установка для закачки жидкости в пласт

Формула изобретения

Установка для закачки жидкости в пласт, включающая основную скважину, вскрывшую нефтеносный и водоносный пласты, пакер, станцию управления, колонну насосно-компрессорных труб и емкость, соединенные с насосом через основной сообщающий трубопровод, причем колонна насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены технологической жидкостью, при этом колонна насосно-компрессорных труб оснащена нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера, отличающаяся тем, что насос выполнен с возможностью только откачки технологической жидкости из емкости, а установка снабжена дополнительной скважиной с дополнительными колонной насосно-компрессорных труб, нагнетательным и всасывающим клапанами, пакером и дополнительным сообщающим трубопроводом, размещенными идентично основной скважине, при этом основной и дополнительный сообщающие трубопроводы оснащены переключателями потока, которые также соединены основным и дополнительным трубопроводами непосредственно с емкостью, работающими только на слив, при этом станция управления выполнена с возможностью регулирования потока технологической жидкости через переключатели потока между основной и дополнительной скважинами и возможностью регулирования переключателями потока по соответствующим основному и дополнительному сообщающим трубопроводам в противоположных направлениях.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к системам закачки жидкости в пласт при заводнении.

Известен "Способ для закачки воды в нефтяной пласт" (см. А.с. №283120, Е 21 В 43/00. Бюл. №31 от 1970 г.). Для осуществления данного способа используется установка, включающая пакер, колонну насосно-компрессорных труб и емкость, сообщающиеся с насосом. Принцип работы установки заключается в непрерывной подаче жидкости в пласт.

Недостатками известной установки для закачки жидкости в пласт является то, что насосный агрегат находится в водной среде под большим давлением, что ухудшает условия его эксплуатации. Из-за наличия в воде механических примесей и растворенных солей уменьшается срок работы деталей насоса, кабеля электродвигателя. Все перечисленные причины снижают долговечность установки в целом.

Наиболее близкой к предлагаемой является "Установка для закачки жидкости в пласт" (см. А.с. №729336, Е 21 В 43/00. Бюл №15 от 1980 г.). Установка включает скважину, вскрывшую нефтеносный и водоносный пласты, пакер, станцию управления, колонну насосно-компрессорных труб и емкость, соединенные с насосом через сообщающий трубопровод, причем колонна насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены маслом, при этом колонна насосно-компрессорных труб оснащена нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера. Насос с электродвигателем выполнены в реверсивном исполнении. Установка работает следующим образом. При достижении маслом верхнего уровня в емкости, контролируемого датчиком, происходит нагнетание рабочей жидкости в пласт через насосно-компрессорные трубы. При этом насос и электродвигатель работают по принципу прямого вращения. При достижении маслом нижнего уровня в емкости, контролируемого другим датчиком, происходит вытеснение масла из насосно-компрессорных труб рабочей жидкостью из межтрубного пространства. При этом электродвигатель насоса переключается на вращение, обратное предшествующему (реверсивное). При достижении маслом верхнего уровня в емкости процесс повторяется в той же последовательности.

Недостатками известной установки для закачки жидкости в пласт является то, что она работает только на одну скважину, а периодические остановки и переключения электродвигателя насоса с прямого вращения на реверсивное снижает долговечность насосного агрегата и установки в целом.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности установки за счет работы на две скважины и увеличение долговечности насосного агрегата и установки в целом за счет того, что насосный агрегат обычного исполнения, определяющий, в основном, долговечность установки, находится в благоприятных условиях в сравнении с насосным агрегатом реверсивного исполнения, и в результате позволяет значительно снизить затраты на единицу (1 м³) закачиваемой пластовой воды и, в конечном итоге, снизить себестоимость единицы (1 тонны) добытой нефти.

Техническая задача решается предлагаемой установкой для закачки жидкости в пласт, включающей основную скважину, вскрывшую нефтеносный и водоносный пласты, пакер, станцию управления, колонну насосно-компрессорных труб и емкость, соединенные с насосом через основной сообщающий трубопровод, причем колонна насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены технологической жидкостью, при этом колонна насосно-компрессорных труб оснащена нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера.

Новым является то, что насос выполнен с возможностью только откачки технологической жидкости из емкости, а установка снабжена дополнительной скважиной с дополнительными колонной насосно-компрессорных труб, нагнетательным и всасывающим клапанами, пакером и дополнительным сообщающим трубопроводом, размещенными идентично основной скважине, при этом основной и дополнительный сообщающие трубопроводы оснащены переключателями потока, которые также соединены основным и дополнительным трубопроводами непосредственно с емкостью, работающими только на слив, при этом станция управления выполнена с возможностью регулирования потока технологической жидкости через переключатели потока между основной и дополнительной скважинами и возможностью регулирования переключателями потока по соответствующим основному и дополнительному сообщающим трубопроводам в противоположных направлениях.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для закачки жидкости в пласт с двумя меняющимися (I, II) циклами: I - закачка технологической жидкости в дополнительную скважину и слив технологической жидкости из основной скважины (сплошные линии со стрелками); II - закачка технологической жидкости в основную скважину и слив технологической жидкости из дополнительной скважины (пунктирные линии со стрелками).

