RU2190094C2

RU2190094C2 - Gear for extraction of oil from flooded productive pool

Info

Publication number: RU2190094C2
Application number: RU2000123985A
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Ибрагимов; К.Р. Ибатуллин; Р.Р. Ибатуллин; Р.Х. Фассахов; В.М. Валовский; К.М. Гарифов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть"
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2002-09-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry, specifically, pumping of flooded oil carrying increased quantities of paraffin, resins and asphaltenes. SUBSTANCE: gear includes tubing string, two screw pumps with common shaft, intake chamber placed opposite to oil- bearing interval, packer insulating producing pool, magnetizing units. Magnetizing units are placed in intake chamber into which water-gas-oil mixture goes from producing pool and take into account physical-chemical properties of this mixture and across inlets of screw pumps. Common shaft of pumps is made of magnetic material. Magnetizing units show different magnetic properties and have stepped internal surfaces. They are mounted with expanded part upwards on upper pump and with expanded part downwards on lower pump. EFFECT: increased operational efficiency of oil production, prolonged interval between well cleanups, reduced usage of materials. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к глубинно-насосной добыче обводненной нефти, содержащей повышенное количество парафина, смол и асфальтенов. The invention relates to the oil industry, in particular, to deep-pumped production of waterlogged oil containing an increased amount of paraffin, resins and asphaltenes.

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). A device for magnetic processing of liquids and a method of its arrangement (see US Pat. RU 2092447, C 02 F 1/48, BI 28 from 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. The device is designed to prevent asphalt-resin-paraffin deposits in oilfield equipment, to reduce the corrosiveness of the produced fluid and is used in wells equipped with submersible downhole pumping units.

Недостатком устройства является сложность конструкции. The disadvantage of this device is the design complexity.

Известно также усовершенствованная установка магнитной обработки закачиваемых вод (см. журнал "Нефть Татарстана", 1-1, 1999 г., с. 29). An improved installation for the magnetic treatment of injected water is also known (see the journal "Oil of Tatarstan", 1-1, 1999, p. 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. To increase the efficiency and versatility of the device for treating water pumped into injection wells, two physical (magnetic and hydrodynamic) fields are used, while the device uses magnetic elements of at least two different diameters, installed alternately, and the function of the barotube assembly is performed sequentially in the pipe magnetic elements of various diameters. The combination of structural elements allows, within the framework of one device, to process the flow of water pumped into the well, adjustable magnetic field and variable hydrodynamic field.

Применение данного устройства позволяет увеличить объем закачки и равномерность охвата пласта вытеснением по площади за счет увеличения приемистости малодебитных нагнетательных скважин. The use of this device allows to increase the injection volume and uniformity of the coverage of the formation by displacement over the area due to an increase in the injectivity of low-flow injection wells.

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. The disadvantage of this device is that it cannot be used in downhole conditions, and also that it has a restriction on use - it works only in the aquatic environment.

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. The closest in terms of mechanical nature and the achieved result to the proposed one is a device for oil production (see RZh Mining, 6, 1993, 6 G 417 P), including two screw pumps with a common shaft, a receiving chamber placed against the productive interval, two packers isolating the production interval. One of the screw pumps, designed for water injection, takes liquid from the lower part of the receiving chamber and directs it into the liner under the lower packer to the absorbed formation. The pumps are selected so that the ratio of their feeds is equal to the ratio of the shares of oil and water in the reservoir fluid.

Использование устройства позволяет улучшить условия эксплуатации колонны НКТ, по которой движется к поверхности добываемой нефти благодаря сепарации воды от нефти. Using the device allows to improve the operating conditions of the tubing string, which moves to the surface of the produced oil due to the separation of water from oil.

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). The disadvantage of this device is the low efficiency of its work. This is due to the fact that the gas-oil mixture coming from the reservoir contains asphalt-resin-paraffin substances, mechanical impurities, gas, water, which increase the stability of the emulsion and corrosion activity. In addition, the presence of these substances causes complications associated with their deposition on oilfield equipment, tubing, rods, deep pumps, and affects the operation of both pumps and the efficiency of the well’s operation, significantly reducing the well’s inter-treatment period (MOS).

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. The technical task to be solved is to create such a device for oil production, which, with a relatively simple design and at minimal material cost, would ensure reliable and efficient operation of the well.

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. The aim of the invention is to increase the efficiency of the installation of oil production by reducing the content of asphalt-resin-paraffin substances, increasing the MOS of the well, as well as reducing material costs by reducing salt deposits in pipes and pumping equipment, as well as due to downhole separation of gas-oil mixture and injection separated in borehole conditions simultaneously produced water into another reservoir without lifting it to the surface and special treatment.

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. The goal is achieved by the described device for oil production from the reservoir, containing the tubing string, two screw pumps with a common shaft, a receiving chamber placed against the production interval, a packer isolating the reservoir.

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. What is new is that screw pumps are equipped with magnetizers installed in the receiving chamber, where the gas-oil mixture from the productive reservoir enters, taking into account the physicochemical properties of this mixture and at the screw pump receptions, the common shaft of which is made magnetic, while the screw pump magnetizers have different magnetic properties, for which they are made with a stepped inner surface and are installed on the upper pump with the extended part up, and on the lower pump - with the extended part down, while ivateli mounted for axial movement and locking with respect to the pump intake and the input omagnichivatelya length selected for at least the length of the perforated portion of the casing.

