Способ закачки в пласт газированной жидкости

Способ закачки в пласт газированной жидкости

Реферат

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам закачки в пласт газированной жидкости.

Способ закачки газа в пласт (патент RU №1538586, Е21В 43/00, опубл. бюл. №21, от 15.11.1994 г.), включающий компримирование, подвод к устью скважины, транспортировку по самостоятельному каналу скважины и закачку газа в пласт, отличающийся тем, что с целью упрощения технологии закачки газа в пласт при снижении энергоемкости подвод газа к устью и транспортировка по самостоятельному каналу скважины осуществляют ниже перфорационных отверстий продуктивного пласта совместно с жидкостью плотностью выше 1,0 т/м³ с последующим отделением газа от жидкости перед закачкой газа в пласт и отводом жидкости по самостоятельному каналу.

Недостатками этого способа являются:

- возможность расслоения эмульсии и выделение газа, интенсивно препятствующего закачке жидкости, то есть создание воздушной пробки, особенно в трубах с малым внутренним проходным сечением;

- возможны срывы потока, связанные с интенсивным выделением газа из жидкости при турбулентном потоке, приводящим к созданию воздушных пробок в трубах;

- высокие энергетические потери из-за нерационального использования (до 40%) способа, связанные с выделением и быстрым подъемом к устью скважины газа из газированной жидкости при закачке в пласт, что ухудшает эффективность использования способа.

Способ закачки в пласт газированной жидкости (а.с. №1736226, Е21В 43/20, опубл. бюл. №5, от 20.02.1996 г.), включающий сжатие жидкой и газообразной фаз, смешивание, подвод к устью скважины, транспортировка к забою и закачку в пласт, причем транспортировку к забою жидкой и газообразной фаз осуществляют одновременно-раздельно по самостоятельным каналам до их смешения непосредственно вблизи продуктивного пласта, а сжатие жидкой и газообразной фаз происходит под действием столбов жидкой и газообразной фаз в скважине.

Недостатками этого способа являются:

- неконтролируемый процесс смешивания, так как условия в скважине непостоянны;

- высокие энергетические потери из-за нерационального использования (до 50%) способа, связанные с выделением и быстрым подъемом к устью скважины газа из газированной жидкости при закачке в пласт, что ухудшает эффективность использования способа;

- нерегулируемое газирование жидкости, то есть невозможность изменения величины газирования жидкости в процессе ее закачки в пласт.

Технической задачей способа является повышение эффективности использования за счет контролируемого процесса смешивания и снижения потерь при закачке газированной жидкости в пласт, а также возможность регулирования величины газирования жидкости, закачиваемой в пласт.

Поставленная задача решается способом закачки в пласт газированной жидкости, включающим спуск в скважину концентрично расположенных внутренней и наружной колонн труб, доставку одновременно-раздельно в скважину жидкости и газообразной фазы по колоннам труб, смешение их непосредственно вблизи пласта эжектором и закачку этой газированной жидкости в пласт.

Новым является то, что внутреннюю колонну труб снизу оснащают ниппелем с клапаном над ним, а эжектор изготавливают в виде блока из нескольких струйных насосов с камерами разрежения, сообщенными с верхними входными центральным под ниппель и боковыми каналами, причем этот эжектор спускают в скважину на конце наружной трубы, оснащенной наружным пакером, после чего над пластом устанавливают пакер и спускают внутрь наружной колонны труб внутреннюю колонну труб до герметичного взаимодействия ниппеля с центральным каналом камеры разрежения, а смешение жидкости и газообразной фазы производят в камерах разрежения струйных насосов эжектора, подавая по наружной трубе через боковые каналы под давлением жидкость, а по внутренней через ниппель - газ, при этом закачку в пласт газированной жидкости производят за счет напора нагнетаемой газированной жидкости, а величину газирования изменением объема камер разрежения струйных насосов вводом в центральный канал и выводом из него без извлечения ниппеля.

На чертеже изображена схема осуществления способа.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Перед осуществлением способа производят монтаж оборудования в скважине 1 (см. чертеж). Поэтому предварительно эжектор 2 изготавливают в виде блока из нескольких струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ с камерами разрежения 4; 4';…4ⁿ соответственно, сообщенными с верхними входными центральным 5 и боковыми 6 каналами. В данном примере эжектор 2 выполнен в виде четырех струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ.

Далее в скважину 1 на нижнем конце наружной колонны труб 7 спускают эжектор 2, кроме того, перед спуском в скважину 1 наружную колонну труб 7 выше эжектора 2 оснащают наружным пакером 8.

Эжектор 2 размещают непосредственно над пластом 9, после чего герметизируют межколонное пространство 10 наружным пакером 8. Далее в наружную колонну труб 7 концентрично спускают внутреннюю колонну труб 11, оснащенную снизу ниппелем 12 с клапаном 13 над ним.

Спуск внутренней колонны труб 11 внутрь наружной колонны труб 7 продолжают до герметичного взаимодействия ниппеля 12 с центральным каналом 5 эжектора 2. Далее начинают осуществлять предложенный способ, для этого по наземному трубопроводу 14 под давлением подают газообразную фазу (газ) во внутреннюю колонну труб 11, а параллельно с этим по наземному трубопроводу 15 под давлением подают жидкость в наружную колонну труб 7.

