установка для вытеснения нефти из пласта

Формула изобретения

Установка для вытеснения нефти из пласта, включающая последовательно соединенные насос и сепаратор, верхняя часть которого связана линией подачи газа с нагнетательной скважиной, отличающаяся тем, что сепаратор выполнен с сифонной трубой, соединенной с нижней частью последнего, и с компенсатором, который выполнен в виде двух концентрично расположенных один в другом патрубков, внутренний из которых связан с сифонной трубой, а наружный с сифонной трубой и верхней частью сепаратора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для вытеснения нефти из пласта.

Известны компрессоры для сжатия газа [1]

К недостаткам этих устройств относится их дороговизна и сложность в изготовлении. Кроме того, как установлено промысловыми экспериментами, при водогазовом воздействии расход газа для проведения процессов непрерывно изменяется в зависимости от изменения приемистости пласта. Переменное изменение расхода не обеспечивается при работе обычного газового компрессора.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности является установка для сжатия газа, включающая насос и сепаратор [2] Смесь высоконапорной жидкости и низконапорного газа, образованная в водоструйном насосе, подается в сепаратор, затем газ досжимается высоконапорной жидкостью и отводится из верхней части сепаратора.

К недостаткам устройства относится периодичность подачи сжатого газа из сепаратора, что не обеспечивает оптимальных условий для выполнения предлагаемого способа, так как для нормальной работы водогазового эжектора на забое скважины требуется постоянная подача газа при переменном его расходе.

Цель изобретения повышение эффективности устройства и, как следствие, обеспечения подачи газа с переменным расходом в водогазовый эжектор.

Цель достигается тем, что в установке для вытеснения нефти из пласта, включающей последовательно соединенные насос и сепаратор, верхняя часть которого связана линией подачи газа нагнетательной скважиной, сепаратор выполнен с сифонной трубой, соединенной с нижней частью последнего, и с компенсатора, который выполнен в виде двух концентрично расположенных один в другом патрубком, внутренний из которых связан с сифонной трубой, а наружный

с сифонной и верхней частью сепаратора.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Вследствие того, что водогазовая смесь обладает повышенной по сравнению с водой вязкостью, она забивает высокопроницаемые зоны пласта. При этом происходит снижение приемистости нагнетательной скважины и соответственно уменьшение величины подсасываемого газа в эжекторе (Соколов Е.Я. Зингер Н.М. Струйные аппараты, М. Энергоиздат, 1989, с.-113 121).

Таким образом, расход газа для создания водогазовой смеси будет изменяться от нуля до максимального значения для данного типа эжектора.

Для обеспечения переменного расхода газа сепаратор снабжают сифонной трубой для отвода жидкости из нижней части сепаратора и компенсатором. Разгазированная жидкость поступает через первую ветвь сифонной трубы, компенсатор и через вторую ветвь сифонной трубы подается на ДНС. Кроме того, предварительное сжатие газа в установке ведет к увеличению степени аэрации водогазовой смеси (так как при этом же объеме количество газа увеличивается прямопропорционально росту давления). Обычно оптимальной степенью аэрации для водогазового воздействия является 30 60 м³/м³, что невозможно достичь без предварительного сжатия газа.

По предлагаемому способу поступающий по эжектору на эжекцию газ предварительно сжимают в установке до давления, близкого к давления нагнетаемой воды.

По отношению к известной установке прототипу предлагаемой установки имеются следующие отличительные признаки: сепаратор снабжают сифонной трубой для отвода жидкости и компенсатором, выполненным в виде двух концентрично расположенных патрубков, внутренний из которых является началом первой ветви сифонной трубы, а наружный установлен на второй ветви сифонной трубы и дополнительным трубопроводом, соединенным с полостью наружного патрубка компенсатора и с верхней частью сепаратора.

В результате этого достигается эффект, заключающийся в обеспечении подачи переменного расхода газа для создания водогазовой смеси.

Установка для осуществления способа и схема его реализации представлена на фиг.1 и 2.

