способ газлифтной эксплуатации скважины

Формула изобретения

Способ газлифтной эксплуатации скважины, оборудованной колонной подъемных труб, включающий подачу рабочего газа в скважину, обеспечение непрерывного поступления рабочего газа в полость подъемных труб и подъем газожидкостной смеси по колонне подъемных труб, отличающийся тем, что колонну подъемных труб оборудуют пакером, установленным выше пакера струйным насосом и размещенной концентрично внутри колонны подъемных труб с образованием герметичного кольцевого пространства дополнительной укороченной колонной труб с рабочей муфтой в нижней ее части, а непрерывное поступление рабочего газа в полость подъемных труб обеспечивают по кольцевому пространству между дополнительной колонной и колонной подъемных труб через отверстия рабочей муфты, при этом в момент стабилизации газожидкостной смеси на выходе подъемных труб в межтрубное надпакерное пространство скважины подают дегазированную жидкость под давлением для включения в работу струйного насоса и подъема им жидкости из призабойной зоны пласта по колонне подъемных труб до рабочей муфты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначается для добычи жидкости из скважины путем газлифтной эксплуатации, преимущественно в скважинах с большой обводненностью продукции, в условиях низких пластовых и забойных давлений, а также на завершающих стадиях разработки месторождений.

Известен способ газлифтной эксплуатации скважины с использованием энергии газа, накапливающегося в межтрубном пространстве скважины между подъемными трубами и обсадной колонной, который вытесняет жидкость по колонне подъемных труб к устью скважины (авт. св. СССР N 591582, кл. E 21 B 43/00, 1978). Для подъема жидкости к устью скважины газ должен заполнить весь объем колонны подъемных труб, иначе энергии газа не хватит для подъема жидкости до устья.

Увеличение объема межтрубного пространства путем подключения к нему дополнительной емкости лишь незначительно увеличивает время газлифтной эксплуатации скважин. А так как по мере эксплуатации скважины снижаются рабочие дебиты, давление газа уменьшается, то его энергии даже за счет использования дополнительной емкости будет недостаточно для подъема жидкости из скважины, поэтому требуется перевод скважины на механизированный способ добычи, связанный с большими материальными затратами.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ газлифтной эксплуатации скважины, оборудованной колонной подъемных труб, включающий подачу рабочего газа в скважину, обеспечение непрерывного поступления рабочего газа в полость подъемных труб и подъем газожидкостной смеси по колонне подъемных труб (авт.св. СССР N 1819322, кл. E 21 B 43/00, 1993). Рабочий газ от внешнего источника подают в кольцевое пространство между колонной подъемных труб и эксплуатационной колонной, доводят уровень жидкости в кольцевом пространстве до отметки ниже нижнего конца газоподводящих трубок, размещенных в кольцевом пространстве до отметки, через которые обеспечивают непрерывное поступление рабочего газа в полость подъемных труб. Рабочий газ газирует жидкость в подъемнике, в результате чего жидкость поднимается на поверхность.

Однако и этот способ газлифтной добычи нефти не обеспечивает непрерывность газлифтной эксплуатации, следовательно, и повышение производительности скважины и удлинение срока ее эксплуатации, поскольку для надежного подъема газожидкостной смеси, особенно в условиях большой обводненности, либо по мере эксплуатации скважины и, следовательно, снижения рабочих дебитов, требуется постоянное увеличение давления рабочего агента - газа, что потребует применения дополнительных энергетических и материальных затрат из-за использования источников с высоким давлением, например, компрессора.

Техническим результатом изобретения является обеспечение непрерывной газлифтной эксплуатации, повышение производительности газлифтного подъемника и удлинение срока эксплуатации скважины без увеличения давления рабочего газа в межтрубном пространстве скважины в процессе всей ее эксплуатации за счет инжектирования пластовой жидкости по колонне подъемных труб.

Необходимый технический результат достигается тем, что в способе газлифтной эксплуатации скважины, оборудованной колонной подъемных труб, включающем подачу рабочего газа в скважину, обеспечение непрерывного поступления рабочего газа в полость подъемных труб и подъем газожидкостной смеси по колонне подъемных труб, колонну подъемных труб оборудуют пакером, установленным выше пакера струйным насосом и размещенной концентрично внутри колонны подъемных труб с образованием герметичного кольцевого пространства дополнительной укороченной колонной труб с рабочей муфтой в нижней ее части, а непрерывное поступление рабочего газа в полость подъемных труб обеспечивают по кольцевому пространству между дополнительной колонной и колонной подъемных труб через отверстия рабочей муфты, при этом в момент стабилизации газожидкостной смеси на выходе подъемных труб в межтрубное надпакерное пространство скважины подают дегазированную жидкость под давлением для включения в работу струйного насоса и подъема им жидкости из призабойной зоны пласта по колонне подъемных труб до рабочей муфты.