Таким образом, газ и жидкость транспортируются в скважине 1 раздельно по самостоятельным каналам 16 и 17 соответственно, при этом смешение жидкости и газа происходит непосредственно вблизи пласта в эжекторе 2, работающем под действием напора жидкости. Смешение жидкости и газа происходит в камерах разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ эжектора 2, куда по наружной колонне труб 7 (самостоятельному каналу 17) через боковые каналы 6 под давлением подают жидкость, туда же, то есть в камеры разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ эжектора 2 параллельно и одновременно с подачей жидкости по внутренней колонне труб 11 (самостоятельному каналу 16) через клапан 13 и ниппель 12 подают газ, причем клапан 13 предотвращает попадание газированной жидкости в самостоятельный канал 16 для подачи газа (во внутреннюю колонну труб 11) при остановке в подаче газа.

При прокачке жидкости через эжектор 2 в камерах разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ эжектора 2 создается пониженное давление, это происходит за счет высокой скорости потока жидкости, которая под давлением поступает в камеры разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов по самостоятельному каналу 17 (согласно закону Бернулли). В результате чего в камерах разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ обеспечивается интенсивное всасывание газа из ниппеля 12, поступаемого в него по самостоятельному каналу 16, и его последующее перемешивание с жидкостью в эжекторе 2, при этом образуется газированная жидкость. Закачку в пласт 9 газированной жидкости производят за счет напора нагнетаемой газированной жидкости.

Из эжектора 2 жидкость попадает сначала в подпакерное пространство 18 скважины 1, а оттуда поступает в пласт 9. Закачку в пласт 9 газированной жидкости производят за счет напора нагнетаемой газированной жидкости.

На практике при закачке газированной жидкости в пласт 9 возникает необходимость изменения величины (степени) газирования жидкости. Поэтому величину газирования жидкости производят путем изменением объема камер разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ эжектора 2 вводом в центральный канал 5 эжектора 2 и выводом из него без извлечения ниппеля 12 на величину не больше длины L.

Изменение степени газирования производят спускоподъемом внутренней колонны труб 11 с устья скважины 1 относительно наружной колонны труб 7 и эжектора 2 соответственно на длину не более величины L с одновременной подачей газа и жидкости по самостоятельным каналам 16 и 17 соответственно.

При подъеме внутренней колонны труб 11 ниппель 12 выходит из центрального канала 5 эжектора 2, тем самым увеличивая объем камер разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ эжектора 2, что позволяет более интенсивно засасывать газ из ниппеля 12 в камеры разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ эжектора 2. В результате увеличивается степень газирования жидкости, закачиваемой в пласт 8.

И, наоборот, при спуске внутренней колонны труб 11 вниз относительно наружной колонны труб 7 и соответственно эжектора 2 ниппель 12 проходит сквозь центральный канал 5 эжектора 2 и размещается в камерах разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ эжектора 2, в связи с чем уменьшается объем камер разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ эжектора 2, поэтому газ из ниппеля 12 в камеры разрежения 4; 4'; … 4ⁿ струйных насосов 3; 3'; … 3ⁿ эжектора 2 засасывается менее интенсивно. В результате уменьшается степень газирования жидкости, закачиваемой в пласт 9.

Таким образом, изменяя местоположение нижнего конца ниппеля 11, установленного на нижнем конце внутренней колонны труб 11, регулируют газирование жидкости, закачиваемой в пласт 9 до необходимой величины, что осуществляется практическим путем. Контроль степени газирования жидкости в эжекторе 2 ведется с устья скважины по расходу жидкости и газа с помощью любого известного расходомера.

Наличие пакера 8 обеспечивает повышенное давление в подпакерном пространстве 18, что исключает интенсивное выделение газа из газированной жидкости и снижает неэффективные затраты на газирование жидкости на создание повышенного давления в скважине при закачке газированной жидкости в пласт 9.

Предлагаемый способ закачки в пласт газированной жидкости позволяет повысить эффективность закачки в пласт газированной жидкости за счет контролируемого процесса смешивания жидкости и газа в эжекторе и снижения потерь при закачке газированной жидкости в пласт за счет установки пакера, а также возможность регулирования величины газирования жидкости, закачиваемой в пласт, за счет изменения местоположение нижнего конца ниппеля в камере разрежения эжектора.

Способ закачки в пласт газированной жидкости, включающий спуск в скважину концентрично расположенных внутренней и наружной колонн труб, доставку одновременно-раздельно в скважину жидкости и газообразной фазы по колоннам труб, смешение их непосредственно вблизи пласта эжектором и закачку этой газированной жидкости в пласт, отличающийся тем, что внутреннюю колонну труб снизу оснащают ниппелем с клапаном над ним, а эжектор изготавливают в виде блока из нескольких струйных насосов с камерами разряжения, сообщенными с верхними входными центральным под ниппель и боковыми каналами, причем этот эжектор спускают в скважину на конце наружной трубы, оснащенной наружным пакером, после чего над пластом устанавливают пакер и спускают внутрь наружной колонны труб внутреннюю колонну труб до герметичного взаимодействия ниппеля с центральным каналом камеры разряжения, а смешение жидкости и газообразной фазы производят в камерах разряжения струйных насосов эжектора, подавая по наружной трубе через боковые каналы под давлением жидкость, а по внутренней - через ниппель, при этом закачку в пласт газированной жидкости производят за счет напора нагнетаемой газированной жидкости, а величину газирования изменением объема камер разряжения струйных насосов вводом в центральный канал и выводом из него без извлечения ниппеля.