Контейнер для подачи реагента в скважину

Контейнер для подачи реагента в скважину

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к погружным контейнерам преимущественно с порошкообразным реагентом и предназначено для предупреждения отложения солей на нефтепогружном оборудовании.

Известно устройство для обработки пластовой жидкости в виде трубы с радиальными отверстиями в верхней части, заполненной ниже отверстий сыпучим твердым реагентом с возможностью движения скважинной жидкости через реагент и отверстия (патент РФ №2165009, Е21В 37/06, 1999).

Недостатком данного устройства является ограниченная продолжительность работы, поскольку растворение твердого реагента пластовой жидкостью происходит одновременно по всей его поверхности.

Известно устройство для подачи реагента в скважину в виде соединенных муфтами секций, каждая из которых представляет собой заполненный реагентом цилиндрический контейнер с камерами смешения по торцам, отделенными от реагента дозирующими сеточными фильтрами и гидравлически соединенными со скважиной через отверстия (патент РФ №2386791, Е21В 37/06, 2008).

Недостаток устройства заключается в уменьшающейся со временем скорости дозирования реагента из-за закупоривания сеточных фильтров дисперсными частицами из пластовой жидкости.

Известно устройство для подачи реагента в скважину, содержащее цилиндрические контейнеры с реагентом, у которых верхний торец перекрыт крышкой с дозатором, а нижний торец - заглушкой, и соединяющие контейнеры муфты с камерами смешения, имеющие входные и выходные отверстия (патент РФ №2472922, Е21В 37/06, 2013).

Недостатком описанного устройства является зависимость скорости дозирования от проницаемости поверхностного слоя порошкообразного реагента и его загрязненности нефтью и дисперсными частицами.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является контейнер для подачи реагента в скважину в виде цилиндрического корпуса с перфорациями в верхней части, снабженного нижней крышкой и верхней крышкой с центральным отверстием и заполненного порошкоообразным реагентом ниже уровня перфораций с образованием свободной полости (патент РФ №2502860, Е21В 37/06, 2013).

Недостатком принятого за прототип контейнера является неравномерное количество реагента, поступающего в пластовую жидкость в единицу времени. Это обусловлено тем, что при растворении уровень порошкообразного реагента в корпусе снижается, вследствие чего возрастает время, необходимое попадающей в него из скважины пластовой жидкости на преодоление увеличившегося расстояния от перфораций к реагенту и обратно к отверстиям в верхней крышке после обогащения растворившимся реагентом.

Заявляемый контейнер повышает равномерность дозирования реагента в пластовую жидкость.

Указанный технический результат достигается тем, что в контейнере для подачи реагента в скважину, содержащем по крайней мере один цилиндрический корпус с перфорациями, снабженный верхней крышкой с отверстием, нижней крышкой и заполненный порошкообразным реагентом ниже уровня перфораций с образованием свободной полости, согласно изобретению перфорации расположены окружными рядами, распределенными по всей длине корпуса, причем перфорации во всех рядах за исключением ближнего к верхней крышке ряда перекрыты растворимыми пробками.

На фиг.1 схематично изображен заявляемый контейнер для подачи реагента на начальной стадии эксплуатации, общий вид, разрез; на фиг.2 - то же, на промежуточной стадии эксплуатации; на фиг.3 - то же, на завершающей стадии эксплуатации.

Контейнер для подачи реагента в скважину содержит по крайней мере один цилиндрический корпус 1, снабженный нижней крышкой 2 и верхней крышкой 3 с центральным отверстием 4, по всей длине которого выполнены перфорации 5, расположенные окружными рядами 6 (фиг.1). Оси перфораций 5 могут быть ориентированы перпендикулярно к оси корпуса 1 или направлены к ней под острым углом вниз. Перфорации 5 в ближнем к верхней крышке 3 окружном ряду 6 выполнены открытыми, а во всех остальных рядах они оснащены растворимыми пробками 7, выполненными с одинаковой толщиной. Корпус 1 заполнен ниже открытых перфораций 5 порошкообразным водорастворимым реагентом 8, причем между реагентом и верхней крышкой 3 остается свободная полость 9. Пробки 7 растворяются при взаимодействии с концентрированным водным раствором реагента. Состав порошкообразного реагента 8 подбирается с учетом температуры, обводненности и химического состава добываемой пластовой жидкости. Сверху на цилиндрический корпус 1 устанавливается перфорированная муфта (не показана), с помощью которой он присоединяется к основанию погружного электродвигателя (не показан). Для увеличения количества дозируемого в пластовую жидкость реагента контейнер может содержать несколько цилиндрических корпусов 1, соединенных между собой вышеназванными муфтами.

