Устройство для подъема продукции при тепловом воздействии на пласт

Устройство для подъема продукции при тепловом воздействии на пласт

Реферат

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки залежей сверхвязкой нефти и природных битумов тепловыми методами с использованием пара, нефтяных растворителей и различных добавок, а также к техническим средствам для подъема продукции из скважин со сверхвязкой нефтью и природными битумами при тепловом воздействии на призабойную зону пласта паром в произвольном порядке чередования.

Известен пневматический водоподъемник замещения (а.с. №1242648, МПК F04F 1/08, опубл. 07.07.86, Бюл. №25), включающий камеру замещения, водоподъемные и воздухоподводящие трубы, нагнетательный и всасывающий клапаны.

Недостатками этого устройства являются необходимость периодического перемещения устройства в забое для чередования воздействия на пласт и вытеснения жидкости из забоя, для чего необходимо проведение дополнительных спуско-подъемных операций и разгерметизация устья скважины, что дополнительно может приводить к выходу воздуха высокого давления из камеры высокого давления, образовавшейся в пласте скважины при предыдущей его обработке, на дневную поверхность, и создавать угрозу безопасности персонала и сохранности наземного оборудования, или к непланируемым простоям скважины и оборудования с целью ожидания падения давления в скважине, а также неспособность работы устройства в горизонтальном положении.

Наиболее близким по достигаемому результату является установка для подъема высоковязких жидкостей (а.с. №800418, МПК F04B 47/00, F04F 1/00, опубл. 30.01.81 г. Бюл. №4) преимущественно из скважины, содержащая камеру вытеснения, колонны труб для прохода поднимаемой жидкости и подачи рабочего агента, а также приемный и нагнетательный клапаны, установленные в соответствующих полостях, при этом установка снабжена корпусом, установленными по его концам верхним и нижним седлами, в последнем из которых расположен приемный клапан, и муфта перекрестного течения с проходными каналами, установленная в верхнем седле, причем один канал муфты гидравлически сообщен с камерой, а другой - с нагнетательной полостью и колонной труб для прохода поднимаемой жидкости.

Существенным недостатком этого наиболее близкого по достигаемому результату устройства является то, что для переключения режимов работы установки (чередования тепловой обработки призабойной зоны пласта паром и откачки продукции) с помощью приемного клапана насоса приходится проводить дополнительные спускоподъемные операции, чтобы приподнимать или опускать колонну пароподвода, что дополнительно приводит к разгерметизации устья скважины, выходу пара высокого давления из паровой камеры, образовавшейся в пласте скважины при предыдущей тепловой обработке, на дневную поверхность, охлаждению призабойной зоны пласта и, как показывает современный опыт, к созданию реальной угрозы безопасности персонала и сохранности наземного оборудования, и в результате, часто приводит к невозможности использования установки по назначению или к непланируемым простоям скважины и оборудования с целью ожидания падения давления в скважине, а также к необходимости лишних затрат тепловой энергии для последующего подогрева призабойной зоны пласта до ранее достигнутой температуры.

Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности использования скважин и оборудования при разработке залежей высоковязкой нефти и природных битумов тепловыми методами на основе сокращения эксплуатационных затрат и улучшение условий безопасной работы путем исключения необходимости разгерметизации устья скважины при переключении режимов работы.

Техническая задача решается устройством для подъема нефти или теплового воздействия на пласт, содержащим камеру вытеснения, колонны труб для прохода поднимаемой жидкости и подачи рабочего агента, а также приемный клапан, сообщенный с внутрискважинным пространством, и нагнетательный клапан, сообщенный с колонной труб для прохода поднимаемой жидкости.

Новым является то, что камера вытеснения снабжена дополнительным клапаном, сообщенным с внутрискважинным пространством, и выполненным с возможностью его открытия при давлении, превосходящем давление открытия нагнетательного клапана.

На чертеже изображена схема.

Устройство 1 включает дополнительный клапан 2 с разъемным соединением (на черт. не показано) к внешним устройствам, приемный клапан 3, конденсационную вытеснительную камеру 4, нагнетательный клапан 5 и замковую опору 6.

Устройство работает следующим образом.

Устройство опускается в скважину (на черт. не показано) на колонне труб для прохода поднимаемой жидкости - подъемном трубопроводе 7, присоединяемым к устройству через разъемное соединение и клапан 5, и снабженным на устье запорным устройством 8. После чего в скважину спускают колонну труб для подачи рабочего агента - нагнетательный трубопровод 9 до герметичного соединения с камерой 4 через замковую опору 6.

