородных соединений из углеводородсодержащих подземных пластов, в частности из пластов с низкой проницаемостью и низкой пористостью, превращение олеофильных пород в гидрофильные не вызывает образования эмульсий с углеводородными соединениями в подземной среде, стабильность при хранении концентрированных композиций.

Изобретение относится к горному делу. Технический результат – повышение эффективности осуществления гидроразрыва горных пород.

Изобретение относится к способу, применяемому для наземного сейсмическогомониторинга гидравлического разрыва пласта углеводородов. В процессе мониторингового режима съемки осуществляется непрерывная регистрация сейсмического волнового поля от нескольких часов до нескольких суток, что позволяет оценить изменение уровня микросейсмической эмиссии.

Изобретение относится к нефтегазовой области, операциям гидроразрыва пласта (ГРП), в частности к способам проведения электромагнитного мониторинга ГРП. Техническим результатом является обеспечение возможности более точного определения проппанта в трещинах ГРП, а также совершенствование способа проведения электромагнитного мониторинга за счет выбора положения источника электромагнитного поля, при котором происходит максимальный электромагнитный отклик от проппанта.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для образования трещин в скважинах с целью дегазации угольных и соляных пластов, отделения блоков от массивов, добычи ценного кристаллического сырья и строительного камня, обрушения кровли. Техническим результатом является повышение эффективности образования направленных трещин в скважинах за счёт одновременного воздействия на породный массив гидравлическим давлением, распором стенок скважины и усилием вдавливания клиньев вне зависимости от глубины внедрения последних в горную породу.

Настоящее техническое решение в общем относится к области гидравлического разрыва нефтяных и газовых пластов, а в частности к многостадийному разрыву пласта с контролируемым воздействием на выбранные зоны вдоль ствола скважины с целью создания множественных трещин. Активационный элемент выполнен с возможностью перемещения вниз по стволу обсадной колонны, расположенной в скважине, для сопряжения и перемещения сдвижной втулки, связанной с обсадной колонной, для открытия одного или нескольких отверстий в обсадной колонне и содержит цилиндрический полый корпус, проходящий между верхним концом и нижним концом и имеющий две ближайшие краевые части, проходящие между верхним концом и нижним концом.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для повышения коэффициента извлечения нефти и газа в низкопроницаемых пластах, а также вовлечения в разработку трудноизвлекаемых, нетрадиционных и нерентабельных запасов углеводородов. Технический результат - увеличение зоны дренирования скважины посредством создания ветвящейся системы искусственных проводящих каналов внутри пласта.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано при освоении природных и техногенных нефтяных месторождений полезных ископаемых с трудно извлекаемыми углеводородами. Технический результат - повышение технологической и эксплуатационной эффективности процесса добычи углеводородов путем инициирования гидроразрыва активационными компонентами и образованием кавитационных гидродинамических эффектов для повышения проницаемости пласта.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, для реализации гидравлического разрыва пласта в наклонно-направленной скважине, вскрывшей и эксплуатирующей один продуктивный пласт. Технический результат заключается в обеспечении проведения большеобъемного гидроразрыв пласта в наклонно-направленной скважине, позволяя оптимизировать временной цикл мероприятий при проведении ГРП.

Группа изобретений относится к горному делу, добыче нефти и газа, к устройствам для ремонта нефтяных и/или газовых скважин с применением перфорации и гидравлического разрыва пласта и может быть использована при осуществлении способов усиленной добычи углеводородов. Устройство содержит установленные на НКТ пакер и перфоратор, в корпусе которого выполнены по меньшей мере одно циркуляционное окно для закачки в скважину рабочей жидкости, разрушающие элементы для проведения перфорации, механизм разобщения циркуляционных окон и разрушающих элементов.

Группа изобретений относится к добычи нефти и газа. Технический результат - улучшение показателя вязкости закачиваемого флюида, обеспечение суспендирования в нем частиц, в том числе и при условии высокого усилия сдвига, экологическая безопасность. Композиция для получения закачиваемого флюида для добычи нефти и газа содержит обратную эмульсию водорастворимого полимера A, содержащего катионные мономерные звенья, и твердые частицы водорастворимого полимера B, содержащего катионные мономерные звенья. Водорастворимый полимер A содержит от 10 до 40 мол.% катионных мономерных звеньев в пересчете на общее количество мономерных звеньев. Катионность в мол.% полимера A выше или равняется катионности в мол.% полимера B. Способ обработки участка подземного пласта, включает обеспечение указанной выше композиции, получение закачиваемого флюида с использованием по меньшей мере указанной выше композиции, введение закачиваемого флюида в участок подземного пласта. Способ разрыва пласта включает обеспечение указанной выше композиции, получение флюида для разрыва пласта с использованием по меньшей мере указанной выше композиции и по меньшей мере расклинивающего наполнителя, введение флюида для разрыва пласта в участок подземного пласта. 6 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 табл.
Наверх