RU2102584C1

RU2102584C1 - Oil production system

Info

Publication number: RU2102584C1
Application number: RU95121686A
Authority: RU
Inventors: Р.Б. Фаттахов; Р.З. Сахабутдинов; В.П. Тронов; А.В. Тронов
Original assignee: Научно-технический центр экологически чистых технологий "ЭКОТЕХ"
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: this relates to mechanized recovery of gas-oil mixture from wells. System has two or more wells with casing clearance 2, pump-compressor pipes 3, down-hole pumps 4 with drive 5, compressor 6 with suction pipe union 7, common manifold 8 which connects suction pipe union 7 with casing clearance 2 of wells, pressure regulators 9, 10, discharge gas pipeline 11, gas pipeline 12, non-return valve 13, oil pipeline 14, group measuring unit 15. At pressure reduction in casing clearance below preset value, come into operation are respective pressure regulators. In result, gas from casing clearance comes to common manifold and this causes pressure rise at compressor inlet up to initial value. EFFECT: high efficiency. 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к системам механизированной добычи газонефтяной смеси из скважин. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to systems for mechanized production of gas-oil mixtures from wells.

Известна система добычи нефти, включающая скважину, глубинно-насосную установку, состоящую из глубинного насоса с индивидуальным приводом, подводящие и отводящие трубопроводы нефти (см. кн. А.П.Силаш "Добыча и транспорт нефти и газа". Часть 1. Пер с англ. М. Недра, 1980, 375 с. Пер. изд. ВНР, 1975, с. 251-252). A well-known oil production system, including a well, a deep-well pumping unit, consisting of a deep-well pump with an individual drive, inlet and outlet oil pipelines (see. Prince A.P. Silash "Production and transport of oil and gas". Part 1. Transl. English M. Nedra, 1980, 375 pp. Translated by the People's Republic of Hungary, 1975, pp. 251-252).

Данная система обеспечивает извлечение нефти на поверхность для дальнейшей переработки. This system provides the extraction of oil to the surface for further processing.

Недостаткам системы является снижение добычи нефти в процессе ее функционирования, вызванное следующим. В процессе работы системы из нефти, поступающей на забой, выделяется газ, который, в основном, скапливается в затрубном пространстве скважины. В результате этого давление в затрубном пространстве и, соответственно, забойное давление растут, что приводит к снижению притока нефти из пласта, к снижению дебита скважины и уменьшению добычи нефти. The disadvantages of the system is the decrease in oil production during its operation, caused by the following. During the operation of the system, gas is released from the oil entering the bottomhole, which mainly accumulates in the annulus of the well. As a result, the pressure in the annulus and, accordingly, the bottomhole pressure increase, which leads to a decrease in oil inflow from the reservoir, to a decrease in the flow rate of the well and a decrease in oil production.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является система добычи нефти, включающая глубиннонасосную установку, скважину, вспомогательный компрессор, всасывающая линия которого соединена с затрубным пространством скважины, подводящие и отводящие трубопроводы нефти и газа (см. там же, с. 282-284). Данная система позволяет увеличить добычу нефти за счет снижения забойного давления путем откачки газа вспомогательным компрессором из затрубного пространства скважины. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is an oil production system, including a deep pump installation, a well, an auxiliary compressor, the suction line of which is connected to the annulus of the well, inlet and outlet pipelines of oil and gas (see ibid., P. 282- 284). This system allows to increase oil production by reducing bottomhole pressure by pumping gas with an auxiliary compressor from the annulus of the well.

