устройство для добычи нефти из обводненного продуктивного пласта

Формула изобретения

1. Устройство для добычи нефти из обводненного продуктивного пласта, содержащее колонну насосно-компрессорных труб, два винтовых насоса с общим валом, приемную камеру, размещенную против продуктивного интервала, пакер, изолирующий продуктивный пласт, отличающееся тем, что оно снабжено омагничивателями, установленными в приемной камере, куда поступает водогазонефтяная смесь из продуктивного пласта, с учетом физико-химических свойств этой смеси и на приемах винтовых насосов, общий вал которых выполнен магнитным, при этом омагничиватели винтовых насосов обладают разными магнитными свойствами, для чего они выполнены со ступенчатой внутренней поверхностью и установлены на верхнем насосе расширенной частью вверх, а на нижнем насосе - расширенной частью вниз.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что омагничиватели установлены каждый с возможностью ограниченного осевого перемещения и фиксации относительно приема насоса.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что длина входного омагничивателя выбрана не менее длины перфорированной части обсадной колонны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к глубинно-насосной добыче обводненной нефти, содержащей повышенное количество парафина, смол и асфальтенов.

Известно устройство для магнитной обработки жидкости и способ его компоновки (см. пат. RU 2092447, С 02 F 1/48, БИ 28 от 10.10.97).

Устройство предназначено для предотвращения асфальто-смолопарафиновых отложений на нефтепромысловом оборудовании, для снижения коррозионной активности добываемой жидкости и используется в скважинах, оборудованных погружными глубинно-насосными установками.

Недостатком устройства является сложность конструкции.

Известно также усовершенствованная установка магнитной обработки закачиваемых вод (см. журнал "Нефть Татарстана", 1-1, 1999 г., с. 29).

Для повышения эффективности и универсальности устройства обработки закачиваемой в нагнетательные скважины воды используют два физических (магнитное и гидродинамические) поля, при этом в устройстве применяют магнитные элементы, по крайней мере, двух различных диаметров, установленных поочередно, а функцию узла барообработки выполняют установленные последовательно в трубе магнитные элементы различного диаметра. Совокупность конструктивных элементов позволяет в рамках одного устройства осуществлять обработку потока воды, закачиваемой в скважину, регулируемыми магнитным полем и переменным гидродинамическим полем.

Применение данного устройства позволяет увеличить объем закачки и равномерность охвата пласта вытеснением по площади за счет увеличения приемистости малодебитных нагнетательных скважин.

Недостатком устройства является то, что оно не может быть использовано в скважинных условиях, а также то, что имеет ограничение по использованию - работает только на водной среде.

Наиболее близким по механической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для добычи нефти (см. РЖ "Горное дело", 6, 1993 г., 6 Г 417 П), включающее два винтовых насоса с общим валом, приемную камеру, размещенную против продуктивного интервала, два пакера, изолирующих продуктивный интервал. Один из винтовых насосов, предназначенный для закачки воды, забирает жидкость из нижней части приемной камеры и направляет в хвостовик под нижний пакер к поглощаемому пласту. Насосы подбирают так, что соотношение их подач равно соотношению долей нефти и воды в пластовой жидкости.

Использование устройства позволяет улучшить условия эксплуатации колонны НКТ, по которой движется к поверхности добываемой нефти благодаря сепарации воды от нефти.

Недостатком устройства является низкая эффективность его работы. Это обусловлено тем, что газоводонефтяная смесь, поступающая из продуктивного пласта, содержит асфальто-смолопарафиновые вещества, механические примеси, газ, воду, способствующие повышению стабильности эмульсии и коррозионной активности. Кроме того, наличие этих веществ вызывает осложнения, связанные с их отложением на нефтепромысловом оборудовании, НКТ, штангах, глубинных насосах, и влияет на режим работы как насосов, так и эффективность эксплуатации скважины, существенно снижает межочистной период скважины (МОП).

Решаемая техническая задача состоит в том, чтобы создать такое устройство для добычи нефти, которое при сравнительно простом конструктивном исполнении и при минимальных материальных затратах обеспечило бы надежную и эффективную работу скважины.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы установки добычи нефти за счет снижения содержания асфальто-смолопарафиновых веществ, повышение МОП работы скважины, а также снижение материальных затрат за счет снижения отложения солей в трубах и насосном оборудовании, а также за счет скважинной сепарации газоводонефтяной смеси и закачки отделившейся в скважинных условиях попутно добываемой воды в другой продуктивный пласт без подъема ее на поверхность и специальной обработки.

Поставленная цель достигается описываемым устройством добычи нефти из продуктивного пласта, содержащим колонну НКТ, два винтовых насоса с общим валом, приемную камеру, размещенную против продуктивного интервала, пакер, изолирующий продуктивный пласт.

