Спосіб експлуатації малодебітної нафтової насосної свердловини з високим газовим фактором

Спосіб експлуатації малодебітної нафтової насосної свердловини з високим газовим фактором, що включає спуск насосно-компресорних труб з глибинним насосом, герметизацію гирла свердловини і періодичне перекриття насоснокомпресорних труб при працюючому глибинному насосі, який відрізняється тим, що при кожному наступному скиданні продукції свердловини із насосно-компресорних труб до викидної лінії у рідині, що транспортується від глибинного насоса до гир ла свердловини, додатково формують, принаймні одну поздовжню пружну хвилю шляхом створення на гирлі свердловини гідравлічного удару, який виникає за рахунок використання енергії розширення газорідинного потоку після його попереднього стискання при короткочасному перекритті викидної лінії на гирлі свердловини, причому перекриття викидної лінії для створення гідравлічного удару здійснюється в момент, коли висхідний потік досягає максимально можливого значення кінетичної енергії, а тривалість перекриття викидної лінії при цьому визначають за формулою: Винахід відноситься до нафтовидобувної промисловості і може бути використаний при експлуатації малодебітних насосних свердловин, у продукції яких міститься велика кількість газу, який добувається попутно. Відомий спосіб підйому газорідинної суміші із свердловин і глибинно-насосна установка для його здійснення (RU 2099508 С1, МПК6 Е21 В 43/00 1997 р.), згідно з яким на заданій глибині в підіймальній колоні насосно-компресорних труб встановлюють двокамерний глибинно-насосний пристрій з двома плунжерами, за допомогою яких при їх зворотно-поступальному русі в камерах створюють розріджені простори, що сприяють додатковому виділенню газу із свердловинної продукції, що надходить, при ході уверх, утворюючи розріджений простір під верхнім плунжером і в порожнистому штоці, а з нижньої камери газорідинну суміш віджимають через сопло ежекторного пристрою з заданою швидкістю, утворюючи в порожнистому штоці розріджений простір, який підсилюється всмоктуючою дією верхнього плунжера, що супроводжується додатковим розгазуванням рідини, значним збільшенням його об'єму і утворенням газліфтного ефекту, що посилюється при ході плунжерів вниз. При достатньому вмісті газу в рідині ці процеси приводять до утворення безперервного потоку через глибинно-насосний пристрій, значно підвищуючи його продуктивність. Недоліки цього способу такі: • значні гідравлічні опори, що виникають у порожнистих штоках малого діаметра і соплах ежекторів при зворотно-поступальному русі плунжерів глибинно-насосного пристрою; • неможливість роботи з газорідинними сумішами, до складу яких входять асфальтенопарафіно-смолисті компоненти, що пов'язана з їх інтенсивним відкладенням в глибинно-насосному пристрої в процесі багаторазового дроселювання газорідинної суміші; • неможливість більш повного використання підйомної сили газу для підйому рідини з відносно низьким вмістом газу. Найближчим до пропонованого винаходу за сукупністю ознак є спосіб експлуатації нафтової свердловини з високим вмістом газу (А.С. СРСР № 791938 МПКЗ Е21 В 43/00 1980 р.), що включає спуск насосно-компресорних труб з глибинним t= 2L , C (19) UA (11) 37762 (13) A де L - відстань від гирла свердловини до точки підвіски глибинного насоса; С - швидкість поширення поздовжньої пружної хвилі в газорідинній суміші. 37762 насосом і герметизацію гирла свердловини, згідно з яким насосно-компресорні труби періодично перекривають при працюючому глибинному насосі. При цьому збільшується продуктивність свердловини за рахунок розчинення газу в нафті з наступним його виділенням. Недоліком цього способу є неповне використання енергії вільного газу, що виділяється з газорідинної суміші, для підйому вуглеводневої рідини із свердловини. Це пояснюється тим, що акумульована при перекритті насосно-компресорних труб енергія розчиненого в рідині газу при наступному відчинені викидної лінії починає інтенсивно зменшуватися разом з виділенням газу і зниженням надлишкового тиску газорідинної суміші. Причому виділення основного об'єму газу відбувається не з усього висхідного газорідинного потоку, а значно вище точки підвіски глибинного насоса на відстані від гирла, залежній від величини надлишкового тиску суміші. Після суттєвої дегазації свердловинної рідини і зниження надлишкового тиску процес виділення вільного газу в насоснокомпресорних трубах стабілізується, але енергії газу вже не досить для здійснення корисної роботи при підйомі рідини із свердловини, хоча у висхідному газорідинному потоці ще залишається значна частина розчиненого надлишкового газу, яка здатна за певних умов здійснити корисну роботу. Крім того, в процесі спливання дрібних газових бульбочок вони активно з'єднуються в крупніші, що супроводжується прослизуванням газу відносно свердловинної рідини й веде до зменшення К.К.Д. її підйому. В основу винаходу покладено завдання збільшення продуктивності нафтової насосної свердловини шляхом підвищення К.К.