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. The claimed combination of distinctive features allows for the reagentless processing of produced well products to solve several problems, in particular, when the formation products from the perforation through the input magnetizer enter the receiving chamber, where there is a magnetic rotating shaft that creates an electromagnetic field and induces eddy currents in the metal elements of the chamber, contributing to the release of heat, a change in its rheological properties occurs, including under the influence of a magnetic field it is prevented deposition process of asphalt-resin-paraffin substances, conditions for destabilization and destruction of the gas-oil mixture into components are created, which positively affects the operation of screw pumps, the presence of magnetizers with stepped internal channels at the top of the pump receptacles has the expanded part upward and the expanded part on the lower pump down, so it is possible their axial movement relative to the intake of the pump and fixing allows you to change when transporting gas-oil the mixture by tubing of turbulence and pressure to form a continuous magnetic system, to strengthen the effect of changes in rheological properties, which leads to the most complete destruction of the mixture into components in downhole conditions, i.e. reduced material costs associated with the preparation of oil and water in surface conditions, because the water separated in the borehole, treated with a magnetic field, is pumped into another absorbing layer or into a productive one to maintain reservoir pressure. Multistage magnetic treatment also leads to a reduction in the number of cleanings (flushing) of wells by reducing salt deposits in tubing and in-pump equipment.

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". An analysis of the known similar solutions allows us to conclude that there are no signs in them that are similar to the distinctive signs in the claimed device, that is, on the compliance of the proposed solution to the criterion of "significant differences".

На чертеже показана конструкция предлагаемого устройства для добычи нефти из обводненного продуктивного пласта. The drawing shows the design of the proposed device for the extraction of oil from a waterlogged reservoir.

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. The device comprises: a string of tubing 1, screw pumps 2 and 3 with a common shaft 4, which are equipped with magnetizers 5 and 6, mounted on the receptions of screw pumps 7 and 8 and are made with stepped internal channels 9 and 10 with the possibility of limited axial movement relative to receiving and fixing the thread 11, the receiving chamber 12 with the input magnetizer 13, the length of which corresponds to the length of the perforated part of the column and is installed at the output of the well from the perforation holes 14 of the reservoir 15, pa Ker 16, an insulating productive formation, a liner 17, through which the produced water separated in the course of processing is pumped into another formation 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.The device operates as follows:
From the reservoir 15, the water-gas mixture enters the receiving chamber 12 (the receiving chamber is the space between the two pumps), which, under the action of gravity and the receiving magnetizer 13, breaks up into its components, which is also facilitated by heating the mixture with the heat generated by the eddy currents from the rotation of the magnetic shaft 4. Gas goes up the annulus, oil through the magnetizer 5 enters the intake 7 of the upper pump 2 and is pumped to the surface through the tubing 1.

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. Passing through the magnetizer 5, the oil is subjected to magnetic and bar treatment in a turbulent flow created by the stepped internal surface of the magnetizer. The parameters of the magnetizer 5 are set taking into account the physico-chemical properties of the oil. The main parameter of the magnetizer is the intensity of the magnetic field created by it, and the optimal value of the intensity is selected empirically for each specific field.

Аналогичной обработке подвергается вода, поступившая на прием 8 нижнего насоса 3, которая далее через трубу 17 с помощью пакера 16 закачивается в пласт 18. A similar treatment is subjected to water received at the intake 8 of the lower pump 3, which is then pumped through the pipe 17 using the packer 16 into the reservoir 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. The location of the magnetizer 9 with the extended part upwards makes it difficult for water to enter the intake 11 of the pump 2, and the expansion of the magnetizer 6 with the expanded part downwards makes it difficult for oil to enter the intake 8 of the pump 3, which improves the quality of the separation of water and oil.

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. The possibility of axial movement and fixation of the magnetizers 5 and 6 allows you to choose their optimal location relative to receptions 7 and 8 of the pumps and fix in this position.

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. As reservoir 18, either another reservoir is used to discharge water, and then the water injected into it is used to maintain reservoir pressure, or some kind of absorbing horizon, which serves as a container for accommodating the discharge water.

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. Thus, the device allows oil to be extracted from the well without raising associated water to the surface, and magnetizers improve separation processes, reduce asphalt-resinous and salt deposits in pipes and equipment, and improve the compatibility of water injected from the reservoir with absorbing reservoir water.

Claims

1. A device for oil production from a waterlogged reservoir, containing a tubing string, two screw pumps with a common shaft, a receiving chamber placed against the production interval, a packer isolating the reservoir, characterized in that it is equipped with magnetizers installed in the receiving the chamber to which the gas-oil-gas mixture enters from the reservoir, taking into account the physicochemical properties of this mixture and at the methods of screw pumps, the common shaft of which is made magnetic, while the magnetizers in Inert pumps have different magnetic properties, for which they are made with a stepped inner surface and are installed on the upper pump with the extended part up, and on the lower pump - with the extended part down.

2. The device according to p. 1, characterized in that the magnetizers are installed each with the possibility of limited axial movement and fixation relative to the intake of the pump.

3. The device according to p. 1, characterized in that the length of the input magnetizer selected at least the length of the perforated part of the casing.