Устройство для добычи нефти

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Обеспечивает качественное повышение дебита и коэффициента нефтеотдачи пласта. Проводят вторичное вскрытие продуктивного пласта. Воздействуют на пласт с целью увеличения его отдачи пороховыми генераторами давления. Устанавливают в скважину струйный насос, а на устье - электронасос, подающий в него жидкость. Создают депрессию на пласт путем установки струйного насоса на глубину, рассчитанную для этой цели.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для увеличения объемов добычи нефти и снижения себестоимости добычи.

Известен способ добычи нефти, включающий вторичное вскрытие продуктивного пласта и установку в скважину добычного насоса (Лаврушко П.Н., Муравьев В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1971).

Недостатком способа является то, что при его применении в скважинах с невысокой отдачей пласта основная часть нефти остается не извлеченной.

Этот недостаток частично устранен в другом известном способе, принятом за прототип, включающем вторичное вскрытие продуктивного пласта, воздействие на пласт с целью увеличения его отдачи, установку в скважину добычного насоса и создание депрессии на пласт (Муравьев В.М. Спутник нефтяника. М.: Недра, 1977, с.136-220). Воздействие на пласт после его вторичного вскрытия выполняют комплексно: гидроразрывом пласта с последующим заполнением образовавшихся в пласте трещин специальным песком (пропантом) и воздействием на пласт нагнетательной жидкостью (как правило, водой) для вытеснения нефти по трещинам пласта в скважину.

В качестве добычного насоса чаще всего используют электроцентробежный (ЭЦН) или штанговый глубинный (ШГН) насосы.

Депрессию на пласт создают тем, что добычной насос понижает уровень жидкости в скважине до уровня, соответствующего глубине установки насоса.

Недостатками прототипа являются:

1. Гидроразрыв пласта открывает путь по трещинам в пласте не только нефти, но, в первую очередь, более жидкотекучей воде, поступающей из водяных пластов и из нагнетательных скважин.

2. Заполнение трещин пласта пропантом приводит к выносу пропанта в скважину, что, с одной стороны, ухудшает работу добычного насоса вследствие его засорения, с другой стороны, не позволяет вести высокопроизводительную добычу на глубокой депрессии, приводящей к интенсивному выносу из пласта пропанта одновременно с нефтью. Кроме того, невозможность работы на глубокой депрессии (путем увеличения глубины установки добычного насоса) приводит к необходимости закачивать в пласт нагнетательную жидкость для повышения пластового давления. Но и в этом случае из-за повышения разности между пластовым и забойным давлением вынос пропанта из пласта в скважину возрастает пропорционально увеличению пластового давления от нагнетательной жидкости.

3. Использование нагнетательной жидкости приводит с учетом пп.1 и 2 к обводнению пластов и поступающего в скважину флюида, в результате чего коэффициент извлечения не превышает 30%. Остальные 70% нефти заводняются и становятся трудно извлекаемыми. Кроме того, вследствие обводненности извлекаемой нефти требуются усилия дополнительно для извлечения флюида и для разделения фракций. Увеличение выноса пропанта нагнетательной жидкостью также приводит к ухудшению проницаемости пластов и к засорению добычных насосов и исследовательской аппаратуры, спущенной в скважину.

Как видно, использование гидроразрыва пласта и нагнетание вытесняющей жидкости в пласт приносит больше вреда, чем пользы, которая проявляется только на начальном этапе добычи. В дальнейшем же обводненный флюид, достигающий 70% всего запаса, переходит в разряд трудно извлекаемых. Используются же эти технологии только потому, что им пока что не найдено альтернативы.

4. Используемые добычные насосы ЭЦН и ШГН также имеют целый ряд недостатков, а именно, при выходе газов из пласта, что неизбежно при интенсификации добычи путем увеличения разности между пластовым и забойным давлениями, насосы ломаются из-за гидроудара или из-за снятия нагрузки при входе газов в насос, вызывающего перегорание электрических обмоток; насосы засоряются пропантом; насосы имеют недостаточную мощность на более глубокую их установку в скважине для интенсификации добычи путем создания более глубокой депрессии на пласт; насосы не рассчитаны на работу в самом высокопроизводительном режиме работы пласта, каким является глубокая депрессия на пласт, поэтому для этой цели их и невозможно использовать; насосы весьма дорогие.

5. Создание депрессии на пласт выполняют путем понижения уровня жидкости в скважине до глубины установки добычного насоса. Так как современные добычные насосы рассчитаны на работу на глубинах до 1-1,5 км, то создать более глубокую депрессию путем спуска насосов на глубины 2,5-3 км и более не представляется возможным.

