RU1787220C - Gas lift - Google Patents

Abstract

Использование: в нефтедобывающей промышленности при проектировании газ- лифтных установок. Сущность изобретени : установка содержит установленную в скважине подъемную трубу с башмаком и рабочими отверсти ми. На башмаке установлен нормально закрытый подпружиненный обратный клапан, над которым расположен летающий поршень. Причем рабочие отверсти  расположены а интервале нефтеводо- раздела затрубного столба скважинной среды, что позвол ет повысить производительность за счет снижени -утечек нефт ной фазы откачиваемой среды. 2 ил.Usage: in the oil industry in the design of gas-lift installations. SUMMARY OF THE INVENTION: The apparatus comprises a riser installed in the well with a shoe and working holes. A normally closed spring-loaded check valve is installed on the shoe, above which a flying piston is located. Moreover, the working holes are located in the interval of the oil-water separation of the annular column of the borehole medium, which allows to increase productivity by reducing the-leakage of the oil phase of the pumped medium. 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к технике добычи нефти и служит дл  добычи обводненной нефти из нефт ных скважин.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to oil production techniques and is used to produce flooded oil from oil wells.

Известна газлифтна  установка, включающа  колонну подъемных труб с нижним амортизатором, устьевую арматуру с верхним амортизатором и плунжер. Выкид посто нно открыт в сборную систему.A gas lift installation is known including a column of lifting pipes with a lower shock absorber, wellhead valves with an upper shock absorber, and a plunger. The discharge is constantly open to the prefabricated system.

В известной установке плунжер применен дл  повышени  производительности путем снижени  утечек  ифтируемой среды, которые могут достигать существенных величин (см. например, вышеуказанный источ- ник, с.60-61, 99-104). Применение плунжера позвол ет значительно уменьшить потери лифтируемой среды. Однако при откачке обводненной нефти все же имеют место потери именно нефт ной фазы, наход щейс  в затрубном пространстве и движущейс  по лифту вслед за поршнем, поскольку нефть, как более легка  среда, находитс  в верхней части столба среды вIn a known installation, the plunger is used to increase productivity by reducing leaks of the ifte medium, which can reach significant values (see, for example, the above source, pp. 60-61, 99-104). The use of a plunger can significantly reduce the loss of lifted medium. However, when pumping out waterlogged oil, nevertheless, it is the oil phase that is lost in the annulus and moving along the elevator after the piston, since oil, as a lighter medium, is located in the upper part of the medium column in

затрубном пространстве и поступает в лифт через его башмак последней.annulus and enters the elevator through his shoe last.

Известна газлифтна  установка, содержаща  подъемную трубу и установленный на ее конце обратный нормально закрытый подпружиненный клапан с возможностью перепуска скважинной среды и полости скважины в подъемную трубу.A gas lift installation is known, comprising a lift pipe and a normally-closed non-returning spring-loaded valve mounted at its end with the possibility of transferring the well medium and the well cavity into the lift pipe.

Недостатком этой установки  вл етс  то, что потери лифтчруемой среды происход т за счет нефт ной фазы, поскольку нефть из затрубного пространства продавливаетс  в подъемную трубу последней и движетс  в хвостовой части лифтируемого столба, име  ввиду периодическую работу газлифта .The disadvantage of this installation is that losses of the fluid to be lifted occur due to the oil phase, since oil from the annulus is forced into the lifting pipe of the latter and moves in the tail of the elevated column, which means that the gas lift works intermittently.

