Устройство для уменьшения обводненности добываемой продукции за счет создания эффекта "обратного конуса" на добывающих скважинах

Предлагаемое устройство относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений, а именно для снижения обводненности продукции нефтяных добывающих скважин, продуктивный пласт которых содержит водоносную часть. Обеспечивает упрощение способа разработки водонефтяной скважины, повышение ее производительности, экономию материальных затрат и соблюдение условий охраны окружающей среды. Технической задачей устройства является снижение обводненности продукции нефтяных добывающих скважин оборудованных электропогружными центробежными насосными установками (УЭЦН), за счет создания эффекта «обратного конуса», экономия материальных затрат и соблюдение основных требований охраны окружающей среды. Решение поставленной задачи достигается предлагаемым устройством для уменьшения обводненности добываемой продукции за счет создания эффекта «обратного конуса» на добывающих скважинах, эксплуатируемых с УЭЦН. Устройство включает в себя эксплуатационную колонну добывающей скважины, в которую производится спуск оборудования единой компоновкой и представляет собой колонну насосно-компрессорных труб с хвостовиком и фильтром на конце для защиты от засорения. Фильтр по расчету длин НКТ устанавливается ниже интервала перфорации, а выше интервала перфорации под УЭЦН устанавливается якорь для снятия осевых нагрузок на соединительные элементы УЭЦН. Электродвигатель и прием электропогружного центробежного насоса помещены в кожух, выполненный из трубы, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра электродвигателя, но меньше внутреннего диаметра эксплуатационной колонны добывающей скважины. Вышеперечисленное оборудование последовательно спускается на НКТ на расчетную глубину. Применение предлагаемого устройства позволило снизить обводненность добываемой продукции, тем самым увеличить добычу нефти, сократить затраты на водоизоляционные работы силами бригад капитального ремонта скважин. Устройство отличается своей простотой, сравнительно низкими затратами на материалы и изготовление, отсутствует применение дорогостоящих реагентов и услуг специализированных ремонтных бригад. При разработке устройства для уменьшения обводненности добываемой продукции за счет создания эффекта «обратного конуса» на добывающих скважинах, эксплуатируемых с УЭЦН, учтены все современные требования по защите окружающей среды 1 иллюстрация.

Предлагаемое устройство относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений, а именно для снижения обводненности продукции нефтяных добывающих скважин, продуктивный пласт которых содержит водоносную часть. Обеспечивает упрощение способа разработки водонефтяной скважины, повышение ее производительности, экономию материальных затрат и соблюдение условий охраны окружающей среды.

Существующие традиционные методы и технологии восстановления производительности скважин не обладают достаточной как технологической, так и экономической эффективностью, и зачастую их применение на промыслах безрезультатно, несмотря на значительные усилия и затраты. Кроме того, применение многих из них приводит к необратимым эффектам последействия, исключающим последующее использование других, более перспективных методов, которые могли бы появиться в будущем. Но что особенно важно - при этом также наносится ущерб экологическому равновесию природной среды.

Известен способ снижения обводненности продукции нефтяных добывающих скважин (патент RU 2161246 кл. Е21В 43/00), включающий создание условий в стволе скважины, которые способствуют притоку нефти из нефтеносных пропластков и препятствуют притоку воды из водоносных пропластков. Реализация способа осуществляется в скважинах с перфорированной обсадной колонной и колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) переменного диаметра, эксплуатируемых штанговыми глубинными насосами (ШГН). Недостатком известного технического решения является применение его только для скважин механизированного способа добычи, оборудованных ШГН.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является выбранное нами в качестве прототипа устройство для уменьшения обводненности продукции нефтегазовых скважин (патент RU 52092 кл. Е21В 43/00), которое содержит размещенную в обсадной колонне заглушенную снизу НКТ с отверстиями в нижней части и упругой эластичной манжетой, закрепленной в верхней части НКТ выше отверстий.

Вышеуказанное устройство позволяет обеспечить отбор жидкости ниже подошвы перфорированного пласта.

Основными недостатками данного устройства являются следующие факторы:

- при создании в скважине депрессии и длительного периода эксплуатации упругая эластичная бензомаслостойкая манжета, закрепленная в верхней части НКТ выше сквозных отверстий, начинает пропускать через себя скважинную жидкость, вследствие чего теряется эффект «обратного конуса»;

- при длительной эксплуатации НКТ, изготовленные из легкоразбуриваемого неметаллического материала, переходят в категорию «осложненного забоя» и на их демонтаж требуются дополнительные затраты.

Технической задачей устройства является снижение обводненности продукции нефтяных добывающих скважин оборудованных электропогружными центробежными насосными установками (УЭЦН), за счет создания эффекта «обратного конуса», экономия материальных затрат и соблюдение основных требований охраны окружающей среды.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемым устройством для уменьшения обводненности добываемой продукции за счет создания эффекта «обратного конуса» на добывающих скважинах.

Устройство включает в себя эксплуатационную колонну добывающей скважины с интервалом перфорации, в которую производится спуск оборудования единой компоновкой и представляет собой колонну насосно-компрессорных труб с хвостовиком и фильтром на конце для защиты от засорения. Фильтр по расчету длин НКТ устанавливается ниже интервала перфорации, а выше интервала перфорации под УЭЦН устанавливается якорь для снятия осевых нагрузок на соединительные элементы УЭЦН. Электродвигатель и прием электропогружного центробежного насоса помещены в кожух, выполненный из трубы, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра электродвигателя, но меньше внутреннего диаметра эксплуатационной колонны добывающей скважины. Вышеперечисленное оборудование последовательно спускается на НКТ на расчетную глубину.

