Способ эксплуатации глубинно-насосной скважины

Способ эксплуатации глубинно-насосной скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано при эксплуатации скважин штанговыми глубинными насосами Изобретение позволяет повысить эффективность эксплуатации глубинно-насосной скважины с высоким динамическим уровнем жидкости в затрубном пространстве, для чего скважину пускают в эксплуатацию, устанавливают уровень жидкости путем закрытия затрубного пространства на устье скважины и заполнения его газом, выделяющимся из нефти, после чего скважину эксплуатируют при давлении в затрубном пространстве, определяемом по Следующему Соотношению Рчатрн Рзатр д + (Ннагр - Ндин) РЖ Q - (Ргн - РГД). ГД6 Рзатр н - давление газа в затрубном пространстве на устье скважины после установления уровня жидкости в нем на глубине начала нагрева нефти при котором эксплуатирую скважину. Рзатр д.- давление газа в затрубном пространстве на устье скважины при эксплуатации ее в случае, когда уровень жидкости равен динамическому Ннагр -глубина начала нагрева нефти, Ндин динамический уровень жидкости рж - плотность жидкости в затрубном пространстве; g - ускорение свободного падения РГн и РГд - давление столба газа высотой от устья до Ннагр. и Ндин соответственно 1 ил сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«5U 1758216 А1 (5 )5 Е 21 В 43/12

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М качестве источййков тепла используют спе- --:;„ циальные элвктронагреватели, установленные на дополнительной колонне труб, или излучатели, связанные с источниками высокочастотной электромагнитной энергии. СоглаСно описанному сйособу скважину пускают в работу и эксплуатируют с помощью штангового насоса, подогревая нефть в насосно-компрессорных трубах за счет выделения тепла при распространении

Ro колонне насосных штанг электромагнитных колебаний, создаваемых с помощью геИзобретенйе отйосится к нефтедобыче и может быть использовано-при эксплуатации скважин йтанговыми глубинными насосами.

Известен способ эксплуатацйи глубинно-насосной скважины штанговым глубинным насосом, при котором для йсключения отложения асфальтосмолопарафиновых веществ йа скважинном оборудовании нефть в процессе ее подьема нагревают до температуры, превышающей температуру насыщения нефти парафином. При этом в

1,; :,;::::: -:-;:; - .; . ::::::,:: .:::. :,:.:: - - .,-;:.2 (21)4832727/03, . "-. " ..,:.: :. .::: ::"- - :;:.. намическим:уровнем жидкости в затрубном (46) 30.08.92. Бюл, N 32 ::.: : .: .::-:.- . . эксплуатацию,"устанавливают уровень жид(71) Пермский политехнический институт .".:" кости путем закрытия"затрубного простран (72) В. А. Мордвинов, П. Н.":Цылев, А. Д. ства на"устье скважины и заполнейия его

Коротаев и Ю, Ф. Антонов,: : .": ."-.-:::--"..:- газомвыделяющимся из"нефти, после чего (56) Авторское свидетельство СССР .. - ", . скважину эксплуатируют йри давлении в заМ 1252479,"кл, Е 21 В 43/00,1986,,:.... трубном прострайстве, определяемом по

AoTopcKîå свидетельство СССР"- : .... следующему соотношению Р.„р,p = Р, „.д, М 802527, кл, Е 21 В 43/00. 1981.,-;. + (Ннагр. —" Ндин) Рж g — (Ргн - Ргд). где

Авторское свидетельство СССР:,. Paa>p, -" давление газа "в затрубном проN 367235, кл. Е 21 В 43/24, 1971.::: " :; странстве на устье скважины после устаСереда Н. Г., Сахаров В, А.; Тимашев А. новления уровня жидкости в нем на глубйне

Н. Спутник нефтяника и газовика. Сйравоч- . гначала нагрева нефти, при котором эксплунйк. М.; НедРа, 1989, с, 325, ......"::- атйРУЮ скважинУ; РздтР,Д давление газа в

ЮрчукгА. M., Истомйн А. 3. Расчеты в затрубном пространстве на устье скважины добыче нефти. Учебник. для техникумов, М.:, при эксплуатации ее в случае, когда уровень

