Комплекс для експлуатації газліфтної свердловини

Реферат: Комплекс для експлуатації газліфтної свердловини включає джерело низькокалорійного газу/азоту, газопровід, вимірювач витрати робочого газу й вимірювач витрати флюїду, пристрій UA 100952 C2 (12) UA 100952 C2 керування, аналізатор складу товарного газу, змішувальний пристрій, установку комплексної підготовки газу, з'єднану зі свердловиною і газопроводом, регулятор витрати низькокалорійного газу/азоту, вимірювач і регулятор витрати товарного газу, змішувальний пристрій. Для забезпечення товарної кондиції суміші видобувного газу за будь-якої оптимальної витрати робочого агента додатково містить нагнітальну компресорну станцію, вхід якої поєднаний з регулятором витрати товарного газу, а також другий змішувальний пристрій та аналізатор якості робочого газу, при цьому як додатковий змішувальний пристрій використано ежектор, встановлений на виході нагнітальної компресорної станції, а додатковий аналізатор робочого газу встановлений після додаткового змішувального пристрою, при цьому вхід пристрою керування підключений до виходу аналізатора якості робочого газу. UA 100952 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до області розробки газоконденсатних родовищ і може бути використаний для підвищення продуктивності видобувних свердловин на пізній стадії експлуатації родовища. Відомо, що при зменшенні тиску на виході із промислу до 0,15-0,2 МПа, подачу газу в магістральний газопровід у більшості випадків припиняють, а газ використовують на місцеві потреби. Цей період розробки родовища називають заключним. Період падаючого видобутку газу, особливо період дорозробки родовища, характеризується значною тривалістю, низькими дебітами свердловин, закономірним зменшенням в часі темпу відбору газу й рядом ускладнень у процесі експлуатації свердловин, що обумовлює проведення додаткових витрат для забезпечення стабільності й ефективності їх експлуатації. Тому найчастіше низьконапірний газ спалюють на факелі із втратою високоцінного хімічного й енергетичного продукту (природного газу) із забрудненням навколишнього середовища продуктами згоряння (див. Довідник з нафтогазової справи. За заг. ред. Бойко B.C., Кондрат P.M., Яремійчук Р.С. - Львів: Ів.-Франк. держ. техн. університет нафти і газу, 1996 - С. 620). Характерною рисою згаданого джерела інформації й ряду інших є відсутність уваги до раціонального й комплексного використання вуглеводневої сировини, що видобувається, з газоконденсатних родовищ, зокрема до завдання забезпечення товарної характеристики газу, що видобувають. Питання збільшення видобутку товарного газу в цій і інших публікаціях взагалі не розглядають. Відомий комплекс для експлуатації газліфтної свердловини, що включає джерело газу високого тиску, газопровід, з'єднаний зі свердловиною, вимірювач витрати флюїду, установлений на виході зі свердловини, пристрій керування, перший вимірювальний вхід якого з'єднаний з виходом вимірювача витрати газу, встановленого на вході в газопровід, другий вимірювальний вхід з'єднаний з виходом вимірювача витрати флюїду, а його перший керуючий вихід підключений до входу регулятора витрати газу (див. патент РФ 2137910, Е21В 43/00, 43/12, опубл. 20.09.1999). Пристрій для експлуатації газліфтної свердловини, що розглянутий вище, дозволяє ефективно реалізовувати спосіб безкомпресорної енергозберігаючої автоматизованої газліфтної експлуатації свердловин, що експлуатуються у складних природних умовах. Однак продукт, отриманий за вищенаведеною технологією, вимагає значних витрат на стадії комплексної підготовки вуглеводневої сировини, що видобувається з метою одержання товарного газу. Найбільш близьким по призначенню, технічній суті й результату, що досягають при використанні, є комплекс для експлуатації газліфтної свердловини, що включає джерело низькокалорійного газу/азоту, газопровід, вимірювач