Сопоставительный анализ с прототипами показывает, что заявленное устройство обладает отличительными признаками, отсутствующими у известных способов и устройств уменьшения обводненности продукции нефтяных добывающих скважин.

Признаками устройства являются:

1. Устройство колонны обеспечивает создание эффекта «обратного конуса» путем формирования специфических условий в стволе скважины, содействующих притоку нефти из нефтеносной части пласта и препятствующих притоку воды из водоносной части пласта, что тем самым способствует снижению обводненности продукции нефтяных добывающих скважин.

2. Применение на скважинах, эксплуатация которых производится УЭЦН.

3. Спуск и подъем оборудования в скважину производится единой компоновкой на расчетную глубину в зависимости от параметров конкретной скважины. Отсутствуют дополнительные устройства, спускаемые на забой скважины.

Признак «1» является сходным с прототипами, признаки «2» и «3» являются существенными отличительными признаками устройства.

Обводнение добываемой продукции нефтяных скважин, эксплуатируемых с УЭЦН и ШГН, происходит из-за интенсивного отбора пластового флюида (в основном на скважинах с высокими дебитами). Как правило, это наблюдается на скважинах, эксплуатация которых проводится УЭЦН, а причина увеличения процента обводненности воды заключается в образовании конуса обводненности в разрабатываемом пласте за счет прорыва подошвенных вод, т.е. в интервале объекта эксплуатации образуется экран из пластовой воды, препятствующий притоку из скважины нефти. Данный факт объясняется меньшей вязкостью и более высокими фильтрационными свойствами пластовой воды по сравнению с извлекаемой нефтью. Вследствие чего, добыча нефти попутно с пластовой водой кратно сокращается и увеличивается обводненность добываемой продукции.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом на фиг.1.

Устройство включает в себя эксплуатационную колонну добывающей скважины 1 с интервалом перфорации 4 и состоит из колонны НКТ 10 с хвостовиком 2 и фильтром 3, якоря 5, электропогружного центробежного насоса 6 с электродвигателем 7 и приемом 8 электропогружного центробежного насоса 6. Электродвигатель 7 и прием 8 электропогружного центробежного насоса 6 помещены в кожух 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Насосное оборудование, размещенное в добывающей скважине, обеспечивает отбор жидкости ниже подошвы перфорированного пласта. При этом создается напротив фильтра 3 продуктивной части пласта гидрозатвор из нефти, а в проходной зоне и в водоносной части пласта - «обратный конус».

В процессе эксплуатации в эксплуатационной колонне добывающей скважины 1 происходит движение жидкости от кровли интервала перфорации 4 к подошве. В итоге в стволе добывающей скважины 1 и в продуктивном горизонте формируется воронка с движением пластового флюида от кровли пласта к приему 8 электропогружного центробежного насоса 6 - к фильтру 3 на хвостовике 2 и далее по колонне НКТ 10 через кожух 9, омывая электродвигатель 7 с целью охлаждения, а затем на прием 8 электропогружного центробежного насоса 6. Технология основана на эффекте образования воронки на поверхности воды и ее свойствах затягивания с поверхности различных частиц и масел. Вследствие чего, в результате применения данного метода происходит уменьшение процента обводненности добываемой продукции за счет эффекта «обратного конуса».

Пример конкретного применения на Ромашкинском месторождении НГДУ «Джалильнефть» ОАО «Татнефть».

При проведении текущих ремонтов на скважинах, эксплуатация которых происходила электропогружными центробежными насосами, произвели опытное внедрение данного устройства с установкой приема электропогружного центробежного насоса ниже подошвы разрабатываемого пласта.

В результате опытно-экспериментального применения устройства по скважине 22237 при дебите жидкости 85 м³/сут обводненность продукции снижена с 96 до 94%, тем самым дополнительная добыча нефти составила 1,5 т/сут, по скважине 7984 при дебите жидкости 120 м³/сут обводненность снижена с 98 до 96%, при этом ежесуточная дополнительная добыча нефти составила 2 тонны.

Применение предлагаемого устройства позволило снизить обводненность добываемой продукции, тем самым увеличить добычу нефти, сократить затраты на водоизоляционные работы силами бригад капитального ремонта скважин.

Устройство отличается своей простотой, сравнительно низкими затратами на материалы и изготовление, отсутствует применение дорогостоящих реагентов и услуг специализированных ремонтных бригад. Оборудование имеет длительный срок эксплуатации из-за надежности конструкции и отсутствия элементов, быстровыходящих из строя при работе в агрессивных средах, вследствие чего исключаются непроизводительные затраты по ликвидации внутрискважинных осложнений.

При разработке устройства для уменьшения обводненности добываемой продукции за счет создания эффекта «обратного конуса» на добывающих скважинах, эксплуатируемых с УЭЦН, учтены все современные требования по защите окружающей среды.

Устройство для уменьшения обводненности добываемой продукции за счет создания эффекта «обратного конуса» на добывающих скважинах включает в себя эксплуатационную колонну добывающей скважины с интервалом перфорации, колонну насосно-компрессорных труб и насосное оборудование, отличающееся тем, что спуск оборудования в скважину произведен последовательно единой компоновкой на расчетную глубину, а колонна насосно-компрессорных труб содержит УЭЦН, хвостовик и фильтр на конце для защиты от засорения, при этом фильтр по расчету длин НКТ установлен ниже интервала перфорации, а выше интервала перфорации под УЭЦН установлен якорь с возможностью снятия осевых нагрузок на соединительные элементы УЭЦН, причем электродвигатель и прием электропогружного центробежного насоса помещены в кожух, выполненный из трубы, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра электродвигателя, но меньше внутреннего диаметра эксплуатационной колонны добывающей скважины.