Установка состоит из насоса 1 и сепаратора 2, снабженного сифонной трубой 6 и компенсатором 3. Газ из верхней части сепаратора подается через обратный клапан 4 и замерное устройство 5 в нагнетательную скважину, в которую также по другой линии подается вода. На забое скважины устанавливается эжекторное устройство 6 для образования водогазовой смеси.

Устройство для осуществления способа (фиг.2) состоит из насоса 1 и сепаратора 2. Сепаратор снабжен сифонной трубой 6 и компенсатором, выполненным в виде двух концентрично расположенных патрубков, внутренний из которых является началом первой ветви сифонной трубы, а наружный установлен на второй ветви сифонной трубы, и дополнительным трубопроводом 9, соединенным с полостью наружного патрубка компенсатора и с верхней частью сепаратора.

Установка работает следующим образом.

Продукцию добывающих скважин нагнетают насосом в сепаратор. Давление закачки подбирают таким образом, чтобы превышало давление насыщения нефти попутным нефтяным газом. В сепараторе за счет увеличения объема происходит разгазирование продукции добывающих скважин и отбор выделившегося газа из верхней части сепаратора. Попутный нефтяной газ подается на забой нагнетательной скважины, где он в процессе эжектирования смешивается с водой, а образованная таким образом водогазовая смесь, поступает в пласт для вытеснения нефти.

Обеспечение подачи переменного расхода будет осуществляться следующим образом.

Обычно сепаратор и водогазовый эжектор подбирают таким образом, чтобы фиксированная часть газа непрерывно отбиралась для создания водогазовой смеси. Тогда в сепараторе поддерживается постоянное давление газа и постоянный уровень жидкости.

Из-за изменения фильтрационного сопротивления движению водогазовой смеси со стороны пористой среды расход газа, идущего на образование водогазовой смеси будет меняться. При увеличении расхода газа давление в верхней части сепаратора уменьшается и столб жидкости поднимается вверх. Как только уровень жидкости в сепараторе превысит уровень перегиба сифонной трубы, жидкость начнет переливаться в зазор между внутренним и внешним патрубками компенсатора.

Жидкость переливается через компенсатор за счет давления столба жидкости в сепараторе P₁. В то же время на жидкость проходящую через компенсатор, действует давление газа в верхней части сепаратора P₂ (через дополнительный патрубок, связывающий компенсатор с верхней частью сепаратора). Пока уровень в сепараторе будет выше уровня расположения компенсатора, давление столба P₁ будет больше давления газа P₂, действующего на проходящую жидкость. Разность давлений P₁ и P₂ будет движущей для жидкости. Жидкость будет стремиться вылиться из сепаратора до уровня расположения компенсатора, т.е.

P₁=P₂

Разность этих давлений будет стремиться уровнять столб жидкости в сепараторе до уровня конца внутреннего патрубка компенсатора. После того, как это произойдет, наступил динамическое равновесие, т.е. столб жидкости в сепараторе будет постоянно поддерживаться на уровне конца внутреннего патрубка компенсатора а, избыток жидкости, непрерывно поступающей в сепаратор, также непрерывно будет перетекать в сифонную трубу.

После того, как возрастает фильтрационное сопротивление движению водогазовой смеси в пористой среде, подсос газа в эжектор уменьшается и давление в верхней части сепаратора возрастает, при этом возрастает давление P₂ на жидкость, проходящую через компенсатор. Количество жидкости, протекающей через компенсатор уменьшится, что вызовет подъем уровня жидкости в сепараторе соответственно увеличению давления P₂.

При этом произойдет процесс дополнительного сжатия газа. После этого дополнительно сжатый газ поступает на эжектор и образуется водогазовая смесь с более высоким суммарным давлением (так как давление воды остается постоянным, а давление газа возрастает).

По имеющимся у авторов сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность предлагаемого изобретения не известна на уровне техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность предлагаемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как у него не выявляется выше указанное влияние на получаемый технический результат (новое свойство объекта, совокупность признаков), которые отличают от прототипа предлагаемое изобретение, что позволяет сделать о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в промышленности с получением технического результата, заключающегося в обеспечении подачи переменного расхода газа при его сжатии и обуславливающего достижения поставленной цели - повышение эффективности работы устройства, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".