Устройство для подачи реагента работает следующим образом.

При работе погружного насоса пластовая жидкость в виде водонефтяной эмульсии течет вверх вдоль контейнера. За счет вихревых течений, образующихся в открытых перфорациях 5 ближнего к верхней крышке 3 окружного ряда 6, поток пластовой жидкости заворачивает в цилиндрический корпус 1 и попадает в свободную полость 9 (фиг.1). При движении внутри свободной полости 9 происходит частичное разделение пластовой жидкости на фракции. Более легкая нефть перемещается с пластовой жидкостью вверх и покидает корпус 1 через центральное отверстие 6, а вода опускается на порошкообразный реагент 8, смачивая и растворяя его поверхностный слой. Образовавшийся концентрированный раствор реагента движется за счет диффузии вверх и перемешивается с вихревыми потоками пластовой жидкости, перемещающимися в свободной полости 9. Обогащенная реагентом пластовая жидкость выносится через центральное отверстие 4 из корпуса 1 в скважину и попадает на рабочие органы погружного насоса, предотвращая отложение на них солей. В корпусе 1 за счет постоянного растворения водой порошкообразного реагента 8 вновь образуется концентрированный раствор реагента, который также выносится пластовой жидкостью в скважину.

В процессе растворения уровень порошкообразного реагента в корпусе 1 понижается, а расстояние, преодолеваемое реагентом за счет диффузии до области с вихревыми течениями, возрастает, равно как и затрачиваемое на это время. Это приводит к небольшому уменьшению количества реагента, выносимого из контейнера в пластовую жидкость за единицу времени. Однако так происходит только до тех пор, пока уровень концентрированного раствора реагента не достигнет растворимых пробок 7, перекрывающих перфорации 5 второго окружного ряда 2 относительно верхней крышки 3. Материал пробок 7 вступает в реакцию с концентрированным раствором реагента, и пробки растворяются, открывая вторую, более короткую траекторию для движения пластовой жидкости внутри корпуса 1 через перфорации 5 второго окружного ряда 2 (фиг.2). Движущаяся по вновь открывшейся укороченной траектории пластовая жидкость после попадания в корпус 1 сразу вступает в контакт с концентрированным раствором реагента, смешивается с ним и покидает корпус 1 через центральное отверстие 4. При этом количество оказывающегося в пластовой жидкости реагента возрастает и приближается к начальной величине. Это происходит за счет повышения вклада вихревых течений в процесс переноса реагента, имеющих кратно большую скорость, чем скорость диффузионного движения реагента.

Аналогичным образом при дальнейшем растворении порошкообразного реагента 8 продолжается порядное растворение пробок 7 и вскрытие перфораций 5 в нижерасположенных окружных рядах 2 (фиг.3). Циркуляция пластовой жидкости по возникающим дополнительным укороченным траекториям уменьшает отклонение от среднего значения количества реагента, поступающего в нее в единицу времени, причем с увеличением числа окружных рядов с растворимыми пробками равномерность дозирования улучшается.

В качестве альтернативного варианта пробки 7 могут быть изготовлены из материала, растворяющегося при взаимодействии с пластовой жидкостью, обтекающей корпус 1 снаружи. В этом случае толщина пробок 7 должна закономерно возрастать сверху вниз для их порядного растворения через заданные промежутки времени.

Контейнер для подачи реагента в скважину, содержащий по крайней мере один цилиндрический корпус с перфорациями, снабженный верхней крышкой с отверстием, нижней крышкой и заполненный порошкообразным реагентом ниже уровня перфораций с образованием свободной полости, отличающийся тем, что перфорации расположены окружными рядами, распределенными по всей длине корпуса, причем перфорации во всех рядах за исключением ближнего к верхней крышке ряда перекрыты растворимыми пробками.