Устройство для одновременно раздельной эксплуатации продуктивных пластов нефтяной скважины

Предлагаемая полезная модель относится к области разработки нефтяных месторождений и предназначена для одновременно раздельной эксплуатации продуктивных пластов нефтяной скважины. Устройство содержит установленный в корпусе пакер, разделяющий эксплуатируемые пласты нижнего и верхнего уровня, и снабженный пакерующим элементом, патрубком с отверстиями и каналом для проводки погружного кабеля. Электроцентробежный нижний насос с выходным патрубком, установлен под пакером в нижней части скважины вблизи пласта нижнего уровня и подсоединен через приводной вал к погружному электродвигателю. Верхний насос с входным патрубком, установлен над пакером в верхней части скважины вблизи пласта верхнего уровня. Пакер снабжен двумя подшипниками скольжения, установленными на размещенном внутри корпуса пакера приводном валу, пакер подсоединен к входному патрубку верхнего насоса и к выходному патрубку электроцентробежного нижнего насоса, верхний насос подсоединен к приводному валу нижнего насоса и выполнен в виде электроцентробежного насоса большей производительности, а электроцентробежный нижний насос выполнен в виде насоса меньшей производительности. 1 з.п., 2 рис.

Полезная модель относится к области разработки нефтяных месторождений и предназначена для использования при раздельной насосной эксплуатации двух пластов в нефтяных скважинах.

Так сложилось, что период быстрой и легкой нефти в Мировой добыче нефти и газ уходит в прошлое, основные остаточные запасы находятся в трудноизвлекаемых низкопроницаемых объектах. Зачастую объекты являются не крупными и представляют из себя линзовидные включения нефти на различных глубинах по вертикали.

Соответственно для более полного извлечения подобных линзовидных запасов нефти требуется бурение дополнительного фонда скважин, что не всегда оправдывается с точки зрения экономики и является затратным мероприятием. Для примера скважина в условиях западной Сибири имеет среднюю стоимость 30-40 млн. руб.

Выходом из ситуации является одновременно раздельная эксплуатация двух или трех объектов в так называемых транзитных скважинах, т.е. скважина вскрывает несколько объектов нефтедобычи. Но для успешной их эксплуатации требуется, что бы пластовые условия удовлетворяли условию исключения перетоков углеводородов из одного пласта в другой, что не всегда удается. Таким образом, эксплуатация нескольких объектов одной скважиной сопряжено с трудностями. Эксплуатация каждого из объектов должна быть раздельной.

Существуют много конструкций для эксплуатации подобных скважин, они широко применяются в мировой практике.

Известно устройство, содержащее перфорированную в интервале верхнего продуктивного и нижнего принимающего пластов обсадную колонну, колонну насосно-компрессорных труб, верхний и нижний насосы и камеру-накопитель. В этом устройстве колонна насосно-компрессорных труб от обводненной части продуктивного пласта до нижнего насоса выполнена перфорированной, в качестве камеры-разделителя использовано пространство скважины между насосами, а в качестве камеры-накопителя нефти - верхняя часть пространства скважины, причем в качестве нижнего насоса использован электроцентробежный насос, обращенный вниз, расположенный ниже продуктивного пласта и имеющий снизу хвостовик с обратным клапаном и пакером, устанавливаемым в скважине над кровлей принимающего пласта, верхний насос размещен в колонне насосно-компрессорных труб под динамическим уровнем накопленной нефти, верхний и нижний насосы расположены в скважине друг от друга на максимально возможном расстоянии с размещением между ними перфорированного участка колонны насосно-компрессорных труб и сепараторов-отстойников с входными и выходными каналами, при этом общая производительность насосов подобрана из добывной возможности продуктивного пласта по жидкости, а соотношение производительностей верхнего и нижнего насосов подобрано в зависимости от количества поступающих в скважину воды и нефти с условием обеспечения гравитационного разделения пластовой жидкости на восходящий поток нефти и нисходящий поток воды у перфорационных отверстий продуктивного пласта и откачки отделившейся воды электроцентробежным насосом (патент RU 2297521 от 18.07.2006 МПК Е21В 43/14).

Однако это устройство достаточно сложно в конструктивном исполнении и в эксплуатации и применяется для одновременной раздельной добычи скважинной продукции и закачки воды в пласт.

Известно также устройство для одновременно раздельной эксплуатации нескольких пластов в нефтяных скважинах, выбранное в качестве прототипа, включающее два насоса, установленных в скважине каждый на своей колонне труб, и пакер, разделяющий эксплуатируемые пласты, отличающееся тем, что в качестве одного из насосов установлен электроцентробежный насос с пакером, а в качестве второго - штанговый глубинный насос, при этом штанговый глубинный насос установлен внутри колонны труб, на которой установлен электроцентробежный насос, и своим приемом сообщается с затрубным пространством выше пакера через боковое отверстие в этой колонне, а пакер снабжен каналом для проводки кабеля электроцентробежного насоса (RU 68584 от 25.06.2007, МПК Е21В 43/00).

Одной из основных отрицательных сторон данных конструкций является сложность конструкции, что позволяет их использовать только при больших диаметрах эксплуатационных колонн (более 168 мм). Так как большинство скважин в России (95%) имеют диаметр 146 мм, известные устройства сложно применить на существующих скважинах.