Новым является то, что винтовые насосы снабжены омагничивателями, установленными в приемной камере, куда поступает водогазонефтяная смесь из продуктивного пласта, с учетом физико-химических свойств этой смеси и на приемах винтовых насосов, общий вал которых выполнен магнитным, при этом омагничиватели винтовых насосов обладают разными магнитными свойствами, для чего они выполнены со ступенчатой внутренней поверхностью и установлены на верхнем насосе расширенной частью вверх, а на нижнем насосе - расширенной частью вниз, при этом омагничиватели установлены с возможностью осевого перемещения и фиксации относительно приема насоса, а длина входного омагничивателя выбрана не менее длины перфорированной части обсадной колонны.

Заявляемая совокупность отличительных признаков позволяет при безреагентной обработке добываемой продукции скважин решить несколько проблем, в частности, при поступлении продукции пласта из перфорационных отверстий через входной омагничиватель в приемную камеру, где расположен магнитный вращающий вал, создающий электромагнитное поле и наводящий вихревые токи в металлических элементах камеры, способствующие выделению тепла, происходит изменение ее реологических свойств, в том числе под воздействием магнитного поля предотвращается процесс отложения асфальто-смолопарафиновых веществ, создаются условия дестабилизации и разрушения газоводонефтяной смеси на составляющие, что положительно сказывается на режим работы винтовых насосов, наличие же установленных на приемах насосов омагничивателей со ступенчатыми внутренними каналами на верхнем насосе расширенной частью вверх, а на нижнем насосе расширенной частью вниз, так что возможно их осевое перемещение относительно приема насоса и фиксация позволяет при изменении в процессе транспортирования газоводонефтяной смеси по НКТ турбулентности и давления сформировать непрерывную магнитную систему, усилить эффект изменения реологических свойств, что приводит к наиболее полному разрушению смеси на составляющие в скважинных условиях, т.е. сокращаются материальные затраты, связанные на подготовку нефти и воды в поверхностных условиях, т.к. отделившаяся в скважине вода, обработанная магнитным полем, закачивается насосом в другой поглощающий пласт или в продуктивный для поддержания пластового давления. Многостадийная магнитная обработка приводит также к сокращению числа очисток (промывок) скважин за счет снижения отложений солей в НКТ и глубинно-насосном оборудовании.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, т. е. о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

На чертеже показана конструкция предлагаемого устройства для добычи нефти из обводненного продуктивного пласта.

Устройство содержит: колонну насосно-компрессорных труб 1, винтовые насосы 2 и 3 с общим валом 4, которые снабжены омагничивателями 5 и 6, установленными на приемах винтовых насосов 7 и 8 и выполнены со ступенчатыми внутренними каналами 9 и 10 с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно приема и фиксации по резьбе 11, приемную камеру 12 с входным омагничивателем 13, длина которого соответствует длине перфорированной части колонны и установлена на выходе продукции скважины из перфорационных отверстий 14 продуктивного пласта 15, пакер 16, изолирующий продуктивный пласт, хвостовик 17, через который откачивается отделившаяся в процессе обработки попутно добываемая вода в другой пласт 18.

Устройство работает следующим образом:

Из пласта 15 в приемную камеру 12 (приемная камера - это пространство между двумя насосами) поступает водогазонефтяная смесь, которая под действием гравитации и приемного омагничивателя 13 распадается на свои компоненты, чему способствует и подогрев смеси теплом, создаваемым вихревыми токами от вращения магнитного вала 4. Газ уходит вверх по межтрубному пространству, нефть через омагничиватель 5 поступает на прием 7 верхнего насоса 2 и откачивается по НКТ 1 на поверхность.

Проходя через омагничиватель 5, нефть подвергается магнитной и барообработке в турбулентном потоке, создаваемом ступенчатой внутренней поверхностью омагничивателя. Параметры омагничивателя 5 устанавливают с учетом физико-химических свойств нефти. Основным параметром омагничивателя является напряженность создаваемого им магнитного поля, причем оптимальную величину напряженности подбирают опытным путем для каждого конкретного месторождения.

Аналогичной обработке подвергается вода, поступившая на прием 8 нижнего насоса 3, которая далее через трубу 17 с помощью пакера 16 закачивается в пласт 18.

Расположение омагничивателя 9 расширенной частью вверх затрудняет попадание воды на прием 11 насоса 2, а расширение омагничивателя 6 расширенной частью вниз - попадание нефти на прием 8 насоса 3, что повышает качество разделения воды и нефти.

Возможность осевого перемещения и фиксации омагничивателей 5 и 6 позволяет выбрать оптимальное их расположение относительно приемов 7 и 8 насосов и зафиксировать в этом положении.

В качестве пласта 18 для сброса воды используют либо другой продуктивный пласт, и тогда закачиваемая в него вода идет на поддержание пластового давления, либо какой-нибудь поглощающий горизонт, который служит емкостью для размещения сбрасываемой воды.

Таким образом, устройство позволяет добывать нефть из скважины, не поднимая на поверхность попутную воду, а омагничиватели улучшают процессы сепарации, уменьшают асфальтосмолистые и солевые отложения в трубах и оборудовании, улучшают совместимость закачиваемой из продуктивного пласта воды с пластовой водой поглощающего.