Установка для закачки жидкости в пласт включает основную 1 и дополнительную 2 скважины, вскрывшие соответствующие нефтеносные 3, 4 и водоносные 5, 6 пласты, пакер 7 и дополнительный пакер 8, колонну насосно-компрессорных труб 9 и дополнительную колонну насосно-компрессорных труб 10 и емкость 11, соединенные с насосом 12 через основной 13 и дополнительный 14 сообщающие трубопроводы, причем колонна насосно-компрессорных труб 9, дополнительная колонна насосно-компрессорных труб 10 и емкость 11 частично заполнены технологической жидкостью 15, при этом колонна насосно-компрессорных труб 9, дополнительная колонна насосно-компрессорных труб 10 оснащены соответствующими нагнетательным 16, дополнительным нагнетательным 17 клапанами и всасывающим 18, дополнительным всасывающим 19 клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера 7 и дополнительного пакера 8, при этом основной 13 и дополнительный 14 сообщающие трубопроводы оснащены соответствующими переключателями потока 20, 21, которые также соединены основным 22 и дополнительным 23 трубопроводами непосредственно с емкостью 11, работающими только на слив, станцию управления 24, выполненную с возможностью регулирования потока технологической жидкости через переключатели потока 20, 21 между основной 1 и дополнительной 2 скважинами и возможностью регулирования переключателями потока 20, 21 по соответствующим основному 13 и дополнительному 14 сообщающим трубопроводам в противоположных направлениях. В качестве технологической жидкости могут быть использованы, например, масло, нефть и др., имеющие плотность меньше плотности пластовой воды.

Установка для закачки жидкости в пласт работает следующим образом. При включении насоса 12 технологическая жидкость 15 из емкости 11 поступает на переключатели потока 20 и 21. В зависимости от сигнала со станции управления 24 каждое из переключателей потока 20 и 21 находится в одном из трех положений: "Нагнетание", "Закрыто", "Возврат".

Первый цикл (I) работы установки для закачки жидкости в пласт происходит следующим образом. При включении насоса 12 в работу по сигналу с блока управления 24 переключатель потока 20 переходит в состояние "Возврат", а переключатель потока 21 находится в состоянии "Нагнетание". В этом случае расчетный объем технологической жидкости 15 из емкости 11 поступает на прием насоса 12 и далее через дополнительный сообщающий трубопровод 14, переключатель потока 21 нагнетается в дополнительную колонну насосно-компрессорных труб 10 дополнительной скважины 2. При этом дополнительный всасывающий клапан 19 разобщает полость дополнительной колонны насосно-компрессорных труб 10 с межтрубным пространством 26 дополнительной скважины 2, а дополнительный нагнетательный клапан 17 сообщает полость дополнительной колонны насосно-компрессорных труб 10 с нефтеносным пластом 4 дополнительной скважины 2. Нагнетательный клапан 16 в основной скважине 1 закрыт, а всасывающий клапан 18 открыт. В результате пластовая вода из водоносного пласта 5 основной скважины 1 по межтрубному пространству 25 за счет энергии водоносного пласта 5 через всасывающий клапан 18 поступает в колонну насосно-компрессорных труб 9 и вытесняет технологическую жидкость 15 из основной скважины 1 через колонну насосно-компрессорных труб 9, основной сообщающий трубопровод 13, переключатель потока 20, основной трубопровод 22 в емкость 11.

Второй цикл (II) работы установки для закачки жидкости в пласт происходит следующим образом. Когда уровень технологической жидкости 15 в колонне насосно-компрессорных труб 9 основной скважины 1 достигнет крайнего верхнего положения, а в дополнительной колонне насосно-компрессорных труб 10 дополнительной скважины 2 достигает крайнего нижнего положения, станция управления 24 подает сигнал на переключатель потока 20, который начинает плавно переходить из состояния "Возврат" в состояние "Нагнетание" и на переключатель потока 21, который начинает плавно переходить из состояния "Нагнетание" в состояние "Возврат". В этом случае расчетный объем технологической жидкости 15 из емкости 11 поступает на прием насоса 12 и далее через сообщающий трубопровод 13, переключатель потока 20 нагнетается в колонну насосно-компрессорных труб 9 основной скважины 1. При этом нагнетательный клапан 16 сообщает полость насосно-компрессорных труб 9 основной скважины 1 с нефтеносным пластом 3, а всасывающий клапан 18 разобщает полость насосно-компрессорных труб 9 с межтрубным пространством 25. Дополнительный нагнетательный клапан 17 в дополнительной скважине 2 закрывается, а дополнительный всасывающий клапан 19 открывается. В результате пластовая вода из водоносного пласта 6 дополнительной скважины 2 по межтрубному пространству 26 за счет энергии водоносного пласта 6 через дополнительный всасывающий клапан 19 поступает в дополнительную колонну насосно-компрессорных труб 10 и вытесняет технологическую жидкость 15 из дополнительной скважины 2 через дополнительную колонну насосно-компрессорных труб 10, сообщающий трубопровод 14, переключатель потока 21, дополнительный трубопровод 23 в емкость 11. Далее циклы закачек повторяются.

Использование данного изобретения в нефтяной промышленности позволяет значительно снизить затраты на единицу (1 м³) закачиваемой пластовой воды и, в конечном итоге, снизить себестоимость единицы (1 т) добытой нефти за счет повышения производительности и долговечности установки.