Д. підйому свердловинної рідини за рахунок ініціювання процесу вилучення з неї додаткового об'єму газу, розчиненого при його періодичному стисканні. Для вирішення поставленого завдання пропонується спосіб експлуатації малодебітної насосної свердловини з високим газовим фактором, що включає спуск насосно-компресорних труб з глибинним насосом, герметизацію гирла свердловини і періодичне перекриття насосно-компресорних труб при працюючому глибинному насосі, згідно з яким при кожному наступному скиданні продукції свердловини із насосно-компресорних труб у викидну лінію у рідині, що транспортується від глибинного насоса до гирла свердловини, додатково формують принаймні одну поздовжню пружну хвилю шляхом створення на гирлі свердловини гідравлічного удару, який виникає за рахунок використання енергії газорідинного потоку, що розширюється після попереднього стискання, при короткочасному перекриванні викидної лінії на гирлі свердловини, причому перекриття викидної лінії для створення гідравлічного удару здійснюють в момент, коли висхідний газорідинний потік досягає максимально можливого значення кінетичної енергії, а тривалість перекриття викидної лінії при цьому визначають за формулою: t= рення поздовжньої пружної хвилі в газорідинній суміші. Суть пропонованого винаходу полягає в підвищенні К.К.Д. підйому рідини із насосної свердловини за рахунок збільшення глибини початку зони виділення вільного газу з газорідинної суміші та інтенсифікації цього процесу шляхом створення в рідині, що транспортується від глибинного насоса до гирла свердловини, багатьох мікророзривів і тріщин, котрі є центром додаткового газоутворення і виникають при поширенні в свердловинній рідині поздовжніх пружних хвиль. Спосіб здійснюють таким чином. Вибирають малодебітну нафтову насосну свердловину, в продукції якої міститься велика кількість газу, що видобувається попутно. Викидну лінію свердловини виводять на денну поверхню через превентер, чим забезпечується герметизація гирла. Встановлюють на викидній лінії відсічний пристрій, наприклад швидкодіючий клапан з електромагнітним приводом, і датчик контролю кінетичної енергії рідини, що подається зі свердловини, або її витрат, наприклад дифманометр. Запускають в роботу глибинний насос і фіксують продуктивність свердловини після стабілізації показників дифманометра. Потім перекривають викидну лінію, подаючи сигнал керування на клапан. Глибинний насос при цьому продовжує працювати, і тиск у насосно-компресорних труба х починає зростати. Одночасно з цим спостерігається додаткове стиснення і наступне розчинення вільного газу в свердловинній рідині з накопиченням його потенціальної енергії. Коли газорідинна суміш досягає певного для даної свердловини надлишкового тиску, клапан відчиняють, і починається лавиноподібний процес виділення і розширення вільного газу, що викликає газування рідини, що рухається до гирла. Поява вільного газу в підйомних трубах в результаті його інтенсивного виділення із газорідинної суміші приводить до збільшення її об'єму з одночасним зниженням її густини. При цьому відбувається вивільнення акумульованої при стискуванні вільного газу потенціальної енергії та її перехід в кінетичну енергію висхідного газорідинного потоку, за рахунок чого, в основному, і здійснюється корисна робота газу при вилученні рідини зі свердловини. В момент, коли кінетична енергія висхідного газорідинного потоку досягає свого максимального значення, що відповідає максимальному значенню показників дифманометра, миттєво перекривають викидну лінію за допомогою клапана. При різкій зупинці руху газорідинного потоку створюється гідравлічний удар у насосно-компресорних тр убах. При цьому виникає поздовжня пружна хвиля, яка поширюється від гирла свердловини до глибинного насоса, відбивається від нього і повертається до гирла. При проходженні пружної хвилі в газорідинній суміші утворюються нові центри газоутворення, які ініціюють додаткове виділення вільного газу, що бере участь у корисній роботі при підйомі рідини із свердловини, причому зона початку виділення вільного газу поширюється на більшу глибину порівняно з прототипом. Крім того, в результаті гідроудару відбувається подрібнення великих газових бульбочок, що запобігає прослизуванню вільного газу відносно висхідної рідини. 2L , C де L - відстань від гирла свердловини до точки підвіски глибинного насоса; С - швидкість поши 2 37762 Всі ці фактори призводять до підвищення К.К.Д. підйому рідини із свердловини і до збільшення її продуктивності. Одночасно з цим у результаті ударного впливу на асфальтено-парафіно-смолисті відклади відбувається їх руйнування з наступним виносом висхідним потоком із насосно-компресорних труб на денну поверхню. Основна енергія поздовжньої пружної хвилі витрачається за період її проходження в прямому і зворотному напрямках, який визначається за формулою: t= Прирівнюючи сумарний час перебігу прямої і відбитої хвиль (t) до тривалості перекриття викидної лінії (t ) при формуванні поздовжньої пружної хвилі досягають умов оптимального використання її енергії для виконання корисної роботи. Якщо після формування першої пружної хвилі висхідний газорідинний потік ще має необхідний для створення гідравлічного удару запас енергії, здійснюють формування другої (третьої і т.д.) пружної хвилі. Після зниження продуктивності свердловини до первісної клапан перекриває викидну лінію, і цикл, описаний вище, повторюється. Даний спосіб дає можливість без значних матеріальних затрат, пов'язаних із змінами компонування глибинного обладнання, підвищити коефіцієнт продуктивності малодебітних насосних свердловин і запобігти утворенню асфальтенопарафіно-смолистих відкладів у глибинному обладнанні та підйомних тр убах. 2L , C де t - час перебігу ударною хвилею відстані від гирла свердловини до глибинного насоса і назад; L - відстань від гирла свердловини до точки підвіски глибинного насоса; С - швидкість поширення поздовжньої пружної хвилі в газорідинній суміші. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3