Лекция № 17 установки для одновременно-разделенной эксплуатации нескольких пластов одной скважиной. Технологические схемы
17.1 Технологические схемы применяемых установок
Оборудование для одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) предназначено для отбора нефти из двух или более пластов одновременно через одну скважину, а так же для регулирования отбора и контроля параметров разрабатываемых пластов. Экономическая целесообразность применения такого способа добычи нефти очевидна, поэтому с 1966 года он начал широко применяться на промыслах. К 1970 году находились в работе более 2000 скважин, оснащенных оборудованием для ОРЭ.
Рассмотрим основные технологические схемы оборудования для ОРЭ, применяемые в настоящее время на промыслах.
17.1.1 Схема «фонтан-фонтан»
Предусматривает спуск одного ряда труб с пакером. Верхний пласт эксплуатируется по затрубному пространству, нижний – по центральной колонне НКТ (рис. 125).
Достоинством схемы является простота монтажа и эксплуатации, недостатком – содержание в нефти парафина вызывает их отложение на поверхности эксплуатационной колонны, и эксплуатация пласта по затрубному пространству становится невозможной.
Рисунок 125- Схема «фонтан-фонтан»
17.1.2. Схема «УФЭ» (спуск параллельно двух рядов труб)
Предусматривает эксплуатацию каждого пласта по отдельному ряду труб (рис. 126). Достоинства схемы в простоте монтажа и эксплуатации и возможности проведения контроля и исследования работы каждого пласта независимо друг от друга. К недостаткам схемы относится металлоемкость и ограниченность применения (в скважины малого диаметра две колонны НКТ спустить не всегда возможно).
6.3. Схема «УФК»
Спуск концентрично расположенных двух рядов труб предусматривает эксплуатацию каждого пласта по отдельной колонне (рис. 127).
Достоинства и недостатки схемы аналогичны схеме «УФЭ»
Рисунок 126- Схема «УФЭ»
Рисунок 127 - Схема «УФК»
17.1.4. Схема «насос – фонтан » (УНФ).
Предусматривает эксплуатацию верхнего пласта фонтаном, нижнего – скважинным штанговым насосом (рис. 128). Достоинствами схемы являются простота обслуживания и эксплуатации. К недостаткам следует отнести ограниченность применения из-за следующих причин: необходимость фонтанирования верхнего пласта; при содержании в нефти парафина верхний пласт эксплуатировать нельзя (идёт интенсивное отложение).
.
Рисунок 128- Схема «насос – фонтан » (УНФ).
17.1.5. Схема «фонтан – насос»
Предусматривает эксплуатацию верхнего пласта насосом, нижнего – фонтаном. Достигается спуском в скважину дополнительного разобщающего устройства и перепускного устройства для перепуска жидкости из нижнего фонтанирующего пласта в затрубное пространство (рис. 129). Достоинством схемы является сравнительная простота. Недостатками схемы те же, что в пункте 6.4.
Рисунок 129- Схема «фонтан-насос»
17.1.6. Схема «насос – насос» (УГР).
Рассмотрим устройство широко применяемой в настоящее время установки типа «УГР» (рис. 130), разработанной особым конструкторским бюро по раздельной эксплуатации (ОКБ РЗ – г. Баку). Установка состоит из вставного глубинного насоса 1, . пакера 2, специального глубинного насоса 3, с подвижным цилиндром, колонны НКТ 4, колонны штанг 5, опорного конуса 7.
Установка работает следующим образом. При ходе вверх насос 1 приводится в движение штангой 8, проходящий через продольный паз в опорном конусе 7. Жидкость выбрасывается в НКТ. Верхний насос забирает жидкость из верхнего пласта в опорном кольце и выбрасывает ее через полый плунжер6 так же в НКТ. В этом случае жидкость из обоих пластов смешивается. Раздельная транспортировка продукции пластов может быть осуществлена применением полых штанг: из верхнего пласта – через полые штанги, из нижнего – по НКТ.
1 – вставной насос; 2 –пакер; 3 – верхний специальный насос; 4 – НКТ; 5 насосные штанги; 6 – неподвижный плунжер; 7 – опорный конус; 8 – тяги.
Рисунок 130 - Схема «насос - насос».
Спуск установки производят следующим образом. Вначале спускают НКТ 4 с пакером 2 и опорным конусом 7. Затем на штангах спускают последовательно соединенные насосы.
Подъем установки производится в обратном порядке.
Техническая характеристика установки УГР представлена в таблице 16.
Таблица 16-Технические характеристики «УГР».