Йедра, 1979, с. 271. ...; : .. - ..:жидкости равен динамическому; H>iarp. глу(54) СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГЛУБИНЙО- бина начала нагрева нефти; Нд < — динамиНАСОСНОЙ СКВАЖИНЫ .: " .::.;:".,: ческий уровень жидкости; р> — плотность (57) Изобретение относится к области неф; жидкости в затрубном пространстве; g -устедобычи и может быть использовано при корейие свободного падения; Ргн и Ргд— эксгцфатации скважин штанговыми глубин- давление столба газа высотой or устья до ными"йасосами . Изобретение позволяет по- Нн гр. и Нд соответственно. 1 ил. весить эффективность" эксплуатации глубинно-насосной скважины с высоким ди1758216

4 нератора на устье скважины. При этом в са, т,е. уменьшается производительность затрубном пространствЕ скважины выше скважины, Отсюда следует низкая эффекнасоса устанавливается динамйческий уро- тивность такого способа эксплуатации сквавень жидкости, Расстояние до которого от жины, устья скважины определяется по формуле 5 Целью йзобретения является повышение эффективности эксплуатации глубинноP затр+н,„., g — р „„ насосной, скважины с высоким р ог g .. " динамическим уровнем жидкости в затрубном пространстве. где Р„,р"- давление газа в з трубном про 10 Поставленная цель достигается тем что ("странстве Йа-устье скважины;., ::" согласно способу эксплуатации глубинноPi(s(. — давление в скважине у приема насосной скважийы с вйсоким динамиче- насоса;:.. : -.:...::: :- .,: .. :... ским уровнем жидкости,. включающему

Н((ас глубина подВески насоса;, спУск .в .скВажину насосно-KQMllpeccopKblx

p® — плотность жидкости.в затрубном "5 тРУб с нагревателем и шта roaого насоса на пространстве; .:::: .:- ..:: " . : HGcocHbfx штангах, установление уровня р — пло(тность газа в затрубном йро-: . жидкости в затрубном пространстве, соот,- странстве вцше динамическото уровня .- . Ветствующего глубине начала нагрева нефg — ускорение свободного падения, .. ти, нагрев нефти и подьем ее на Недоста.гком этого способа является 20 поверхность, скважину пускают В эксплуа низкая эффективность для скважин c высо- тацию, устанавливаютуровеньжидкости пукими динамическими.уровнями жидкости в.: тем закрытия затрубного пространства на

Затрубйом пространстве, 3то обусловлейо, Устье скважины и заполнения его газом, вытем;"что при заполненном жидкостью за- делающимся из нефти, после чего скважину трубном пространстве в интервале от насо- 25 эксплуатируют при давлении в затрубном са до динамического уровня значительная пространстве, определяемом по следующечасть тепла, создаваемого при нагреве до- му соотношению: бь ваемой нефти, через жидкость затрубного пРостранства-передается в окружающую - P aTp,г(= Рзагр д+Жнагр H „) /ож g (Ргн Ргд), среду и теряетСя, -:...: .:, :::::... . 30

ИЗВЕСТЕН таКжЕ СПОСОб ЭКСПЛуатацИИ . Гдв P àTр н давЛЕНИЕ(ГЗЗа В ЗатрубНОМ ПРОглубинно-насосной скважины с высоким ди- странстве на устье скважины послеустановнамйческим уровнем, при котором в сква- . ления уровня "жидкости в нем на глубине жину -: -: спуска ют:::: кол он ну начала нагрева нефти; насосно-компрессорных труб с нагревате- 35 Рзагр .д-давление газа вэатрубном.пролем и пакером, снабженным обратным кла- странстве на устье скважины при эксплуатапаном. Производят посадку пакера на - ции ее при уровне жидкости, равном глубине, соответствующей началу нагрева динамическому; нефти. В насосно-компрессорные трубы . Н (агр — глубина начала нагрева нефти; спускают штанговый насос на штангах. В 40 Ндия — дйнамическийуровеньжидкости; затрубное пространство скважины нагнета- A — плотность жидкости в затрубном ют газ или воздух и вытесняют жидкость из пространстве; этого пространства через клапан в фильтро- g — ускорение свободного падения; вую часть скважины, после чего пускают ее Ргн и Ргд — давление столба газа высотой в эксйлуатаци(ю, ; ": 45 от устья до Ннагр и. Ндин соответственно, Недостатком известного способа явля- На чертеже приведена схема, поясняюется необходимость установки пакера с о6- щая эксплуатацию глубино-насосной скваратным клапаном, что, требует жины по предлагаемому способу. д(ополнительйых затрат на оборудование и Способ Реализуют следующим образом. создает дополнительные технологические 50 В скважину 1 спускают колонну насострудности. Прй откачке нефти со свободйой но-компрессорных труб 2 с нагревателем 3. газовой фазой у приема насоса, что имеет В насосно-компрессорные трубы спускают место для большей части добывающих.глу- штанговый насос 6 на штангах 7. По предлобинно-насосных скважин, часть газа сепа- . женнойформулеопределяютдавление взарируется в затрубное простоан ство и 55 трубном пространстве 8 на Устье скважины, йакаплйвается под пакером, оттесняя уро- при котором она должна эксплуатироватьвень жидкостивнемкприемунасоса, После ся, Закрывают выход из затрубного пропрорыва этого газa о насос уменьшаются странства на устье и пускают скважину в коэффициенты наполнейия и подачи насо- Р бо у. При Увеличении давления газа в за5 - 6