Применение изобретения дает возможность, не увеличивая расхода подводимого рабочего агента (газа) и не увеличивая давления рабочего агента (газа), обеспечить стабильную работу газлифтной скважины даже в условиях большой обводненности нефти (до 100%), увеличить срок эксплуатации вплоть до полной выработки скважины, повысить производительность газлифтного подъемника.

Это достигается благодаря тому, что в момент, когда энергии подводимого рабочего газа не хватает для подъема жидкости, включается в работу установленный на требуемой глубине струйный насос, который осуществляет инжектирование пластовой жидкости по колонне подъемных труб на вход газлифтного подъемника, где будет осуществляться газирование этой жидкости и подъем ее на поверхность.

Струйный насос обеспечивает надежную подачу жидкости из призабойной зоны пласта в газлифтный подъемник.

Благодаря тому что колонну подъемных труб оборудуют дополнительно пакером, установленным выше пакера струйным насосом и размещенной концентрично внутри колонны подъемных труб с образованием герметичного кольцевого пространства дополнительной укороченной колонной труб с рабочей муфтой в нижней ее части, обеспечивается, во-первых, раздельная подача по межтрубному пространству рабочего агента-газа - в газлифтный подъемник и дегазированной жидкости - на сопло струйного насоса, во-вторых, обеспечивается непрерывная подача рабочего газа в газлифтный подъемник для обеспечения постоянного снижения противодавления в полости подъемника. С другой стороны, непрерывная подача рабочего газа в газлифтный подъемник, позволяющая постоянно снижать противодавление в колонне подъемных труб, оказываемое столбом жидкости на продавочное и рабочее давление скважины, улучшает работу струйного насоса, т.к. повышается производительность скважины.

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает непрерывную газлифтную эксплуатацию, повышает производительность и удлиняет срок эксплуатации скважины.

На чертеже изображено схематично устройство для осуществления способа газлифтной добычи нефти.

Устройство содержит обсадную колонну 1, внутри которой размещена колонна подъемных труб, например насосно-компрессорных (НКТ) 2, и концентрично установленная в ней укороченная колонна 3 подъемных труб с образованием герметичного кольцевого пространства 4 между ними. В нижней части колонны НКТ 2 установлен пакер 5, а над пакером 5 на требуемой глубине, определяемой величиной забойного давления, закреплен струйный насос 6, сопло 7 которого сообщено с надпакерным межтрубным пространством 8 скважины.

В нижней части колонны 3 на расчетной глубине, определяемой давлением рабочего газа, установлена рабочая муфта 9 с отверстиями 10, которые сообщены с кольцевым межтрубным пространством 4, при этом укороченная колонна 3 закреплена на устье скважины.

Колонна подъемных труб 2 связана с системой сбора жидкости и перекрыта устьевой задвижкой 11. Кольцевое пространство 4 связано с источником углеводородного газа и перекрыто задвижкой 12. Межтрубное надпакерное пространство 8 связано с источником дегазационной жидкости, например нефти, и перекрыто задвижкой 13.

Способ осуществляют следующим образом.

При открытой устьевой задвижке 11 (жидкость в скважине находится под устьевым давлением) открывают задвижку 12, при этом задвижка 13 закрыта. Углеводородный газ под давлением от внешнего источника подают в кольцевое пространство 4. Уровень жидкости в кольцевом пространстве 4 доводят ниже отверстий 10 рабочей муфты 9 на колонне подъемных труб 3. В последующем осуществляют непрерывное поступление рабочего газа в полость газлифтного подъемника 14 через отверстия 10 рабочей муфты.

При непрерывном поступлении рабочего газа в полость газлифтного подъемника 14 в ней происходит газирование жидкости, в результате чего жидкость поднимается на высоту H1 и поступает в систему сбора на устье скважины. Газожидкостная смесь в газлифтном подъемнике приобретает плотность, меньшую чем плотность продукции скважины, благодаря чему снижается противодавление, оказываемое столбом жидкости на продавочное и рабочее давление струйного насоса.

При появлении на устье скважины газированной жидкости с постоянным содержанием газа открывают задвижку 13 и подают в межтрубное надпакерное пространство 8 рабочий агент - дегазированную жидкость - нефть - под давлением, которая поступает на сопло 7 струйного насоса. Струйный насос включается в работу, начинает всасывать жидкость из призабойной зоны пласта и тем самым осуществлять подъем жидкости с глубины H2 до рабочей муфты, после чего жидкость в полости газлифтного подъемника будет газироваться и подниматься газом на устье.

Применение предложенного технического решения обеспечивает непрерывную газлифтную эксплуатацию скважины, вплоть до полной ее выработки, в условиях высокой обводненности, при низком пластовом давлении и т.п. без увеличения давления рабочего газа. При этом в 2-3 раза снижаются энергозатраты на извлечение жидкости из таких скважин, когда чистый газлифт невозможен, а применение дополнительных энергетических затрат для подъема нефти (погружных насосов, использование источников с высоким давлением рабочего газа и т.п.) требует дополнительных материальных затрат. Предложенный способ позволяет в 2-3 раза увеличит производительность газлифта без увеличения давления рабочего газа.