Наиболее близкой к за вл емой по технической сущности  вл етс  установка, в которой с целью дополнительного снижени  утечек задерживаетс  движение поршн  на определенное врем  с расчетом, чтобы он двигалс  в конце лифтируемого столба среды. Достигаетс  существенноеThe closest to the claimed technical essence is the installation in which, in order to further reduce leakage, the piston movement is delayed for a certain time so that it moves at the end of the elevated column of the medium. Substantial Achievement

ЁYo

повышение производительности способа (установки), однако все же имеют место значительные потери откачиваемой обводненной среды именно за счет нефт ной фазы, поскольку она движетс  также в хвостовой части лифтируемого столба.an increase in the productivity of the method (installation), however, significant losses of the pumped-out watered medium still occur precisely due to the oil phase, since it also moves in the tail of the elevated column.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности за счет снижени  утечек нефт ной фазы откачиваемой обводненной среды.The aim of the invention is to increase productivity by reducing the leakage of the oil phase of the pumped-out watered medium.

достигаетс  тем, что рабочие отверсти  расположены в интервале нефтево- дораздела затрубного столба скважинной среды, а-нормально закрытый подпружиненный обратный клапан отрегулирован на величину открывающего перепада давлени , превышающую перепад давлени  на рабочих отверсти х.  is achieved by the fact that the working openings are located in the interval of the oil separation of the annular column of the well medium, and the normally closed spring-loaded check valve is adjusted to the value of the opening differential pressure exceeding the differential pressure across the working openings.

Сущностью изобретени   вл етс  то, что рабочие отверсти  расположены в интервале нефтево дораздела затрубного столба скважинной среды, а нормально закрытый подпружйнённы й обратный клапан отрегулирован на величину открывающегр перепада1 давлени , превышающую перепад давлени  на рабочих отверсти х.The essence of the invention is that the working openings are located in the interval of the oil separation of the annular column of the borehole medium, and the normally closed spring loaded check valve is adjusted to the value of the opening differential pressure1 exceeding the differential pressure across the working openings.

На фиг,1 изображена схема за вленной установки с иллюстрацией фаз состо ни  скважинной среды в подъемнике и затрубном ;п ростра нстве; на фиг-.2 - принципиаль- ныё Зависимости изменени  давлени  Рн - над клапаном и Р п - под клапаном. . Fig. 1 is a schematic diagram of the claimed installation with an illustration of the phases of the state of the borehole medium in the elevator and the annulus; in Fig. 2 - principal Dependences of the pressure change Рн - above the valve and Рп - under the valve. .

Установка содержит газлифтный подъемник 1 с рабочими отверсти ми 2, выполненными на уровне нефтеводораздела фаз в затрубном пространстве, установленный на башмаке лифта нормально закрытый подружиненный обратный клапан 3, отрегулированный на величину открывающего перепада давлени , превышающую перепад давлени  на рабочих отверсти х 2, свободно установленный выше поршень 4. Выкид установки Открытый и снабжен штуцером 5, Подъемник 1 установлен в эксплуатационной колонке 6, снабженной задвижкой 7.The installation comprises a gas-lift 1 with working holes 2, made at the level of oil-water separation of phases in the annulus, a normally closed spring-loaded check valve 3 mounted on the elevator shoe, adjusted for an opening differential pressure exceeding the pressure difference at the working holes x 2, freely set above piston 4. Discharge installation Open and equipped with a fitting 5, Lift 1 is installed in the production column 6, equipped with a valve 7.

Составл ющие общего столба откачиваемой среды:Components of the general column of the pumped-out medium:

8 - столб нефти в подъемнике;8 - a column of oil in the lift;

9 - столб воды в подъемнике;9 - a column of water in the lift;

10 - столб нефти в затрубном пространстве;10 - column of oil in the annulus;

11 - столб воды в затрубном пространстве .11 - column of water in the annulus.

Фазами а, б, в, г, д, е обозначены различные состо ни  откачиваемой среды в процессе совершени  цикла работы установки ..Phases a, b, c, d, e, e denote the various states of the pumped medium during the completion of the installation cycle ..

«Установка работает следующим образом .“The installation works as follows.