Однако недостатком известной системы остается низкая надежность и связанное с ней снижение добычи нефти, обусловленное следующим. В процессе добычи нефти происходит неравномерное выделение газа, связанное с неравномерностью поступления нефти из пласта, колебанием характеристик нефти (в первую очередь, ее обводненности), прорывом газа, устойчивым ростом обводненности нефти в процессе длительной добычи нефти. Если количество газа, выделяющегося из нефти и поступающего в затрубное пространство, превышает производительность компрессора, то давление в затрубном пространстве возрастает, что приводит к росту забойного давления и снижению притока нефти. Если поступление газа меньше производительности компрессора, то давление в затрубном пространстве и всасывающей линии компрессора снижается, что приводит при дальнейшем снижении давления к повышению температуры в камере сжатия компрессора и его аварийному отключению (или выходу из строя), в итоге к остановке добычи. However, the disadvantage of the known system remains low reliability and the associated reduction in oil production due to the following. In the process of oil production, uneven gas production occurs due to the uneven flow of oil from the reservoir, fluctuation of oil characteristics (primarily its water cut), gas breakthrough, and steady increase in oil water cut during long-term oil production. If the amount of gas released from the oil and entering the annulus exceeds the compressor capacity, then the pressure in the annulus increases, which leads to an increase in bottomhole pressure and a decrease in oil inflow. If the gas supply is less than the compressor capacity, then the pressure in the annulus and the suction line of the compressor decreases, which leads to a temperature increase in the compressor compression chamber and its emergency shutdown (or failure) with a further decrease in pressure, resulting in production shutdown.

Решаемая техническая задача состоит в том, что необходимо создать такую систему добычи нефти, которая бы при минимальных затратах на реконструкцию имеющихся в промышленности технологических схем обеспечивала бы надежное и эффективное извлечение нефти и газа с забоя скважины на поверхность. The technical problem to be solved is that it is necessary to create such an oil production system that, at the minimum cost of reconstructing existing industrial schemes, would ensure reliable and efficient extraction of oil and gas from the bottom of the well to the surface.

Целью предлагаемой системы является увеличение добычи нефти за счет повышения надежности ее работы. The aim of the proposed system is to increase oil production by increasing the reliability of its operation.

Поставленная цель достигается описываемой системой добычи нефти, включающей глубиннонасосную установку, скважину, компрессор, всасывающий патрубок которого соединен с затрубным пространством скважины, подводящие и отводящие трубопроводы жидкости и газа. The goal is achieved by the described oil production system, which includes a deep pump installation, a well, a compressor, the suction pipe of which is connected to the annulus of the well, the inlet and outlet pipelines of liquid and gas.

Новым является то, что всасывающий патрубок компрессора соединен общим коллектором с затрубным пространством двух и более скважин, причем, по крайней мере, одна из скважин соединена с общим коллектором и выкидным газопроводом через регуляторы давления. What is new is that the compressor suction pipe is connected by a common manifold to the annulus of two or more wells, and at least one of the wells is connected to a common manifold and a discharge gas line through pressure regulators.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявленная совокупность отличительных признаков. Следовательно, предлагаемая система отвечает критерию "существенные отличия". Of the available sources of patent and scientific and technical literature, we do not know the claimed combination of distinctive features. Therefore, the proposed system meets the criterion of "significant differences".

На чертеже изображена принципиальная технологическая схема системы добычи нефти. The drawing shows a schematic flow diagram of an oil production system.

Система содержит: скважины 1 и 1', включающие затрубное пространство 2, насосно-компрессорные трубы 3, глубинные насосы 4 с приводом 5, компрессор 6 с всасывающим патрубком 7, общий коллектор 8, соединяющий всасывающий патрубок 7 с затрубным пространством 2 скважин 1 и 1', регуляторы давления 9 и 10, выкидной газопровод 11, газопровод 12, обратный клапан 13, нефтепровод 14, групповую замерную установку 15. The system includes: wells 1 and 1 ', including annulus 2, tubing 3, deep pumps 4 with drive 5, compressor 6 with suction pipe 7, a common manifold 8 connecting the suction pipe 7 to the annulus 2 of wells 1 and 1 ', pressure regulators 9 and 10, flow gas pipeline 11, gas pipeline 12, non-return valve 13, oil pipeline 14, group metering unit 15.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

В процессе работы глубинного насоса 4 (обычно типа штангового или центробежного), приводимого в действие приводом 5 (станком-качалкой или погружным электродвигателем), нефть с забоя скважины по насосно-компрессорным трубам 3 извлекается на поверхность, поступает по нефтепроводу 14 на групповую замерную установку 15 для замера объема добычи и далее на сборный пункт. Одновременно с работой насоса 4 компрессор 6 производит откачку газа из затрубного пространства 2 скважин 1, что приводит к снижению забойного давления, увеличению притока нефти и к росту добычи нефти. После выведения системы в режим достигается устойчивая максимальная добыча нефти. In the process, the deep pump 4 (usually a rod or centrifugal type), driven by a drive 5 (a rocking machine or a submersible electric motor), oil is extracted from the bottom of the well through the tubing 3 to the surface, and it flows through the pipeline 14 to a group metering unit 15 to measure the volume of production and further to the collection point. Simultaneously with the operation of pump 4, compressor 6 pumps out gas from the annulus 2 of wells 1, which leads to a decrease in bottomhole pressure, an increase in oil inflow, and an increase in oil production. After putting the system into operation, a stable maximum oil production is achieved.