I трубном пространстве за счет выделения" Следовательно, егоизнефти, сепарацииинакоплениявыше . S 0,03415 х0;85х 150 уровня жидкостй в затрубном прострайстве. н 0,93 х 289 до найденной по формуле величины затрубное пространство приоткрывают и осущест- 5 и Р д = 1,0 е — 1) = 0;016 МПа

0,0162 вляют эксплуатацию:скважины4 при этом давлении.: .::: :,.- ..... Находят давлениеу приема насоса

Изобретение осуществляют следующим образом при приведенных ниже исход- Рнас = Рзатр.д+ Ргд+(Ннас — Нднн) рж 9 = ных данных по скважине; дебит скважийы 10

18 т/сут безводной нефти; глубина скважи- .. "= 1;О+ 0;016+ (950 - t50) х 810 х 9,81 х ны 1250 м; глубина подвески штангового насоса Ннас = 950 м; глубина размещения ..: х 10 —,— 7,373 МПа. нагревателя нефти Ннагр = 850 м; динамическийуровеньжидкости Нднн=150м; плотность 15 Находят давление газа в затрубном пронефти рж = 810 кг/м; газонасыщенность .:. странстве на отметке Ннагр при работе скваз. нефти у приема насоса Гпр = 28 M /т; газо- жины, когда уровень жидкости в этом з вый фактоР = 52 м /т; Давление-газа в пРостРанстве Равен HHarp. из- слеДУюЩей эатрубном пространстве на устье скважины формулы при работе ее, когда уровень жидкос4ти со- 20 ответствует динамическому",Рзатр.д = 1,0 . Рнас = Рзатр.н + Ргн+ (Ннас Ннагр) px g, МПа: отйосительная плотность попутного газа pc, = 0,85; критическое давление для Рзатр,н + Р н = 7,373 — (950 — 850) х 810 х попутного газа Ркр = 4,1 МПа, критическая . 9,81 х 10 = 6,578 МПа. температура для попутного газа Т р = 252 К; 25 средняя температура газа в затрубном llpo-. :: ": В соответствии с барометрической форстранстве Тср.д = 289 К при высоте столба . мулой

150 м и Тср,н = 290,5 К при высоте столба 850 M

Сначала определяют давление газа в .. Рзатр.н+ Ргн = Р=агр.н е = 6,578 МПа.

Ян гзатрубном пространсгве на устье скважины 30 при уровне жидкости; равном Ннагр. по фор-. " :".: .:, :: 6,578

Следовательно, Рзатр.н =

Рзатр.н = Рзатр.д+(Ннагр Ндин} / ж g (Ргн Ргд)

Давление столба газа от устья до дина- мического уровня находят с помощью барометрической формулы

Ргд = Рзатр.д е Рзатр.д = Рзатр,д (e — 1), зя =. з9 о;03415 . LH,.„ .где Я0 = ср.д. Т r.р.д. Коэффициент сверхсжимаемости газа

Zcp,ä находят по формуле

Zcp.ä = 1 — 10 (0,76 Т пр.д — 9.36 Тпр.д+

+ 13}(8 Рпр,д)Р пр,д где Тпр,д = Тср.д/Ткр = 289/252 = 1,147;

Рпр.д = Рзатр.д/Ркр = 1,0/4,1 = 0,244

Получают Zcp д =. 1-10 (0,76 х 1,147 3 — 9,36 х 1,147 + 13}(8 — 0.244} 0,244 = 0,93

