способ добычи нефти или газа и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ добычи нефти или газа из многопластовых скважин, включающий геолого-технические мероприятия для устранения пластовых перетоков, отличающийся тем, что между всеми пластами, включая мощные и слабые, устанавливают пакеры, образуя запакерованные объемы скважины, сообщают между собой эти объемы скважины общей трубой, которая верхним концом подключена к добычному насосу в скважине или к транспортной системе на устье скважины, а нижним концом выходит в объем скважины в зоне нижнего мощного пласта, и которая имеет разрезы на уровне каждого объема скважины, в разрезы общей трубы монтируют струйные насосы, а объемы скважины в зонах слабых пластов и выше всех пластов соединяют между собой трубками, герметично проходящими через объемы скважины в зонах мощных пластов.

2. Устройство добычи нефти или газа из многопластовой скважины, содержащее технические механизмы для устранения пластовых перетоков, отличающееся тем, что оно содержит пакеры, установленные между каждым пластом и образующие запакерованные объемы скважины, общую трубу, которая верхним концом подключена к добычному насосу в скважине или к транспортной системе на устье скважины, а нижним концом выходит в объем скважины в зоне нижнего мощного пласта, и которая имеет разрезы в зонах каждого объема скважины, струйные насосы, смонтированные в разрезах общей трубы, и трубки, установленные в пакерах децентрированно, проходящие герметично через объемы скважины в зонах мощных пластов и соединяющие объемы скважины в зонах слабых пластов и выше всех пластов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при многопластовой добыче как нефти, так и газа.

В настоящее время подавляющее большинство нефтяных и газовых скважин являются однопластовыми (B.C.Бойко. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений. М.: Недра, 1990; М.Н.Нускуллин. Геофизические методы контроля разработки нефтяных пластов. М.: Недра, 1989; К.В.Иогансен. Спутник буровика. Справочник. М.: Недра, 1990).

Большим недостатком однопластовых скважин является их сравнительно низкий дебит, в результате чего эксплуатируемые в настоящее время около миллиона скважин во всем мире не обеспечивают растущие потребности развивающейся промышленности.

Рынок реагирует на недостаточное производство нефти и газа растущими ценами на это углеводородное сырье.

Выход был найден в использовании многопластовых скважин, дебит которых возрастает пропорционально количеству вводимых в действие продуктивных пластов в каждой скважине (Р.Н.Дияшев. Исследование эффективности совместной и раздельной разработки неоднородных нефтенасыщенных коллекторов многопластовых нефтяных месторождений. // Каротажник, № 109, 2003, с.147-166; А.И.Ипатов, М.И.Кременецкий. Геофизический и гидродинамический контроль разработки месторождений. М., 2005).

Однако это прогрессивнейшее направление не находит пока должного применения из-за того, что каждый пласт имеет отличающееся друг от друга пластовое давление, а это приводит к разным динамическим давлениям выходящего в скважину флюида от разных пластов и возникновению так называемых межпластовых перетоков. Существующие же методы их устранения являются трудоемкими и уменьшающими дебит скважин.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков путем создания надежного метода устранения пластовых перетоков при многопластовой добыче и устройства для его осуществления.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного технического решения, является полное прекращение пластовых перетоков флюида при многопластовой добыче, замена перетоков извлечением флюида из более слабых пластов, интенсификация добычи, удаление попутных газов, возможность добычи без установки в скважину добычного насоса.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе добычи нефти или газа из многопластовой скважины, включающем геолого-технические мероприятия для определения мощности пластов и устранения пластовых перетоков, согласно изобретению между всеми пластами, включая мощные и слабые, устанавливают пакеры, образуя запакерованные объемы скважины, сообщают между собой эти объемы скважины общей трубой, которая верхним концом подключена к добычному насосу в скважине или к транспортной системе на устье скважины, а нижним концом выходит в объем скважины в зоне нижнего мощного пласта и которая имеет разрезы на уровне каждого объема скважины, в разрезы общей трубы монтируют струйные насосы, а объемы скважины в зонах слабых пластов и выше всех пластов соединяют между собой трубками, герметично проходящими через объемы скважины в зонах мощных пластов.

