установка для периодической раздельной добычи нефти из двух пластов

Формула изобретения

Установка для периодической раздельной добычи нефти из двух пластов, включающая электроцентробежный насос, пакеры для установки в стволе скважины и разобщения верхнего пласта нефти от нижнего, отличающаяся тем, что содержит ступенчатый патрубок, состоящий из соединенных цилиндров разного диаметра, установленных между пакерами и снабженных в месте их соединения отверстиями для поступления нефти верхнего пласта, промежуточную трубу, нижний конец которой снабжен плунжером, входящим в цилиндр меньшего диаметра ступенчатого патрубка, а верхний конец закреплен к корпусу насоса и снабжен переключателем потоков, состоящим из подпружиненного поршня с кольцевой канавкой, двух каналов выхода нефти, соответственно, из верхнего и нижнего пласта в скважину, и надпоршневой полости, сообщенной с трубкой подачи сжатого газа с устья скважины, причем в цилиндр большего диаметра ступенчатого патрубка входит дополнительный плунжер ступенчатой формы, выполненный с отверстиями для каналов переключателя потоков, а верхний торец дополнительного плунжера закреплен к корпусу насоса.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным установкам для добычи нефти, и может быть использовано при эксплуатации многопластовых месторождений нефти.

Известно, что механизированная добыча нефти из двух пластов с разными пластовыми давлениями и коллекторскими свойствами сопровождается прекращением притока нефти из пласта с меньшим пластовым давлением из-за высокой репрессии на этот пласт со стороны пласта с большим давлением. Для эксплуатации многопластовых залежей применяется специальная технология добычи нефти.

Известна скважинная установка, оборудованная электроцентробежным насосом (ЭЦН) для добычи нефти из двух пластов (Патент РФ № 69146 U1, E21B 43/14, 10.12.2007). Установка представляет собой спаренный насос, состоящий из двух секций, между которыми расположен общий погружной электродвигатель. Нижняя секция с помощью патрубка откачивает нефть из подпакерной зоны (нижнего пласта) и нагнетает эту нефть в надпакерную область скважины. Верхняя секция насоса откачивает к устью смешанную нефть из нижнего и верхнего пластов.

Установка обладает недостатком, заключающимся в невозможности эксплуатации скважины, в которой верхний пласт имеет меньшее давление по отношению к нижнему пласту. В этом случае поступающая нефть нижнего пласта будет снижать или полностью прекращать приток верхнего пласта.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению относится установка для периодической раздельной добычи нефти из двух пластов, представленная в Патенте РФ № 2282759 С1, E21B 43/14, 27.08.2006 и включающая электроцентробежный насос (ЭЦН), пакеры для установки в стволе скважины и разобщения верхнего пласта нефти от нижнего. Установка также содержит струйный насос, который располагается между двумя пакерами, отсекающими верхний пласт. Нефть из пласта с большим давлением, являясь активной жидкостью, подводится к соплу струйного агрегата, а жидкость нижнего пласта, являясь пассивной жидкостью, эжектируется и смешиваясь с активной жидкостью, поступает в скважину на прием ЭЦН. Струйный насос расположен в патрубке, соединяющем пакеры и имеющем отверстие для выхода нефти из верхнего пласта. Данная установка позволяет эксплуатировать ЭЦН без его реконструкции.

Недостатком указанной конструкции является потеря добычи нефти из высоконапорного пласта из-за больших сопротивлений в сопле эжектора.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности и эффективности работы установки.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для периодической раздельной добычи нефти из двух пластов, включающая электроцентробежный насос, пакеры для установки в стволе скважины и разобщения верхнего пласта нефти от нижнего, дополнительно содержит ступенчатый патрубок, состоящий из соединенных цилиндров разного диаметра, установленных между пакерами и снабженных в месте их соединения отверстиями для поступления нефти верхнего пласта, промежуточную трубу, нижний конец которой снабжен плунжером, входящим в цилиндр меньшего диаметра ступенчатого патрубка, а верхний - закреплен к корпусу насоса и снабжен переключателем потоков, состоящим из подпружиненного поршня с кольцевой канавкой, двух каналов выхода нефти, соответственно из верхнего и нижнего пласта в скважину, и надпоршневой полости, сообщенной с трубкой подачи сжатого газа с устья скважины, причем в цилиндр большего диаметра ступенчатого патрубка входит дополнительный плунжер ступенчатой формы, выполненный с отверстиями для каналов переключателя потоков, а верхний торец дополнительного плунжера закреплен к корпусу насоса.

Наличие в установке патрубка ступенчатой формы с отверстиями для поступления в его полость нефти верхнего пласта, промежуточной трубы, снабженной на нижнем конце плунжером, входящим в меньший цилиндр патрубка, а на верхнем - переключателем потоков нефти, состоящим из подпружиненного поршня с кольцевой канавкой, двух каналов выхода нефти из пластов в скважину и надпоршневой полости, сообщенной с трубкой подачи сжатого газа с устья скважины, дополнительного плунжера, выполненного с отверстиями для каналов переключателя потоков и установленного в большем цилиндре патрубка, позволяет осуществить независимую выработку запасов обоих пластов - не зависимо от кратковременных переключений этих пластов на откачку, а также измерить параметры работы нижнего и верхнего пластов в режиме реального времени без спуска глубинных приборов, что повышает надежность и эффективность добычи нефти.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показан общий вид установки для периодической раздельной добычи нефти из двух пластов;

на фиг.2 показан увеличенный вид А части установки.