Целью данной полезной модели является упрощение конструкции устройства для одновременно раздельной эксплуатации продуктивных пластов нефтяной скважины, что позволит применять устройство в скважинах малого диаметра.

На фиг.1 изображен общий вид устройства.

На фиг.2 показано выполнение пакера.

Устройство для одновременно раздельной эксплуатации продуктивных пластов нефтяной скважины, содержащее установленный в корпусе пакер 1, разделяющий эксплуатируемые пласты 2 и 3 нижнего и верхнего уровня, и снабженный пакерующим элементом 4, патрубком с отверстиями 5 и каналом 6 для проводки погружного кабеля 7, подсоединенного к станции управления (не показана), электроцентробежный нижний насос 8 с выходным патрубком 9, установленный под пакером в нижней части скважины вблизи пласта 2 нижнего уровня и подсоединенный через приводной вал 10 к погружному электродвигателю 11, верхний насос 12 с входным патрубком 13, установленный над пакером 1 в верхней части скважины вблизи пласта 3 верхнего уровня.

Пакер 1 снабжен двумя подшипниками 14 и 15 скольжения, установленными на размещенном внутри корпуса пакера на приводном валу 10, пакер 1 подсоединен к входному патрубку 13 верхнего насоса 12 и к выходному патрубку 9 электроцентробежного нижнего насоса 8, верхний насос 12 подсоединен к приводному валу 10 нижнего насоса 8 и выполнен в виде электроцентробежного насоса большей производительности, а электроцентробежный нижний насос 8 выполнен в виде насоса меньшей производительности.

Устройство снабжено гидрозащитой 16 и газосепаратором 17, установленными между электроцентробежным нижним насосом 8 и погружным электродвигателем 11, входной патрубок 13 верхнего насоса 12 выполнен в виде дополнительного газосепаратора.

Устройство работает следующим образом.

Основной принцип работы данного устройства заключается упрощении конструкции путем совмещения двух электроцентробежных насосов 12 и 8 верхнего и нижнего различной производительности через пакер 1, имеющий общий приводной вал 10 с насосами 8 и 12. Нижний электроцентробежный насос 8 меньшей производительности подает с помощью погружного электродвигателя 11 через гидрозащиту 16, газосепаратор 17 и выходной патрубок 9 в пакер 6 нефтепродукты.

Далее крутящее усилие передается через приводной вал 10 на газосепаратор входного патрубка 13 верхнего насоса 12, имеющего большую производительность. Пакер 1 посредствам пакерующего элемента 4 (резинового узла, плотно соприкасающегося с обсадной колонной скважины), разделяет герметично пласты 2 и 3 нижнего и верхнего уровня. Компоновка двух насосов 8 и 12 разной производительности через пакер 1 позволяет эксплуатировать два пласта с разной депрессией (давлением) с помощью одного привода погружного электродвигателя 11. Верхний насос 12 сообщается с затрубным пространством выше пакера 6 через отверстия 5 для выхода пластовой жидкости.

Все устройство управляется через один погружной кабель 7 и с помощью одной станции управления, расположенной на поверхности земли, т.е. представляет собой единую машину. Расчет нижнего насоса 8, меньшей производительности, производится на потенциальный дебит нижнего продуктивного пласта 2 с высоким давлением, расчет верхнего насоса 12, большей производительности, учитывает суммарный дебит нижнего пласта с высоким 2 и верхнего пласта с низким 3 давлением.

Таким образом, упрощение конструкции за счет использования двух электроцентробежных насосов с одним погружным электродвигателем, одним погружным кабелем и одной станцией управления дает возможность использовать предлагаемое устройство в скважинах малого диаметра с эксплуатационной колонной диаметром 146 мм (наиболее распространенных в России). Это позволяет также обеспечить пропускную способность скважины до 700 м3/сут. по дебиту жидкости.

1. Устройство для одновременно раздельной эксплуатации продуктивных пластов нефтяной скважины, содержащее установленный в корпусе пакер, разделяющий эксплуатируемые пласты и снабженный пакерующим элементом, патрубком с отверстиями и каналом для проводки погружного кабеля, подсоединенного к станции управления, электроцентробежный нижний насос с выходным патрубком, установленный под пакером в нижней части скважины вблизи пласта нижнего уровня и подсоединенный через приводной вал к погружному электродвигателю, верхний насос с входным патрубком, установленный над пакером в верхней части скважины вблизи пласта верхнего уровня, отличающееся тем, что пакер снабжен двумя подшипниками скольжения, установленными на размещенном внутри корпуса пакера приводном валу, пакер подсоединен к входному патрубку верхнего насоса и к выходному патрубку электроцентробежного нижнего насоса, верхний насос подсоединен к приводному валу нижнего насоса и выполнен в виде электроцентробежного насоса большей производительности, а электроцентробежный нижний насос выполнен в виде насоса меньшей производительности.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено гидрозащитой и газосепаратором, установленными между электроцентробежным нижним насосом и погружным электродвигателем, входной патрубок верхнего насоса выполнен в виде дополнительного газосепаратора.