витрати робочого газу й вимірювач витрати флюїду, пристрій керування, аналізатор складу товарного газу, змішувальний пристрій, установку комплексної підготовки газу (УКПГ), з'єднану зі свердловиною і газопроводом, регулятор витрати низькокалорійного газу/азоту, вимірювач і регулятор витрати товарного газу, при цьому змішувальний пристрій виконаний у вигляді глибинного струминного насоса, встановленого в ліфтовій колоні над пакером, розташованим нижче розрахункового динамічного рівня Нд рідини в свердловині на глибині (20-25 %) Нд (див. опис до патенту України на корисну модель № 46285, Е21В 43/00, опубл. 10.12.2009), при цьому вхід пристрою керування з'єднаний з виходом аналізатора складу товарного газу, встановленого на виході установки комплексної підготовки флюїду, перший вихід керуючого пристрою з'єднаний із входом регулятора витрати низькокалорійного газу/азоту, а другий керуючий вихід пристрою керування підключений до регулятора витрати товарного газу. Пристрій для експлуатації газліфтної свердловини, що розглянутий вище, дозволяє ефективно реалізовувати спосіб безкомпресорної енергозберігаючої автоматичної газліфтної експлуатації свердловин, що експлуатуються у складних природних умовах. Однак, за даною технологією не завжди можливо забезпечити товарну кондицію суміші видобувного газу, а саме коли оптимальна витрата робочого газу перевищує необхідну для отримання товарної кондиції (7600 ккал) суміші видобувного газу. Тому задачею технічного рішення, що заявляють, є забезпечення товарної кондиції суміші видобувного газу за будь-якої оптимальної витрати робочого агента. В основу винаходу поставлена задача удосконалення комплексу для експлуатації газліфтної свердловини, у якому, внаслідок додаткової установки нагнітальної компресорної станції, вхід якої поєднаний з регулятором витрати товарного газу, а також другого змішувального пристрою та аналізатора якості робочого газу, при цьому як додатковий змішувальний пристрій використано ежектор, встановлений на виході нагнітальної компресорної станції, а додатковий аналізатор робочого газу встановлений після додаткового змішувального пристрою, при цьому вхід пристрою керування підключений до виходу аналізатора якості робочого газу, забезпечується новий технічний результат. Він полягає в тому, що в свердловину подається 1 UA 100952 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 робочий газ товарної кондиції (7600 ккал), підготовлений в додатковому змішувачі, який встановлений після нагнітальної компресорної станції, що за умов будь-якої необхідної оптимальної витрати робочого агента забезпечує товарну кондицію видобувного газу, яка контролюється аналізатором складу газу, встановленим на виході з установки комплексної підготовки газу (УКПГ). За рахунок цього розглянута технологія забезпечує оптимальні умови експлуатації свердловин та додатковий видобуток товарного газу. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому комплексі для експлуатації газліфтної свердловини, що включає джерело низькокалорійного газу/азоту, газопровід, вимірювач витрати робочого газу й вимірювач витрати флюїду, пристрій керування, аналізатор складу товарного газу, змішувальний пристрій, установку комплексної підготовки газу (УКПГ), з'єднану зі свердловиною і газопроводом, регулятор витрати низькокалорійного газу/азоту, вимірювач і регулятор витрати товарного газу, при цьому змішувальний пристрій виконаний у вигляді глибинного струминного насоса, встановленого в ліфтовій колоні над пакером, розташованим нижче розрахункового динамічного рівня Нд рідини в свердловині на глибині (20-25 %) Нд, відповідно до винаходу, комплекс додатково містить нагнітальну компресорну станцію, вхід якої поєднаний з регулятором витрати товарного газу, а також другий змішувальний пристрій та аналізатор якості робочого газу, при цьому як додатковий змішувальний пристрій