Установка для периодической раздельной добычи нефти из двух пластов включает электроцентробежный насос 1, который вместе с приводом от электрического кабеля 2 спускают в скважину 3 на колонне насосно-компрессорных труб 4, пакеры 5 и 6 для установки в стволе скважины 3 и разобщения верхнего пласта 7 нефти от нижнего пласта 8. Установка также содержит патрубок 9 ступенчатой формы, который состоит из двух соединенных между собой цилиндров разного диаметра и предназначен для установки между пакерами 5 и 6 в стволе скважины 3. Патрубок 9 снабжен отверстиями 10 для поступления в его полость нефти верхнего пласта 7. Отверстия 10 выполнены на участке соединения двух цилиндров патрубка 9 и могут быть расположены по линии окружности. Кроме того, установка содержит промежуточную трубу 11, верхний конец которой соединен с электроцентробежным насосом 1 и в которой установлен подпружиненный поршень 12 с канавкой 13 кольцевой формы. Верхний конец трубы 11 снабжен дополнительным плунжером 14 ступенчатой формы, а нижний - плунжером 15, входящим в цилиндр меньшего диаметра ступенчатого патрубка 9. Труба 11 имеет диаметр, меньше диаметра патрубка 9 для образования межтрубной полости 16 при спуске трубы 11 в патрубок 9. Поршень 12 опирается о пружину 17, установленную на выступах 18, выполненных на внутренней поверхности промежуточной трубы 11. Дополнительный плунжер 14 выполнен с заглушенным верхним торцом, закрепленным к корпусу насоса 1. Дополнительный плунжер 14 имеет диаметр, больше диаметра промежуточной трубы 11, и установлен с образованием внутренней полости 19 между ними, а нижним концом входит в цилиндр большего диаметра ступенчатого патрубка 9. В промежуточной трубе 11 над поршнем 12 образована полость 20 (надпоршневая полость), которая сообщена с трубкой 21 подачи сжатого газа с устья скважины 3.

В установке имеются два канала 22 и 23 выхода нефти, соответственно из верхнего пласта 7 и нижнего пласта 8 в скважину 3. Каждый из каналов 22 и 23 образован путем установки трубки (не показана) между соосными отверстиями, выполненными в стенке промежуточной трубы 11 и стенке дополнительного плунжера 14.

Подпружиненный поршень 12 с кольцевой канавкой 13, два канала 22 и 23 выхода нефти, соответственно из верхнего пласта 8 и нижнего пласта 7 в скважину 3, а также надпоршневая полость 20 образуют переключатель потоков нефти.

Дополнительный плунжер 14 выполнен с отверстиями (не показаны) для каналов переключателя потоков нефти.

Для поступления нефти из верхнего пласта 7 в канал 22 в стенке промежуточной трубы соосно каналу 23 выполнено отверстие 24.

Установка для периодической раздельной добычи нефти из двух пластов работает следующим образом.

Перед началом добычи нефти в скважину 3 осуществляют спуск и установку двух пакеров 5 и 6, а также ступенчатого патрубка 9. Затем спускают в скважину 3 на колоннах насосно-компрессорных труб 4 электроцентробежный насос 1 вместе с промежуточной трубой 11 и плунжерами 14 и 15. Плунжеры 14 и 15 располагают так, чтобы они герметично входили соответственно в верхний и нижний цилиндры патрубка 9. Это позволяет получить два канала прохождения нефти из пластов 7 и 8, один из которых, соответственно, является внутренней полостью промежуточной трубы 11, другой - межтрубным пространством, образованным трубой 11 и плунжером 14.

После этого включают электроцентробежный насос 1 и осуществляют добычу нефти.

Добыча нефти из двух пластов 7 и 8 осуществляется периодически в два этапа.

На первом этапе (показан на фиг.1) осуществляют процесс откачки нефти из нижнего пласта 8. Нефть пласта 8 поступает через внутреннюю полость промежуточной трубы 11 и канал 23 на прием электроцентробежного насоса 1. В этот момент времени доступ нефти из верхнего пласта 7 в скважину 3 перекрыт поршнем 12, который закрывает доступ нефти в канал 22. Работу установки в таком режиме проводят в течение заданного промежутка времени (к примеру, 1 сутки). Это позволяет измерить дебит жидкости нижнего пласта 8, обводненность и забойное давление на нижний пласт 8 измерением динамического уровня в затрубном пространстве.

На втором этапе приступают к откачке нефти из верхнего пласта 7 (см. фиг.2). Для этого, по истечении заданного времени первого этапа, осуществляют закачку газа с устья скважины 3 посредством трубки 21 малого диаметра в полость 20 над поршнем 12. Под действием давления поршень 12 переместиться вниз, сжав пружину 17 до упора. При этом канал 23 перекроется поршнем 12, а отверстие 23 совместится с кольцевой канавкой 13 поршня и каналом 22. Это позволит нефти верхнего пласта 7 через отверстия 10, межтрубное пространство 19 и канал 22 поступать на прием электроцентробежного насоса 1. Цикл откачки нефти из верхнего пласта 7 осуществляют какое-то заданное время.

По истечении заданного времени давление в трубке 21 стравливается и пружина 17 возвращает поршень 12 в крайнее верхнее положение, открыв доступ нефти в скважину 3 из нижнего пласта 8. Затем поэтапный цикл добычи нефти из двух пластов повторяется.