32Ы к р Ь" :

Zcp.í Тср.н и

Zcp.í = 1-10 (0,76 Т пр.н — 9.36 Тпр.н.+

35 где н =

+ 13}(8 — Рпр.н)Рпр.н

Приведенное давление

Р пр.н = (Рзатр.н + Ргн)Ркр =

50 = 6,578/4,1 = 1,664

Подставив найденные значения Т р.н и

Р пр.н в формулу для Zcp.н, получают 2 ср.н

0,636, а

0,03415 х 0,85 х 850

0,636 х 290,5

= 0.134;

Приведенная температура

Рпр.н = Tcp.н/Ткр = 290.5/252 = 1,153.

1758216

Йаходят.S н

Следовательно

6,578

P эатр.н 0 134: 5,756 МПа

При этом P )) = 6,578 - 5,756 = 0;822 МПа.

Находят 2 gp.H при давлении, равном

II .

P эатр.н; т.е.

P пр.н P эатр.н/Ркр =, II - 1

4

": 5,756/4,1"= 1,404, 2 ср.н 1-10 (0,76 х 1,153 — 9,36 х х, 1,153 + 13)(8 — 1,404) х 1,404 = 0:,671.

5й 0;03415 х 0,85 х 850 0 127

0;671 х 290;5

Р эатр.н =...: = 5,793 МПа, и : 6,578

0,127.

P гн = 6,578 — 5,793 = 0,785 МПа; . I

Значения Р „и Р гнотличаютсядруготдру

I It гого на 0;037 МПа, или нэ 4,5$, что прием лемо"для практических расчетов, 8 вают попутный газ в затрубном пространстве до тех пор, пока давление его не достигнет 5,774 МПа, что соответствует оттеснению уровня жидкости в:затрубном

5 пространстве до глубины 850 м. Далее скважину эксплуатируют при этом давлении газа в затрубном пространстве. .. Ф о р и у л а -и з о б р е т е н и я . Способ .эксплуатации глубинно-насос10 ной скважины," включающий спуск в-скважи ну. насосно-компрессорных труб с нагревателем и штэнгбвого насоса на нэ- cocHblx штангах, установление уровня жид кости в затрубном пространстве. .15 соответствующего глубине начала нагрева нефти, нагрев нефтй и подъем ее на поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышейия эффективности способа, скважину пускают в эксплуатацию, устанав-20 ливают"уровень "жидкости путем закрытия затрубного пространства нэ устье скважины . и заполнения его газом; выделяющимся из нефти, после чего скважину эксплуатйруют при давлении в затрубном пространстве, 25 определяемом по следующему соотноше:нию:, .

Рэагр.н,= Рзагр.д + (Ннагр. — Нд) рж

30 ..::: —.(Ргн — Ргд), Давление столба газа высотой Кнarp

P гн + P гн 0,822 + 0,785

Ргн

2 .:. : . : . -: 2

0;804 МПв

Следовател.ьно, Рэаip.H - 1,0+.

+ (850- 150) 810 х 9,81 х 10 6..—

- (0,804-0,016) = 5;774 Мйа В скважину спускают насосно-компрессорные трубы: с нагревателем и штанговый насос на насосных штангах. Закрывают затрубное пространство скважины и пускают ее в работу. 3а счет выделения газа из нефти и сепарацийего у приема насоса накаплигде Рэагр.н —:давление газа в зэтрубном пространстве на устье скважины после установ ления уровня жидкости в нем на глубине

35 начала нагрева нефти, при котором эксплуатируют скважину, МПа;.

Рэагр,д- давление газа в затрубном пространстве на устье скважйны при эксплуата- ции ее в . случае, когда уровень жидкости

40. равен динамическому, МПа;

Ннагр — глубина начала нагрева нефти, м;

Нднн — @йнамический уровень жидкости, м, р,< + плотность жидкости в затрубном

45 пространстве, кгlм ; у — ускорение свободного падения, м/с;

Рг . и Ргд- давление столба газа, высо той от устья до HHarp. и Нднн соответственно, 50 МПа.

1758216

Составитель В. Мордвинов

Редактор Т. Лаэоронко Техред МУЛоргентал - : Корректор H. Келемещ Заказ 2979 . . Тираж .. :- - " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета йо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб;; 4/5

Производственно-иэдательскйй комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101