використано ежектор, встановлений на виході нагнітальної компресорної станції, а додатковий аналізатор робочого газу встановлений після додаткового змішувального пристрою, при цьому вхід пристрою керування підключений до виходу аналізатора якості робочого газу. Як видно з викладу суті технічного рішення, що заявляють, воно відрізняються від найближчого аналога і, отже, є новим. Технічне рішення, що заявляється, має винахідницький рівень. Відоме використання струминних апаратів для виклику припливу шляхом зниження тиску в підпакерній зоні значно нижче гідростатичного. Цей тиск підтримують протягом певного часу. У результаті такого використання струминного апарата відбувається змішування й обмін енергії двох потоків з різними тисками, в результаті чого забезпечується видобуток газу середньої калорійності. Потік, що з'єднується з робочим потоком з камери низького тиску, називають інжектованим потоком. Інжектований потік (пластова газоконденсатна суміш) по усмоктувальній лінії направляється в камеру змішування апарата, де змішується з робочим потоком (див. Булатов А.И. та ін. Освоєння свердловин. Під ред. Р.С. Яремийчука. - М: ТОВ "Недра-Бизнесцентр", 1999 - С. 227229). Відоме використання газоподібних агентів для освоєння свердловин (див. там же стор. 268287). Технологія виклику припливу газу із пласта з використанням пересувних газліфтних установок полягає в тому, що газоподібний азот або газована їм рідина (піна) нагнітаються в свердловину й заміщають рідину, що перебуває в ньому (буровий розчин, воду або нафту). У результаті регулювання густини газу, що закачують у свердловину, та використання пружних властивостей газу й піни в міру видалення із свердловини протитиск на пласт знижують у необхідних межах. У запропонованому технічному рішенні використання струминного апарата й газу, що нагнітають, принципово відрізняється від відомих тим, що газ, що нагнітають, розбавляють азотом до товарної кондиції з метою зменшення витрати вуглеводневого газу. Пристрій спрямований на ефективне використання робочого агента з метою зміни складу флюїду, що видобувають, що забезпечує збільшення виходу товарного газу, раціональне використання висококалорійної вуглеводневої сировини, що видобувають, за умов забезпечення товарної кондиції газу відповідно ГОСТ 5542-87, зокрема калорійності на рівні вище 7600 ккал, оскільки саме до цієї кондиції доводиться робочий агент на УКПГ перед його закачкою в свердловину. Запропоноване технічне рішення промислово придатне, оскільки може бути використане при розробці газоконденсатних родовищ із порівняно високим вмістом важких вуглеводнів С 3+, експлуатація свердловин яких ускладнена накопиченням рідини на вибоях. На кресл… представлена схема комплексу для експлуатації газліфтної свердловини. Комплекс для експлуатації газліфтної свердловини включає джерело 1 низькокалорійного газу/азоту, газопровід 2, вимірювач 4 витрати робочого газу й вимірювач 5 витрати флюїду, пристрій 6 керування регуляторами 10 та 11 витрати низькокалорійного газу та витрати товарного газу відповідно. Комплекс містить вимірювач 14 товарного газу і його аналізатор 7, які встановлені після установки 9 комплексної підготовки газу (УКПГ), яка з'єднує свердловину 3 із газопроводом 2. Перший змішувальний пристрій 8, виконаний у вигляді глибинного струминного насоса, встановленого в ліфтовій колоні 3 над пакером 13, розташованим нижче розрахункового динамічного рівня Нд рідини в свердловині на глибині (20-25 %) Нд. Комплекс 2 UA 100952 C2 5 10 15 20 додатково містить нагнітальну компресорну станцію 15, вхід якої поєднаний з регулятором 11 витрати товарного газу. Додатковий змішувальний пристрій 16, з'єднаний з аналізатором 17 якості робочого газу, при цьому як додатковий змішувальний пристрій 16 використано ежектор, встановлений на виході нагнітальної компресорної станції 15. Додатковий аналізатор 17 робочого