При уменьшении количества газа, выделяющегося из нефти и поступающего в затрубное пространство, давление в затрубном пространстве 2 скважин 1 падает. При снижении давления ниже заданного срабатывает регулятор давления 9, в результате чего газ из затрубного пространства 2 скважины 1' поступает в общий коллектор 8, что приводит к росту давления на приеме (всасывающем патрубке 7) компрессора 6 до исходного значения. Тем самым исключается критическое снижение давления на приеме компрессора 6 и повышение температуры в камере сжатия компрессора, предотвращается перегрев и разрушение уплотнителей цилиндра, заклинивание поршня и аварийный останов. Давление газа в затрубном пространстве 2 скважины 1' поддерживают на уровне, обеспечивающем достаточный запас газа для подпитки общего коллектора 8 при длительном нарушении режима (от нескольких суток до десятков суток). При снижении давления в затрубном пространстве 2 скважины 1' ниже заданного срабатывает регулятор давления 10, в результате чего газ из выкидного газопровода 11 поступает в затрубное пространство скважины 1' и восстанавливает заданное давление. При повышении давления в затрубном пространстве скважины 1' избыточное количество газа сбрасывается по газопроводу 12 через обратный клапан 13 в нефтепровод 14. With a decrease in the amount of gas released from the oil and entering the annulus, the pressure in the annulus 2 of the wells 1 decreases. When the pressure drops below a predetermined pressure, the pressure regulator 9 is activated, as a result of which gas from the annulus 2 of the well 1 'enters the common manifold 8, which leads to an increase in pressure at the intake (suction pipe 7) of the compressor 6 to the initial value. This eliminates a critical decrease in pressure at the intake of compressor 6 and an increase in temperature in the compressor compression chamber, prevents overheating and destruction of the cylinder seals, piston jamming and emergency stop. The gas pressure in the annulus 2 of the well 1 'is maintained at a level that provides a sufficient supply of gas to feed the common collector 8 in case of prolonged violation of the regime (from several days to tens of days). When the pressure in the annulus 2 of the borehole 1 ′ is lower than the set pressure, the pressure regulator 10 is activated, as a result of which gas from the flow gas pipe 11 enters the annulus of the borehole 1 ′ and restores the desired pressure. With increasing pressure in the annulus of the well 1 ', an excess amount of gas is discharged through the gas line 12 through the check valve 13 into the oil pipe 14.

Производительность компрессора принимают равной максимально возможному количеству газа, выделяющегося из нефти, что обеспечивает работу системы в режиме, исключающем превышение поступления газа в затрубное пространство 2 над его откачкой компрессором 6. The performance of the compressor is taken equal to the maximum possible amount of gas released from oil, which ensures the operation of the system in a mode that excludes the excess of gas entering the annulus 2 over its pumping by the compressor 6.

Таким образом, в процессе функционирования системы давление в затрубном пространстве скважин 1 и, следовательно, забойное давление, не растут выше заданного (установившегося в процессе стабильной работы), в результате объем добычи нефти не снижается. В то же время давление на приеме компрессора 6 не снижается ниже заданного, так как при снижении давления газ подается в общий коллектор 8 из затрубного пространства 2 скважины 1, в результате повышается надежность (исключаются аварийные остановы) и возрастает добыча нефти. Thus, during the operation of the system, the pressure in the annulus of the wells 1 and, consequently, the bottomhole pressure, do not increase above a predetermined (established during stable operation), as a result, the volume of oil production does not decrease. At the same time, the pressure at the intake of compressor 6 does not decrease below a predetermined one, since when the pressure decreases, gas is supplied to the common manifold 8 from the annular space 2 of the well 1, as a result, the reliability increases (emergency shutdowns are excluded) and oil production increases.