Установкой пакеров между всеми пластами в скважине (как мощными, так и слабыми) изолируют пласты друг от друга, что необходимо для проведения предлагаемых высокоэффективных мероприятий по использованию энергии более мощных пластов для извлечения флюида из более слабых пластов с одновременным устранением перетоков флюида в более слабые пласты.

С помощью установки общей трубы, имеющей разрезы, расположенные в зонах каждого запакерованного объема скважины, и выходящей нижним концом в объем скважины в зоне нижнего мощного пласта, обеспечивают то, что флюид устремляется по общей трубе вверх, где ее верхний конец подключен к добычному насосу, установленному в скважине, или к транспортной системе, размещенной на устье скважины. Струйные насосы, смонтированные в разрезах общей трубы в зонах каждого запакерованного объема скважины и работающие от мощного потока устремляющейся через них струи флюида от более мощных пластов, обеспечивают отсос флюида, поступающего из более слабых пластов. Таким образом, происходит использование энергии более мощных пластов для извлечения флюида из более слабых пластов и одновременно устраняются перетоки флюида в более слабые пласты, поскольку выход флюида из пласта не может позволить одновременному его входу в пласт. В итоге интенсифицируется процесс добычи и увеличивается дебит скважины.

То, что объемы скважины, расположенные в зонах слабых пластов и выше всех пластов, соединяют между собой трубками, герметично проходящими через запакерованные объемы скважины в зоне более мощных пластов, обеспечивает сообщение всех слабых пластов скважины, что позволяет понижать общий уровень флюида в скважине за счет отсоса флюида струйными насосами. Снижение уровня флюида в скважине снижает его гидростатическое давление, что увеличивает дебит скважин, но одновременно увеличивает и газовый фактор, не влияющий, однако, на функционирование струйных насосов в силу их принципа работы.

Указанный технический результат достигается также тем, что устройство добычи нефти или газа из многопластовой скважины, содержащее технические механизмы для устранения пластовых перетоков, согласно изобретению содержит пакеры, установленные между каждым пластом и образующие запакерованные объемы скважины, общую трубу, которая верхним концом подключена к добычному насосу в скважине или к транспортной системе на устье скважины, а нижним концом выходит в объем скважины в зоне нижнего мощного пласта и которая имеет разрезы в зонах каждого объема скважины, смонтированные в разрезах общей трубы струйные насосы и трубки, установленные в пакерах децентрированно, проходящие герметично через объемы скважины в зонах мощных пластов и соединяющие объемы скважины в зонах слабых пластов и выше всех пластов.

Установкой пакеров между пластами для их разобщения и общей трубы для направления в нее выходящего из пластов флюида, во-первых, исключают воздействие флюида от более мощных пластов на слабые пласты, то есть прекращают пластовые перетоки; во-вторых, обеспечивают отвод флюида от более мощных пластов или добычным насосом, или направлением флюида в транспортную систему на поверхности, если многопластовая добыча за счет более мощных пластов приведет к фонтанированию скважины, что в обоих случаях тоже исключает возможность пластовых перетоков. Устранение перетоков, в свою очередь, ликвидирует потери флюида и от более мощных пластов и от более слабых пластов, что обеспечивает увеличение дебита и интенсификацию добычи.

То, что в разрезы общей трубы монтируют струйные насосы, обеспечивает работающими от прохода через них мощной струи флюида от более мощных пластов струйными насосами отсос флюида, выходящего из более слабых пластов, что увеличивает дебит скважины.

Попутное снижение в скважине уровня флюида от слабых пластов при работе струйных насосов приводит к снижению гидростатического давления на пласты, в результате чего возрастает дебит этих пластов. Рост при этом газового фактора не влияет на работу струйных насосов, не боящихся этого фактора. При этом в струйных насосах, создающих большое давление флюида, газ снова растворяется и не влияет на работу добычного насоса. Устанавливать струйный насос под нижним пакером нет необходимости, так как в этой зоне нет мощного пласта, флюид из которого мог бы привести в действие струйный насос.