В исходном состо нии перед совершением цикла работы установки (фаза а) задвижка 7 закрыта, выкид открыт через штуцер 5. Так как в установках с открытымIn the initial state, before the installation cycle is completed (phase a), the valve 7 is closed, the discharge is opened through the nozzle 5. Since in installations with an open

выкидом затрубное давление всегда больше давлени  на выкиде, равного пониженному давлению в системе нефтегазосбора, то уровни скважинной среды в подъемнике и затрубном пространстве занимают различные положени  в зависимости от соотношени  давлений в затрубном пространстве и подъемнике. При этом в верхней части обоих столбов всегда находитс  нефт на  фаза 8 и 10 обводненной среды, как более легка .since the annular pressure is always greater than the pressure on the outflow equal to the reduced pressure in the oil and gas gathering system, the levels of the borehole medium in the elevator and annulus occupy different positions depending on the ratio of the pressures in the annulus and elevator. Moreover, in the upper part of both columns there is always oil for phases 8 and 10 of the watered medium, as it is lighter.

Давлени  Рн над клапаном 3 и Рп под клапаном 3 равны между собой ввиду гидростатического равновеси  столбов жидкости и давлений в подъемнике и затрубном пространстве , вследствие чего клапан 3 нормально закрыт и удерживаетс  в данном положении пружиной (не обозначена). Поршень 4 находитс  в крайнем нижнем положении (у башмака лифта).The pressures Rn above the valve 3 and Pn below the valve 3 are equal due to the hydrostatic equilibrium of the liquid columns and the pressures in the lift and the annulus, as a result of which the valve 3 is normally closed and held in this position by a spring (not indicated). The piston 4 is in its lowest position (at the elevator shoe).

При пуске газа в затрубное пространство через задвижку 7 (фаза б) давление в затрубном пространстве начинает повышатьс , вследствие чего столб 10 среды из затрубного пространства через отверсти  2 поступает в подъемник 1, увеличива  длинуWhen starting gas into the annulus through the valve 7 (phase b), the pressure in the annulus begins to increase, as a result of which the medium column 10 from the annulus through the holes 2 enters the lift 1, increasing the length

общего столба (8+9+10) в подъемнике над отверстием 2. При этом давлени  над клапаном 3 (Рн) и под клапаном (Рп) увеличиваютс , причем давление Рн меньше давлени  Рп на величину потерь давлени  среды при истечении ее через рабочие отверсти  2. Поскольку открывающиий перепад Р давлени  на клапане 3 больше потерь давлени  на рабочих отверсти х 2, то он закрыт. Ввиду последнего среда из затрубного пространства поступает в подъемник 1 только через рабочие отверсти  2, а поскольку рабочие отверсти  2 расположены на уровне нефтеводораздела, то нефть из затрубного пространства поступает вthe total column (8 + 9 + 10) in the lift above the hole 2. In this case, the pressures above the valve 3 (Рн) and below the valve (Рп) increase, and the pressure Рн is less than the pressure Рп by the value of the pressure loss of the medium when it expires through the working holes 2 Since the opening differential pressure P on the valve 3 is greater than the pressure loss on the working openings 2, it is closed. In view of the latter, the medium from the annulus enters the elevator 1 only through the working openings 2, and since the working openings 2 are located at the level of the oil separation, the oil from the annular space enters

лифт в первую очередь. Изменение давлений Рн и Рп на участие фазы б изображено на фиг.2 интервалом Т.1-Т.2.elevator first. The change in pressure Рн and Рп on the participation of phase b is shown in Fig. 2 by the interval T.1-T.2.