После герметизации скважины на устье перекрывают запорное устройство 8 подъемного трубопровода 7. Пар по нагнетательному трубопроводу 9 подают в устройство 1, при этом дополнительный клапан 2, настроенный на давление закачки, открывается для доступа пара в пласт (на черт. не показан) через внутрискважинное пространство (на черт. не показано). Для доставки пара в назначенный по длине скважины интервал к клапану 2 через разъемное соединение может подсоединяться хвостовик (на черт. не показан) необходимой конструкции и длины. Для повышения эффективности нефтеизвлечения из пласта могут применяться различные добавки к подаваемому в пласт пару поверхностно-активных веществ и растворителей. Продолжительность теплового воздействия определяется технологическим режимом разработки месторождения.

Способ подъема нефти исполняют следующим образом. После проведения теплового воздействия на пласт подачу пара прекращают, а запорное устройство 8 открывают. Клапан 2 закрывается, ввиду прекращения подачи пара и снижения давления при технологической выдержке для частичной конденсации пара в конденсационной камере 4. В результате частичной конденсации пара давление в конденсационной камере 4 снижается, при этом срабатывает приемный клапан 3, сообщающий камеру с внутрискважинным пространством, жидкая фаза продукции поступает из скважины под воздействием гравитационных сил и пластового давления через приемный клапан 3 в конденсационную камеру 4 до выравнивания давления в конденсационной камере 4 с давлением на забое скважины (на черт. не показан). После этого подают пар по нагнетательному трубопроводу 9 в устройство 1, при этом приемный клапан 3 под действием давления закрывается, нагнетательный клапан 5, настроенный на открытие при давлении, меньшем давления закачки пара в пласт, открывает доступ жидкости из конденсационной камеры 4 в подъемный трубопровод 7 и далее через запорное устройство 8 на устье скважины в систему нефтесбора (на черт. не показана) при закрытом клапане 2, настроенном на давление закачки большее давления открытия нагнетательного клапана 5. После вытеснения жидкости из конденсационной камеры 4 через нагнетательный клапан 5 подачу пара прекращают, производят технологическую выдержку для частичной конденсации рабочего агента в конденсационной камере 4 и выравнивания давления в конденсационной камере 4 с давлением на забое скважины и всасывания в конденсационную камеру 4 жидкости из забоя через приемный клапан 3. Для продолжения откачки рабочие циклы устройства повторяют. При необходимости возобновления подачи пара для теплового воздействия в пласт запорное устройство 8 на устье скважины закрывают. Причем для перехода в режим закачки пара в пласт не требуется разгерметизации устья скважины для механического открытия предохранительного клапана 2.

Таким образом, предлагаемое устройство для подъема нефти или теплового воздействия на пласт позволяют решить поставленную техническую задачу повышения эффективности использования скважин и оборудования при разработке залежей высоковязкой нефти и природных битумов тепловыми методами.

Сокращение эксплуатационных затрат достигается возможностью выполнения одним устройством в произвольном порядке чередования двух выполняемых функций - закачки пара в пласт и откачки продукции на дневную поверхность, в результате чего исключается необходимость проведения спускоподъемных операций для смены режимов работы и технологических операций. При этом из стоимости эксплуатации исключаются трудозатраты на многократное производство подземных ремонтов, потери от недобора нефти при вынужденном простое на ремонт и сопутствующие траты на транспортировку и перемещение оборудования для проведения спускоподъемных операций, в результате повышается полезная отдача скважин и оборудования, а также улучшаются условия безопасного труда из-за отсутствия возможности неконтролируемого выброса пара.

Сокращение эксплуатационных затрат достигается также за счет рационального использования энергии рабочего агента, а именно за счет исключения случаев вынужденного проветривания скважины в отсутствие спускоподъемных операций.

Предлагаемое устройство для подъема продукции при тепловом воздействии на пласт позволяет повысить эффективности использования скважин и оборудования при разработке залежей высоковязкой нефти и природных битумов тепловыми методами, сократить эксплуатационные затраты и повысить безопасность работы благодаря отсутствию необходимости разгерметизации устья скважины при переключении режимов работы.

Устройство для подъема продукции при тепловом воздействии на пласт, содержащее камеру вытеснения, колонны труб для прохода поднимаемой жидкости и подачи рабочего агента, а также приемный клапан, сообщенный с внутрискважинным пространством, и нагнетательный клапан, сообщенный с колонной труб для прохода поднимаемой жидкости, отличающееся тем, что камера вытеснения снабжена дополнительным клапаном, сообщенным с внутрискважинным пространством и выполненным с возможностью открытия при давлении, превосходящем давление открытия нагнетательного клапана.