способ добычи газа из водоносного пласта

Формула изобретения

Способ добычи газа из водоносного пласта, включающий отбор газа и дегазированной воды через колонну насосно-компрессорных труб при подъеме пластовой воды до устья скважины с помощью глубинного насоса, отличающийся тем, что в скважину на определенную глубину спускают вторую внутреннюю колонну насосно-компрессорных труб, в нижней части которой с наружной стороны коаксиально закрепляют дополнительную насосно-компрессорную трубу с глухим дном на расстоянии 0,2 - 0,3 м от башмака внутренней колонны, отбор дегазированной воды при работе глубинного насоса производят непрерывно по внутренней колонне насосно-компрессорных труб, а газа - по межтрубному пространству внешней и внутренней колонн насосно-компрессорных труб, при этом пластовую воду в межтрубное пространство между коаксиально закрепленной дополнительной насосно-компрессорной трубой и внутренней колонной насосно-компрессорных труб подают со скоростью, меньшей скорости всплывания пузырьков газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано в процессе разработке газовых и нефтяных месторождений, а также при добыче минеральной воды из водоносных пластов и морского дна для технических или лечебных целей.

Известeн способ добычи газа из водоносного пласта, предусматривающий добычу пластовой воды из водоносного пласта при повышенных темпах отбора [1].

Недостатком известного способа является то, что для доставки потребителям газа, извлекаемого вместе с пластовой водой из скважин, требуются значительные энергетические затраты на его сжатие.

Известeн способ добычи газа из водоносного пласта, включающий дегазацию воды в насосно-компрессорных трубах после подъема пластовой воды до устья посредством глубинного насоса и обратного слива воды в водоносный пласт при отключении глубинного насоса, с последовательным раздельным отбором газа и дегазированной воды из скважины при пуске в работу глубинного насоса, после чего цикл повторяют [2].

Недостатком известного способа является то, что из-за периодического отключения глубинного насоса на определенное время, снижается количество извлекаемой из скважины пластовой воды и газа соответственно. Кроме того, известный способ можно применять при условиях, что статический уровень пластовой воды находится на значительной глубине ниже устья скважины.

Для увеличения отбора газа из скважины в известном способе добычи газа из водоносного пласта включающем отбор газа и дегазированной воды через колонну насосно-компрессорных труб при подъеме пластовой воды из устья скважины с помощью глубинного насоса, в скважину на определенную глубину спускают вторую внутреннюю колонну насосно-компрессорных труб, в нижней части которой с наружной стороны коаксиально закрепляют дополнительную насосно-компрессорную трубу с глухим дном на расстоянии 0,2 - 0,3 м от башмака внутренней колонны, отбор дегазированной воды при работе глубинного насоса производят непрерывно по внутренней колонне насосно-компрессорных труб, а газа - по межтрубному пространству внешней и внутренней колонн насосно-компрессорных труб, при этом пластовую воду в межтрубное пространство между коаксиально закрепленной дополнительной насосно-компрессорной трубой и внутренней колонной насосно-компрессорных труд подают со скоростью, меньшей скорости всплывания пузырьков газа.

При подъеме пластовой воды с помощью глубинного насоса к устью скважине через внутреннюю колонну, в межтрубном пространстве дополнительной трубы и внутренней колонны устанавливается нисходящий поток отбираемой жидкости. Так как гидростатическое давление в интервале установки дополнительной трубы значительно ниже пластового давления, то основная часть растворенного газа на этой глубине дегазируется из пластовой воды и находится в виде пузырьков свободного газа.

В результате движения пластовой воды в межтрубном пространстве дополнительной трубы и внутренней колонны из скоростью меньшей скорость всплывания пузырьков газа происходит сепарация газа, с накоплением его в межтрубном пространстве между внешней и внутренней колоннами. Поэтому от интервала установки дополнительной трубы зависит величина давления, при котором газ подают из скважины в трубопровод.

Способ добычи газа из водоносного пласта иллюстрируется чертежом и осуществляется следующим образом.