После продавливани  столба 10 из затрубного пространства в подъемник 1 в негоAfter forcing column 10 from the annulus into the elevator 1 into it

поступает газ, производ  выброс столбов 8, 9, 10 жидкости из него. При этом вес столба жидкости постепенно уменьшаетс , обусловлива  тем самым уменьшение давлени  Рн над клапаном 3 (фаза в). Затрубное давление также уменьшаетс  за счет стравли- вани  газа через отверсти  2, но темп его снижени  значительно меньше, чем давление в подъемнике, ввиду подпитки газа через задвижку 7 и ограниченные размерыgas enters, producing the discharge of columns 8, 9, 10 of liquid from it. In this case, the weight of the liquid column gradually decreases, thereby causing a decrease in the pressure Р over the valve 3 (phase c). The annular pressure is also reduced due to the gas being throttled through the openings 2, but its rate of decrease is much lower than the pressure in the elevator, due to the gas replenishment through the valve 7 and limited dimensions

рабочего отверсти  2 (показано на фиг,2 интервалом между точками Т.2-Т.З).working hole 2 (shown in Fig. 2, the interval between points T.2-TZ).

В определенный момент (между фазами виг) разность давлени  АР над и под клапаном 3 достигает значени , превышающего его рткрывающий перепад, благодар  чему клапан 3 открываетс  (пружина сжимаетс ) и начинаетс  выдавливание оставшегос  в затрубном пространстве стоба воды 11 через клапан 3 в подъёмник 1, При этом происходит повышение Давлени  над и под клапаном 3 за счетувеличени  столба среды в подъемнике 1 и движени  поршн  4 вверх (фаза г, интервал точек Т.З-Т.4). После прорыва газа через клапан 3 из затрубного пространства в. подъемник 1 происходит выброс лифтируемой среды из подъемника на выкид скважины. При этом поршень 4 доходит до усть  скважины, подъемник 1 заполн етс  рабочим агентом (газом), давление его понижаетс , понижа  тем самым давление Рн над клапаном 3 до значени , близкого к давлению газа Рп под клапаном (фаза д, интервал Т.4-Т.5). При подходе поршн  4 к устью подачу газа прекращают закрытием задвижки 7, вследствие чего газ из подъемника 1. и затрубного пространства (через рабочие отверсти  2) стравливаетс  на выкид скважины, а давлени  Рн и Рп снижаютс  и практически выравниваютс  (интервал точек Т.4-Т.5). Вследствие снижени  забойного давлени  происходит накопление скважинной среды (фазе е) как в затрубном пространстве, так и в подъемнике 1, поступающей в него через рабочие отверсти  2, Поршень 4 постепенно опускаетс . Таким образом, в скважине восстанав- ливаетс  исходное состо ние, соответствующее фазе а.At a certain point (between the wig phases), the pressure difference AP above and below the valve 3 reaches a value that exceeds its opening differential, whereby the valve 3 opens (the spring is compressed) and the squeezing water remaining in the annulus of water 11 starts through the valve 3 into the lift 1, In this case, an increase in Pressure above and below the valve 3 occurs due to an increase in the column of medium in the lift 1 and the piston 4 moving upward (phase g, point interval T.Z-T.4). After gas breakthrough through valve 3 from the annulus c. lift 1 is the release of the lifted medium from the lift to the well well. In this case, the piston 4 reaches the wellhead, the lift 1 is filled with a working agent (gas), its pressure decreases, thereby lowering the pressure Рн above the valve 3 to a value close to the gas pressure Рп under the valve (phase d, interval T.4- T.5). When the piston 4 approaches the mouth, the gas supply is stopped by closing the gate valve 7, as a result of which the gas from the elevator 1. and the annulus (through the working holes 2) is vented to the well outflow, and the pressure Рн and Рп decrease and practically equalize (interval of points T.4- T.5). Due to the decrease in bottomhole pressure, the accumulation of the borehole medium (phase e) occurs both in the annulus and in the lift 1, which enters it through the working holes 2, the piston 4 gradually lowers. Thus, the initial state corresponding to phase a is restored in the well.