Параметры |
Значение |
Диаметр эксплуатационной колонны Максимально допустимый перепад давления между пластами, н/м2 Число двойных ходов в минуту Длина хода плунжера, мм Производительность, м3/сут. |
146 168
14 4-14 600-3300 |
17.1.7. Дифференциальный насос НГДУ «Туймазанефть»
Включает в себя оборудование, приведенное на рис. 48. При ходе вверх нижний плунжер 10 забирает жидкость из нижнего пласта и выбрасывает ее через полый шток 1 в НКТ 4, а верхний плунжер 5 через всасывающий клапан забирает жидкость из верхнего пласта и выбрасывает через нагнетательный клапан в затрубное пространство.
1 – полый шток; 2 – штанги; 3- эксплуатационная колонна; 4 – НКТ; 5 – плунжер; 6 - нагнетательный клапан; 7 - узел разобщения; 8 - всасывающий клапан; 9 – посадочный конус нижнего насоса; 10 – плунжер нижнего насоса; 11 – шлипсовый пакер
Рисунок 131- Дифференциальный насос.
Пласт П – девонский, содержит парафинистую нефть, поэтому эксплуатируется по центральным трубам, пласт I – угленосный, содержит малопарафинистую нефть, эксплуатируется по затрубному пространству.
17.1.8. Схема «насос - насос» при применении УЭЦН ОКБ БН.
Включает в себя следующие узлы, приведенные на рис. 132.
1 – ЭЦН; 2 – НКТ; 3 – протектор; 4 – ПЭД; 5 – дистанционный расходомер; 6 – пакер гидравлический с самоуплотняющимися манжетами; 7 - трубный якорь; 8 - кабель; 9 – регулятор отбора; 10 – суфлер; 11 – кожух.
Рисунок 132- Схема «насос - насос» ОКБ БН.
Установка работает так. Жидкость каждого пласта поступает в соответствующую камеру отбора, где дросселируется до давления всасывания насоса, смешивается и поступает по кожуху на прием ЭЦН.
Регулирование поступления жидкости каждого из пластов производится созданием импульса давления через суфлер с поверхности по столбу жидкости в НКТ. При этом происходит перемещение подвижного цилиндра в регуляторе и перекрытие входных отверстий поступления жидкости из верхнего пласта.
Достоинствами схемы является возможность эксплуатации двух пластов с равой характеристикой одним насосом, недостатками – смешивание продукции двух пластов и сложность контроля за отбором жидкости из каждого пласта.
17.1.9. Схема «насос - насос» НГДУ «Туймазанефть» при применении УЭЦН.
Схема установки представлена на рисунке 133.
1 – НКТ; 2 – насос ЭЦН; 3 – протектор; 4 – ПЭД; 5 – телескопический хвостовик; 6 – забойный регулятор; 8 – пакер; 7 - манжета.
Рисунок 133- Схема «насос - насос» НГДУ «Туймазанефть при применении УЭЦН.
Установка работает следующим образом .
Пласты разобщаются между собой пакером. Отключение нижнего пласта и регулирование его подачи производится опусканием УЭЦН и, следовательно, связанного между ними хвостовика 5 в регулятор 6 и перекрытие отверстий манжетой 8. Открытие пласта производится подъемом УЭЦН.
К достоинству схемы следует отнести сравнительную простоту монтажа и эксплуатации, к недостаткам – смешение продукции двух пластов, применение подземного ремонта для регулирования и подвески к ПЭД дополнительного оборудования, увеличивает нагрузку на корпус ЭЦН.
17.1.10. Схема для закачки воды в нижний пласт и отбора нефти из верхнего пласта.
Схема выполняется за счет оборудования, приведенного на рис. 134.
Добыча нефти осуществляется из верхнего пласта СШН через перекрестную муфту 4. закачка воды ведется в нижний пласт через затрубное пространство, кольцевое пространство между НКТ 3 и дополнительными трубами 5 и перекрестную муфту 4.
Достоинством схемы является возможность выполнения разных по назначению технологических операций и одновременно отбор и закачку.
Недостатками схемы являются: а) сложность и трудность монтажа; б) необходимость подачи воды по эксплуатационной колонне, что не всегда возможно из условия ее прочности.
Мы рассмотрели наиболее широко распространенные схемы ОРЭ, но далеко не все применяемые.
В последние годы наметилась тенденция не к увеличению количества схем, а к повышению надежности узлов разработанного оборудования для ОРЭ, к упрощению конструктивных и технологических схем.
Важной задачей дальнейшего совершенствования оборудования ОРЭ является изменение конструкции таким образом, чтобы можно было получить информацию о пластах.
1,2 – пакер; 3 – НКТ; 4 – муфта перекрестного течения; 5 – дополнительные трубы.
Рисунок 134- Схема «Отбор – закачка».