То, что объемы скважины, расположенные в зоне слабых пластов и выше всех пластов, соединяют между собой трубками, герметично проходящими через запакерованные объемы скважины в зоне более мощных пластов, обеспечивает соединение всех слабых пластов, что позволяет понижать общий уровень флюида в скважине за счет отсоса флюида струйными насосами. Как уже упоминалось, снижение уровня флюида в скважине снижает его гидростатическое давление, что увеличивает дебит скважин.

В тех случаях, когда интенсификация добычи струйными насосами обеспечивает фонтанирование скважины, исключается необходимость использовать для процесса добычи электроцентробежный добычной насос.

Как видно, технический результат в предложенном способе достигается в полной мере: и пластовые перетоки устраняются, и слабые пласты начинают работать, и дебит пластов увеличивается, и газовый фактор на добычу не влияет, так как газ успешно отсасывается струйными насосами. Самым же эффективным является то, что для достижения технического результата не требуется никаких силовых агрегатов, поскольку поставленная задача решается за счет использования энергии более мощных пластов, которая ранее приводила к отрицательным результатам и не позволяла успешно выполнять многопластовую добычу.

Предложенное устройство для реализации способа добычи нефти или газа показано на схеме, где изображен его продольный разрез.

Устройство содержит пакеры 1, которые установлены между каждым пластом скважины, образуя тем самым запакерованные объемы скважины. Сквозь все пакеры 1 вставлена общая труба 2, подключенная верхним концом к добычному насосу 3 или к транспортной системе на поверхности скважины (не показано), а нижним концом выходящая в объем скважины в зоне нижнего мощного пласта. В общей трубе 2 имеются разрезы, которые выполнены через интервалы, соответствующие уровням продуктивных пластов по глубине скважины, таким образом, чтобы после установки устройства в скважине каждый из разрезов находился в запакерованном объеме скважины. В разрезах общей трубы 2 смонтированы струйные насосы 4. Децентрированно в пакерах 1 установлены трубки 5, которые проходят герметично через объемы скважины в зонах мощных пластов и соединяют запакерованные объемы скважины в зонах слабых пластов и выше всех пластов.

Устройство работает следующим образом.

Между всеми пластами в скважине устанавливают пакеры 1 с образованием запакерованных объемов скважины. На глубину добычи спускают добычной насос 3, к которому снизу подсоединена верхним концом общая труба 2 с вмонтированными в ее разрезы струйными насосами 4. Включают в работу добычной насос 3 и начинают процесс добычи. Насос 3 отсасывает флюид из запакерованных объемов скважины через разрезы общей трубы 2 и через ее нижний конец. Мощные пласты подают флюид в общую трубу 2 тем сильнее, чем интенсивней насос 3 понижает уровень жидкости в скважине. Поток флюида от мощных пластов, устремляясь вверх по общей трубе 2, засасывает через ее разрезы флюид от слабых пластов. При этом, чем ниже уровень жидкости в скважине, тем меньше гидростатическое давление флюида в скважине и тем больше отдача слабых пластов. При значительном понижении гидростатического давления в скважине из слабых пластов начинают выходить газы, однако на работу струйного насоса 4 это не влияет. Большое гидродинамическое давление флюида в общей трубе 2 снова растворяет газы во флюиде, в связи с чем добычной насос 3 не испытывает отрицательного влияния газов.

Если нижний мощный пласт окажется не самым мощным, работа находящихся над ним струйных насосов 4, тем не менее, будет обеспечена благодаря тому, что струйные насосы добавляют объемы флюида, поступающего через них в трубу 2, в результате чего гидродинамическое давление флюида в струе струйного насоса всегда больше давления всасываемого в насос флюида, включая флюид в зоне более мощного пласта.

Таким образом, назначение предложенной группы изобретений выполняется, а указанный технический результат обеспечивается.

Использование предложенного изобретения позволяет широко внедрить многопластовую добычу и обеспечить качественное повышение дебита каждой скважины.