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

Нефть добывается из скважин 1 и 1', оборудованных станками-качалками типа СК-8. Суммарная добыча жидкости из скважин 1 составляет 19,1 м³/сут, обводненность 40 то есть добыча нефти плотностью 0,86 т/м³ составляет 9,87 т/сут. Газовый фактор нефти равен 35 м³ /т, таким образом максимальное количество газа, поступающего в затрубное пространство скважин 1, достигает значения 345,5 м³/сут. Подвесной (к балансиру станка-качалки) компрессор с производительностью 0,24 нм³/мин откачивает газ из затрубного пространства скважин 1, при этом давление в затрубном пространстве скважин 1 равно 0,1 МПа. Давление в затрубном пространстве скважины 1 установилось на уровне 0,3 МПа. Нефть от глубинного насоса и газ от компрессора поступают в нефтепровод, давление в котором равно 0,6 МПа. В результате прорыва воды в забой резко увеличилась обводненность добываемой жидкости до 80 соответственно уменьшилось абсолютное значение добычи нефти (до 3,3 т/сут) и объема газа, поступающего в затрубное пространство (до 0,08 м³/мин). В результате превышения производительности компрессора (0,24 м³/мин) над поступлением газа (0,08 м³/мин) давление в затрубном пространстве скважин 1 и общем коллекторе 8 упало ниже 0,1 МПа, что привело к срабатыванию регулятора давления 9, обеспечивающего переток газа из затрубного пространства скважины 1' в общий коллектор и восстановление исходного давления 0,1 МПа. Таким образом, при данной системе добычи нефти уменьшение количества газа, поступающего в затрубное пространство, не привело к остановке компрессора и связанного с ним станка-качалки.Oil is produced from wells 1 and 1 ', equipped with SK-8 type rocking machines. The total liquid production from wells 1 is 19.1 m ³ / day, water cut 40, that is, oil production with a density of 0.86 t / m ³ is 9.87 t / day. The gas factor of oil is equal to 35 m ³ / t, so the maximum amount of gas entering the annulus of the wells 1, reaches a value of 345.5 m ³ / day. Outboard (to the rocking machine balancer) a compressor with a capacity of 0.24 nm ³ / min pumps gas from the annulus of wells 1, while the pressure in the annulus of wells 1 is 0.1 MPa. The pressure in the annulus of well 1 was set at 0.3 MPa. Oil from the deep pump and gas from the compressor enter the pipeline, the pressure of which is 0.6 MPa. As a result of the breakthrough of water into the face, the water cut in the produced fluid sharply increased to 80, respectively, the absolute value of oil production (up to 3.3 t / day) and the volume of gas entering the annulus (up to 0.08 m ³ / min) decreased. As a result of the excess of compressor productivity (0.24 m ³ / min) over gas intake (0.08 m ³ / min), the pressure in the annulus of wells 1 and the common manifold 8 dropped below 0.1 MPa, which led to the operation of the pressure regulator 9 providing gas flow from the annular space of the well 1 'into the common reservoir and restoration of the initial pressure of 0.1 MPa. Thus, with this oil production system, a decrease in the amount of gas entering the annulus did not stop the compressor and associated rocking machine.

Результаты, полученные при испытании известного и предлагаемого устройств, приведены в таблице, откуда видно, что в результате при использовании предлагаемой системы добыча жидкости осталась на прежнем уровне (19,1 м³/сут), а добыча нефти не прекратилась (равна 3,3 т/сут) в отличие от известной системы (добыча равна 0).The results obtained during testing of the known and proposed devices are shown in the table, from which it can be seen that as a result, when using the proposed system, fluid production remained at the same level (19.1 m ³ / day), and oil production did not stop (equal to 3.3 t / day) in contrast to the known system (production is 0).

Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы добычи нефти складывается за счет повышения добычи нефти. The technical and economic efficiency of the proposed oil production system is due to the increase in oil production.

Claims

An oil production system, including a deep-well pump with a drive, a well, a compressor, the suction pipe of which is connected to the annulus of the well, inlet and outlet pipelines of liquid and gas, characterized in that the suction pipe of the compressor is connected by a common manifold to the annulus of two or more wells, at least one of the wells is connected to a common manifold and a compressor discharge gas line through pressure regulators.