способ равномерной подачи жидкого реагента в скважину

Формула изобретения

Способ равномерной подачи жидкого реагента в скважину, включающий подачу энергии на насос-дозатор и перекачку реагента из емкости хранения через дозатор в скважину, отличающийся тем, что подачу энергии на насос-дозатор осуществляют либо от автономного источника, размещенного ниже или внутри погружного электродвигателя, либо посредством отбора мощности с вала погружного электродвигателя или с дополнительно установленной в статоре погружного электродвигателя катушки, либо с поверхности по кабелю, емкость для хранения реагента и насос-дозатор закрепляют на установке электроцентробежного насоса ниже погружного электродвигателя, при этом емкость для хранения реагента выполняют, по меньшей мере, с двумя отверстиями, одно из которых предназначено для подачи реагента в скважину, другое - для закачки пластовой жидкости внутрь емкости, а жидкий реагент подают на вход установки электроцентробежного насоса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к доставке реагента в скважину и подаче его в поток пластовой жидкости для предотвращения коррозии, отложения солей и парафинов на глубинно-насосном оборудовании.

Известен способ равномерной подачи (патент РФ № 2258805, МКИ Е21В 47/10, 2005) текучих химических реагентов в скважину, состоящий из оснащения скважины до ее пуска в эксплуатацию системой нагнетания химических реагентов, которая содержит резервуар для хранения реагентов и устройство с электрическим управлением для нагнетания химических реагентов в колонну НКТ, причем подвод энергии к нагнетательному устройству осуществляется через и вдоль трубопроводной системы.

К недостаткам способа можно отнести чрезмерно высокие для большинства скважин капитальные затраты на оснащение их устройствами и системами по данному способу, сложности в обслуживании и ремонте этих систем.

Известен способ подачи химических реагентов на прием установки электроцентробежного насоса (УЭЦН), состоящий из размещения в нижней части установки резервуара для хранения твердых или капсулированных химических реагентов и подачи этого реагента на прием УЭЦН с использованием процессов растворения реагентов и гидродинамического выноса раствора из резервуара за счет энергии потока пластовой жидкости, омывающей установку (см., например, патент РФ № 2227206, Е21В 37/06, 2004).

К недостаткам способа относится неравномерность подачи реагентов на вход установки, обусловленная тем, что по мере расходования реагента уменьшается его концентрация в уносимой из контейнера жидкости.

Известен способ подачи химических реагентов на прием установки электроцентробежного насоса (ЭЦН), состоящий из размещения в нижней части установки резервуара для хранения жидкого реагента и подачи этого реагента на прием насоса с использованием процесса эжектирования за счет энергии потока пластовой жидкости, проходящей через УЭЦН (см., например, патент РФ № 2135743, Е21В 37/06, 1999).

Конструкция, используемая в данном способе, сложна, не создает равномерной подачи химического реагента, так как подача эжекторного насоса зависит и от величины основного потока, и от соотношения в нем фаз: вода-нефть-газ, и от плотности и вязкости добываемой жидкости.

Кроме того, эжекторная схема для работы требует соответствующего перепада давления, что крайне нежелательно на входе УЭЦН.

Наиболее близким к заявляемому является способ равномерной подачи жидкого реагента в скважину на вход электроцентробежного насоса (ЭЦН), состоящий из размещения на устье скважины емкости для хранения реагента и насоса-дозатора объемного действия, подвода из сети энергии к насосу-дозатору, забора из емкости реагента и подачи его либо в затрубное пространство и далее на вход ЭЦН, либо в капиллярную трубку, а далее также на прием ЭЦН. При этом освободившееся от реагента место в емкости занимает воздух (см., например, патент РФ № 2260677, Е21В 41/02, 2005).

Недостатки способа для первого варианта заключаются в том, что, несмотря на равномерную подачу реагента в затрубное пространство, на приеме насоса равномерность отсутствует из-за колебаний динамического уровня и образования пены в затрубном пространстве. На практике это приводит к значительному перерасходу реагента сверх нормы. Иначе соли будут выпадать в насосе. Во втором варианте при подаче реагента по капиллярной трубке усложняются спуско-подъемные операции, возрастает цена системы. Кроме того, при любом варианте реализации данного способа элементы установок, расположенные ниже приема насоса, например, погружной электродвигатель (ПЭД) и фильтры, подвешиваемые к ПЭД, не попадают в зону действия реагента, что приводит, например, к их обрастанию солями с последующим выходом из строя. Нет возможности у этих способов доставить реагент и в район перфорации. При существующих габаритных размерах оборудования капиллярная трубка не проходит между ПЭД и обсадной колонной.

Задачей настоящего изобретения является создание эффективного и экономичного способа подачи реагента в район обсадной колонны, расположенный ниже УЭЦН.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе равномерной подачи жидкого реагента в скважину, включающем подачу энергии на насос-дозатор и перекачку реагента из емкости хранения через дозатор в скважину, согласно изобретению подачу энергии на насос-дозатор осуществляют либо от автономного источника, размещенного ниже или внутри погружного электродвигателя, либо посредством отбора мощности с вала погружного электродвигателя или с дополнительно установленной в статоре погружного электродвигателя катушки, либо с поверхности по кабелю, емкость для хранения реагента и насос-дозатор закрепляют на УЭЦН ниже ПЭД, при этом емкость для хранения реагента выполняют, по меньшей мере, с двумя отверстиями, одно из которых предназначено для подачи реагента в скважину, другое - для закачки пластовой жидкости внутрь емкости, а жидкий реагент подают на вход УЭЦН.

Размещение выкидного отверстия и дозирующего устройства ниже УЭЦН позволяет равномерно распределить реагент как в объеме пластовой жидкости в районе расположения установки, так и обеспечить его стабильную концентрацию во времени, что защищает все элементы УЭЦН от воздействия вредных факторов.

Способ подачи реагента осуществляется следующим образом. Реагент размещают в емкости, имеющей два отверстия: одно для подачи реагента в скважину, другое для поступления пластовой жидкости. Емкость с насосом-дозатором монтируют на установке ниже ПЭД и спускают в скважину. При подключении энергии насос-дозатор формирует движение реагента внутри емкости и организует подачу реагента в пластовую жидкость. Варьированием производительности насоса-дозатора можно регулировать скорость подачи реагента в пластовую жидкость. Конструктивно подвод энергии может быть решен различными способами. Энергия может передаваться с вала вышерасположенного ПЭД. Как вариант, в ПЭДе может быть установлена дополнительная катушка, с которой также может подпитываться насос-дозатор. Кроме того, питание может быть подведено с устья скважины по кабелю или от автономного погружного источника, размещенного ниже или внутри ПЭД.

При подключении к выходному отверстию емкости капиллярной трубки способ позволяет подавать реагент в район скважины, расположенный значительно ниже подвески УЭЦН, например в зону перфорации.

Способ может быть использован для подачи широкого класса жидких реагентов: вспенивающих агентов, замедлителей коррозии, поверхностно-активных веществ для улучшения характеристик потока скважинной жидкости, парафиновых растворителей для предотвращения осаждения твердых частиц на элементы УЭЦН и насосно-компрессорную колонну.