В заполненную пластовой водой скважину 1 спускают глубинный насос 2 на колонне насосно-компрессорных труб 3. Затем в скважину на определенную глубину спускают внутреннюю колонну насосно-компрессорных труб 4, в нижней части которой закрепляют дополнительную трубу 5 с глухим дном. После этого устье скважины обвязывают водяной линией 6 с регулируемым штуцером 7 и газовой линией 8 с регулируемым клапаном-отсекателем 9. С газовой линией 8 соединяют линию 10 затрубного пространства, на которой устанавливают клапан-отсекатель 11.

После пуска в работу глубинного насоса 2 с помощью регулируемого штуцера 8 устанавливают заданный дебит дегазированной воды. Клапаны-отсекатели 9 и 11 регулируют на определенное давление, при котором уровень жидкости в кольцевом пространстве должен находиться выше коаксиально расположенной трубы 5.

Например, в сеноманскую скважину Уренгойского месторождения вскрывшую водоносный пласт на глубине 1110 - 1130 м с эксплуатационной колонной диаметром 219 мм и толщиной стенки 10,2 мм спускают на 1100 м глубинный насос на насосно-компрессорных трубах диаметром 168 мм 8,9 мм. Вторую лифтовую колонну диаметром 73 мм спускают на глубину 55 м, в нижней части которой закрепляют дополнительную 5 - 6 м трубу диаметром 127 мм с толщиной стенки 6,4 мм. Глухое дно дополнительной трубы устанавливают на 0,2 м ниже от башмака внутренней колонны для свободного прохода пластовой воды из межтрубного пространства во внутреннюю колонну. В интервале расположения коаксиально расположенной трубы площади кольцевых свободных пространств между трубами с учетом толщин стенок составляют:

- между 168 мм колонной и 127 мм дополнительной трубой - 5119 мм²,

- между 73 мм колонной и 127 мм дополнительной трубой 6054 мм²,

- внутри 73 мм колонны - 3018 мм².

Так как средняя скорость всплытия пузырьков газа в воде составляет около 27 м/сек, то расход жидкости устанавливают на уровне не выше:

Q = 6054 2700 = 16345800 мм³/сек = 1412,3 м³/сут.

При движении пластовой воды с забоя скважины до верхнего конца дополнительной трубы давление в движущемся потоке жидкости снижается от пластового давления 7,0 МПа до 0,5 МПа, что приведет практически к полной дегазации растворенного газа из пластовой воды. При среднем содержании в сеноманской воде Западно-Сибирского мегабассейна растворенного газа 3 м³/м³, дебит скважин по газу будет достигать до 4,2 тыс.м/сут, при устьевом давлении газа в межтрубном пространстве насосно-компрессорных труб до 0,5 МПа.

Максимальная газонасыщенность пластовых вод в нефтегазоносных бассейнах на глубине 3-4 км достигает 8 м³/м³ и выше. Поэтому при откачке больших объемов воды из скважины с повышенным диаметром эксплуатационных колонн, отбор газа будет сопоставим из производительностью эксплуатационных газовых скважин на отдельных газовых месторождениях. Если при этом вторую колонну насосно-компрессорных труб устанавливать на глубине 200 - 300 м, то давление извлекаемого газа на устье скважины может достигать 2,0 - 3,0 МПа.

Наиболее эффективно предлагаемое изобретение можно использовать на нефтяных и газовых месторождениях, где эксплуатационные скважины после их обводнения, как правило, подлежат ликвидации. При применении нового способа повысится коэффициент газоотдачи на последнем этапе разработки газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений. При интенсивном отборе пластовой воды из обводнившихся скважин вместе из растворенным газом из газовых залежей будет извлекаться защемленный и локализованный природный газ.

С помощью предлагаемого способа можно эффективно извлекать при необходимости растворенный газ из морских и океанических глубин, например сероводород из Черного моря.

Источники информации:

1. Заявка Франции N 7724416, E 21 B 43/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР N 1553655, E 21 B 43/00, 1990.