Из описани  работы установки следует, что она позвол ет полностью устранить утечки нефт ной фазы, так как нефт на  фаза из затрубного пространства движетс  не в конце лифтируемого столба жидкости,а примерно в средней его части. Утечки могут быть только за счет вод ной фазы, что не  вл етс  потерей полезного продукта.From the description of the operation of the installation, it follows that it allows to completely eliminate leaks of the oil phase, since oil moves to the phase from the annulus not at the end of the elevated column of liquid, but approximately in its middle part. Leaks can only be due to the aqueous phase, which is not a loss of a useful product.

Движуща с  за нефт ной фазой вод на  фаза (хвостова  жидкость) смывает остатки нефти по длине подъемника, а некоторые потери лифтируемой среды имеют место только за счет вод ной фазы (хвостовой жидкости).Moving behind the oil phase of water per phase (tail fluid) washes off the oil residues along the length of the lift, and some losses of the lifted medium occur only due to the water phase (tail fluid).

Величина открывающего перепада давлени  и размеры рабочих отверстий определ ютс  опытным путем.The magnitude of the opening differential pressure and the size of the working holes are determined empirically.

За вленна  установка проста по кон- стуркции, надежна в ра боте и легко может быть применена. Установка перспективна дл  применени  на 50 скважинах ПО Укр- нефть, эксплуатируемых периодическимThe claimed installation is simple in construction, reliable in operation and can be easily applied. The installation is promising for use in 50 wells of the Ukr-oil production facility operated periodically

газлифтом, и на р де других месторождений Миннефтегазпрома.gas lift, and on a number of other fields of Minneftegazprom.

Как показывает опыт эксплуатации 40 газлифтных скважин Битковского месторождени  ПО Укрнефть с обводненностьюAs experience in operating 40 gas-lift wells at the Bitkovskoye field of the Ukrneft PA with water cut

20-30%, потери лифтируемой среды, а суче- том вышеизложенного - нефти, составл ют в основном 40-50%, что при суммарном дебите скважин примерно 80 т/сут составл ет 30-40 т/сут. Устранение этих потерь путем20-30%, losses of the lifted medium, and, in view of the foregoing, oil, account for mainly 40-50%, which, with a total well production of about 80 tons / day, is 30-40 tons / day. Elimination of these losses by

использовани  за вленной установки позволит дополнительно получать 30-40 т/сут (10,95+14,6 тыс.т/г.) с экономическим эффектом 450-580 тыс.руб/год.the use of the invented installation will make it possible to additionally obtain 30-40 tons / day (10.95 + 14.6 thousand tons / year) with an economic effect of 450-580 thousand rubles / year.

За вленную установку намечено испытать на Витковском месторождении в 1991 году.The inventive installation is scheduled to be tested at the Vitkovsky field in 1991.

Claims (1)

Формула изобретени  Газлифтна  установ ка, содержаща  установленную в скважине подъемную трубу с рабочими отверсти ми и башмаком, нормально закрытый подпружиненный обратный клапан, установленный на башмаке с возможностью перепуска откачиваемойSUMMARY OF THE INVENTION A gas lift installation comprising a well pipe installed in the well with working openings and a shoe, a normally closed spring-loaded check valve mounted on the shoe with the possibility of bypassing the pumped среды из полости скважины в подъемную трубу, и летающий поршень, расположенный над клапаном, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности за счет снижени  утечек нефт ной фазыmedium from the cavity of the well into the lift pipe, and a flying piston located above the valve, characterized in that, in order to increase productivity by reducing leakage of the oil phase откачиваемой среды, рабочие отверсти  расположены в интервале нефтеводоразде- ла затрубного столба скважинной среды.pumped medium, working holes are located in the interval of the oil section of the annular column of the borehole medium. ьжш ьж р&30& сргазб фсзв.2 bj r & 30 & srgazb fsv. 2 сриё. JSriyo. J т.гtg 5Щ5shch .S&jSi&ii Vvv.vJ.S & jSi & ii Vvv.vJ cpatad Јpajfffcpatad Јpajfff 9 иг, 2.9 ig, 2. Вргм, tVrgm, t