газу встановлений після додаткового змішувального пристрою 16, при цьому вхід пристрою керування 6 підключений до виходу аналізатора 17 якості робочого газу. Комплекс працює так. Газ з установки 9 комплексної підготовки газу (УКПГ) через вимірювач 14 витрати товарного газу після компримування в нагнітальній компресорній станції подається в додатковий змішувач 16, виконаний як ежектор, в який одночасно через регулятор витрати 10 низькокалорійного газу/азоту з джерела 1 низькокалорійного газу/азоту подається низькокалорійний газ/азот. Далі робочий газ товарної кондиції (7600 ккал) через вимірювач 4 закачується в затрубний простір свердловини 3. Тиск газу Рнг, що нагнітають, більше тиску флюїду Рф, що добувають, внаслідок ежекції флюїду в змішувачі 8, за який використовують глибинний струминний насос. При цьому відбувається повторне змішування розбавленого до товарної кондиції газу з флюїдом, що видобувають, після чого рівномірно перемішаний потік газів через ліфтову колону 12 подається на установку 9 комплексної підготовки газу (УКПГ) і далі в газопровід. Вимірювач 14 витрати товарного газу та аналізатор 7 забезпечують кінцевий контроль витрати та калорійності товарного газу перед подачею його в газопровід. У таблиці показаний результат використання комплексу, що заявляють, і використанням насосно-компресорних труб діаметром 1". Таблиця Рр, МПа, тиск флюїду Рнг, МПа, тиск газу, що нагнітають 3 Qф, тис. м /доб., дебіт флюїда 3 Qрг, тис. м /доб., оптимальна витрата робочого агента (газу), що нагнітають kтг, коефіцієнт товарного газу kф, ккал, калорійність флюїду kнг, ккал, калорійність газу, що нагнітають kтг, ккал, калорійність товарного газу 3 Qнг, тис. м /доб., об'єм низькокалорійного газу/азоту, необхідний для отримання оптимальної витрати робочого агента (газу) товарної кондиції 3 Qрвг, тис. м /доб., витрата видобувного вуглеводневого газу, який підлягає розбавленню для отримання оптимальної витрати робочого агента 25 НКТ 1" 7-8 10-12 7,38 11,65 0,12 8500 0 7600 1,23 10,42 Як видно з опису роботи комплексу для експлуатації газліфтної свердловини й таблиці, запропоновані технічні рішення дозволяють істотно збільшити об'єм товарного газу, забезпечуючи при цьому необхідний рівень калорійності товарного газу й стабільність роботи газліфтної свердловини. Забезпечення необхідної калорійності газу на стадії комплексної його підготовки дозволяє оптимізувати витрати на реалізацію технології газліфтної експлуатації видобувних свердловин з одночасним доведенням калорійності газу, що видобувають, до товарної кондиції. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 Комплекс для експлуатації газліфтної свердловини, який включає джерело низькокалорійного газу/азоту, газопровід, вимірювач витрати робочого газу й вимірювач витрати флюїду, пристрій керування, аналізатор складу товарного газу, змішувальний пристрій, установку комплексної підготовки газу (УКПГ), з'єднану зі свердловиною і газопроводом, регулятор витрати низькокалорійного газу/азоту, вимірювач і регулятор витрати товарного газу, при цьому змішувальний пристрій виконаний у вигляді глибинного струминного насоса, встановленого в ліфтовій колоні над пакером, розташованим нижче розрахункового динамічного рівня Н д рідини в свердловині на глибині (20-25 %) Нд, який відрізняється тим, що додатково містить нагнітальну компресорну станцію, вхід якої поєднаний з регулятором витрати товарного газу, а також другий змішувальний пристрій та аналізатор якості робочого газу, при цьому як додатковий змішувальний пристрій використано ежектор, встановлений на виході нагнітальної компресорної станції, а додатковий аналізатор робочого газу встановлений після додаткового 3 UA 100952 C2 змішувального пристрою, при цьому вхід пристрою керування підключений до виходу аналізатора якості робочого газу. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4