Задачей изобретения является создание способа добычи нефти, лишенного приведенных многочисленных недостатков.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного технического решения, является качественное повышение дебита и коэффициента нефтеотдачи пласта.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе добычи нефти, включающем вторичное вскрытие продуктивного пласта, воздействие на пласт с целью увеличения его отдачи, установку в скважину добычного насоса и создание депрессии на пласт, согласно изобретению, воздействие на пласт выполняют пороховыми генераторами давления, в качестве добычного насоса устанавливают в скважину струйный насос и на устье скважины электронасос, подающий жидкость в струйный насос, а депрессию на пласт создают путем установки струйного насоса на глубину, рассчитанную для этой цели.

Предложенная совокупность признаков обеспечивает получение технического результата, что разъяснено ниже.

То, что воздействие на пласт выполняют пороховыми зарядами, дает целый ряд преимуществ: воздействие на пласт в виде мгновенного импульса образует сетку трещин только в прилегающем к скважине засоренном глинистым раствором объеме пласта и не распространяется на водоносные пласты и вглубь продуктивного пласта, что предотвращает возможность обводнения пласта; в дальнейшем при добыче с глубокой депрессией указанный объем пласта самоочистится путем выноса флюидом мелких частиц в скважину; тепловое воздействие пороховым зарядом разжижает флюид, что качественно увеличивает его жидкотекучесть и ускоряет вынос им частиц из призабойной зоны пласта в скважину, после чего пласт оказывается чистым. Таким образом, воздействие на пласт пороховыми зарядами не только может заменить гидроразрыв пласта с закачкой пропанта, но также устраняет недостатки гидроразрыва и дает преимущества, изложенные выше. Главным из преимуществ является предотвращение обводнения пласта, что ведет к повышению и дебита, и коэффициента нефтеотдачи пласта, и объемов извлекаемой из пласта нефти.

Использование в качестве добычного насоса струйного насоса, в совокупности с размещенным на поверхности электронасосом, позволяет устанавливать струйный насос по его характеристикам на любую глубину в скважине вплоть до кровли пласта. При этом глубина установки струйного насоса на его работоспособность не влияет, но при увеличении глубины установки струйного насоса уменьшается величина забойного давления и, следовательно, увеличивается депрессия на пласт. В результате этого достигается необходимая для высокопроизводительной добычи разность пластового и забойного давлений. Эта разность при необходимости может быть даже больше, чем разность между давлением нагнетательной жидкости и забойным давлением, имеющая место в прототипе.

Таким образом, использование струйного насоса позволяет увеличить и дебит, и коэффициент нефтеотдачи пласта. Однако при этом отпадает необходимость в закачке в пласт вытесняющей жидкости через нагнетательные скважины, в результате чего себестоимость добычи нефти существенно снижается.

Повышению дебита, коэффициента нефтеотдачи и общей добычи способствует также отсутствие заводнения пласта.

Расположение на устье скважины электронасоса, подающего жидкость в струйный насос, позволяет использовать вместо чрезвычайно дорогих скважинных насосов ЭЦН или ШГН недорогие поверхностные насосы, например, центробежные. Такое использование поверхностных насосов возможно потому, что на устье нет тяжелых скважинных условий, требующих преодолевать высокое давление столба жидкости в скважине. Себестоимость добычи нефти снижается.

Создание необходимой величины депрессии на пласт путем установки струйного насоса на рассчитанную для этой цели глубину позволяет обеспечить необходимую депрессию наиболее простым и малозатратным способом. В этом случае нет необходимости создавать депрессию на пласт путем подачи вытесняющей жидкости через нагнетательные скважины. В отсутствие нагнетательной жидкости и продуктивный пласт работает лучше, и расходы на добычу уменьшаются.

Способ осуществляют следующим образом.

Выполняют вторичное вскрытие пласта путем перфорации колонны. Затем воздействуют на пласт пороховыми генераторами давления, в результате чего происходит микро-гидроразрыв призабойной зоны пласта.

После этого на расчетную глубину, обеспечивающую необходимую величину депрессии на пласт, на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) устанавливают струйный насос, который предназначен для откачки флюида из скважины и создания пониженного давления флюида ниже насоса. На устье скважины устанавливают электронасос и подсоединяют его к НКТ для подачи жидкости в струйный насос.

После включения электронасоса жидкость подается через НКТ в струйный насос. Струйный насос включается в работу и начинает откачивать флюид из объема скважины, расположенного ниже насоса. Тем самым давление флюида в объеме ниже насоса понижается, возникает депрессия на пласт, которая стимулирует увеличение притока флюида из пласта. Как следствие, пропорционально величине депрессии увеличивается коэффициент нефтеотдачи.

Как видно, технический результат достигается и назначение изобретения выполняется.

Устройство для добычи нефти, включающее добычной насос, установленный в скважине на колонне насосно-компрессорных труб, отличающееся тем, что в качестве добычного насоса использован струйный насос, установленный в скважине на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб на глубине, обеспечивающей создание необходимой депрессии на пласт, и электронасос, установленный на устье скважины на верхнем конце колонны насосно-компрессорных труб для подачи жидкости в струйный насос.