УСТРОЙСТВО УСТЬЕВОГО ДОЗАТОРА ПОДАЧИ ХИМИЧЕСКОГО РЕАГЕНТА ПРИ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ ЗАКАЧИВАЕМОЙ ЖИДКОСТИ В НАГНЕТАТЕЛЬНУЮ СКВАЖИНУ

Полезная модель относится к области нефтедобычи, в частности, к компактным установкам для дозированной подачи химического реагента в скважину и может быть использована для малых объемов дозирования, например, поверхностно-активных веществ (ПАВ).
Известна установка для дозированной подачи ПАВ в нефтяные пласты, содержащая установленные на общей раме обогреваемую емкость для химического реагента, бак промежуточного подогрева и насос-дозатор, которые последовательно соединены между собой трубопроводами с арматурой (см. Авт. свид. СССР №827756 кл. E21B 43/00, от 1979 г.). При этом емкость для химического реагента обогревается за счет установки в ее полости электронагревателей, которые размещены в герметичных камерах, заполненных термостойкой, взрывобезопасной жидкостью. Это создает безопасные условия работы известной установки при использовании взрыво- и пожароопасных реагентов. Однако указанная известная установка является очень громоздкой, предназначенной для дозирования больших объемов реагентов. Кроме того, такое конструктивное выполнение известной установки, предполагает ее использование только в относительно теплый период времени, т.к. при минусовых температурах возможно замерзание реагента в трубопроводах, соединяющих емкость с насосом-дозатором.
Известна установка дозирования химических реагентов, включающая обогреваемую системой обогрева емкость для химического реагента, насос-дозатор, размещенный в герметичном отсеке, и систему гидравлики, соединяющую посредством трубопроводов насос-дозатор с емкостью, при этом герметичный отсек с насосом-дозатором расположен внутри емкости для химического реагента (см. Авт. свид-во СССР №926243, кл. E21B 43/00, от 1979 г.). Известная установка также предназначена для больших объемов дозирования.
Известно мобильное устройство для подачи реагентов в скважину, которое представляет собой цилиндрическую емкость с муфтой, расположенной в нижней части емкости и служащей для присоединения к ниппельной части затрубной задвижки нефтедобывающей скважины. На верхней части цилиндрической емкости расположен патрубок, выполняющий роль наливной горловины. Патрубок герметично закрывается заглушкой, которая для удобства открывания и закрывания оснащена ушками. Цилиндрическая емкость снабжена краном высокого давления для стравливания избыточного давления и ручками для переноски и установки мобильного устройства на устье нефтедобывающей скважины (патент РФ 81761, кл. E21B 37/06).
Недостатками этого устройства является отсутствие возможности автоматического дозирования небольших объемов ПАВ в течении заданного времени и по заданному алгоритму, например, в рамках системы индивидуальной подготовки закачиваемой жидкости для очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины.
Известно устройство устьевого дозатора гидростатического действия (УДГД), содержащего цилиндрическую емкость с патрубком на верхней части, выполняющим роль наливной горловины, дополнительную тарированную емкость, соединенную в верхней и нижней части с затрубным пространством скважины посредством трубок высокого давления через вентили. В нижней части тарированной емкости установлен штуцер для дозированной подачи реагента. Постоянная дозированная подача реагента в затрубное пространство скважины осуществляется за счет выравнивания давления в затрубном пространстве скважины и в тарированной емкости (патент РФ 136080, кл. E21B 37/06, 11.07.2013).
Известен устьевой блок подачи химического реагента в скважину, включающий емкость для химического реагента, насос-дозатор, размещенный в отсеке, и систему гидравлики, соединяющую посредством трубопроводов насос-дозатор с емкостью, отличающийся тем, что блок дополнительно содержит шкаф, ящик или подобный корпус со стенками, крышкой и дверьми, состоящий из двух герметичных друг относительно друга отсеков, в одном из которых размещены насос-дозатор с механизмом подачи реагента, электрошкаф с электрооборудованием, электрически связанный с указанным механизмом подачи реагента насоса-дозатора, и система измерения давления подачи химического реагента в скважину, а во втором отсеке размещены емкость для химического реагента, снабженная системой контроля за наличием в ней реагента и системой гидравлики, соединяющей посредством трубопроводов упомянутую емкость с механизмом подачи реагента насоса-дозатора, при этом система измерения давления соединена с системой гидравлики и с механизмом подачи реагента насоса-дозатора (патент РФ 64685, кл. E21B 43/00, 20.10.2006).
Недостатком этих устройств является также отсутствие возможности автоматического дозирования и регулируемой коррекции небольших объемов ПАВ в течении заданного времени и по заданному алгоритму, например, в рамках системы индивидуальной подготовки закачиваемой жидкости для очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины
Задачей полезной модели является создание устройства для дозированной подачи химического реагента в смесительную емкость для формирования закачиваемой жидкости, имеющего возможность автоматического дозирования и регулируемой коррекции небольших объемов ПАВ в течении заданного времени и по заданному алгоритму.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении точности и регулируемости процесса дозирования химического реагента при формировании закачиваемой жидкости в системе индивидуальной подготовки закачиваемой жидкости для очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины.
Указанный технический результат решается предлагаемым устройством устьевого дозатора подачи химического реагента при индивидуальной подготовке закачиваемой жидкости в нагнетательную скважину, включающим в себя емкость для химического реагента, насос-дозатор с механизмом подачи реагента, систему гидравлики, соединяющую посредством трубопроводов насос-дозатор с емкостью, электрооборудование, электрически связанное с механизмом подачи реагента насоса-дозатора, отличающимся тем, что дополнительно содержит
блок управления, выполненный с возможностью управления механизмом подачи реагента насоса-дозатора в зависимости от расчетного объема химического реагента, необходимого для формирования закачиваемой в скважину жидкости в течении заданного времени, и
блок определения, выполненный с возможностью определения расчетного объема химического реагента в зависимости от суточного объема закачки воды и коэффициента пористости пласта, причем суточной расчетный объем химического реагента не превышает 1% суточного объема закачки воды и заданное время составляет от 1 до 5 суток.
Согласно одному предпочтительному варианту, химическим реагентом является поверхностно-активное вещество (ПАВ).
Согласно другому предпочтительному варианту, емкость снабжена сливным краном, а также горловинами для установки датчика уровня и для заливки реагента в емкость.
Согласно другому предпочтительному варианту, устройство снабжено визуальным уровнемером, закрепленным на стенке емкости и соединенным с емкостью через шаровой кран и фильтр. Визуальный уровнемер выполнен из стальной и стеклянной трубок, первая из которых снабжена шкалой для визуального контроля за объемом химического реагента в емкости и шкалой для контроля за расходом реагента за определенный промежуток времени.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства устьевого дозатора.
Предлагаемое устройство устьевого дозатора подачи химического реагента при индивидуальной подготовке закачиваемой жидкости в нагнетательную скважину содержит емкость 1 для химического реагента, насос-дозатор 2 с механизмом подачи реагента 3, состоящим из привода (гидравлического толкателя) и механизма возвратно-поступательного движения плунжера, соединенный с электрооборудованием 7, электрически связанное с механизмом подачи реагента насоса-дозатора систему гидравлики 4, соединяющую посредством трубопроводов емкость 1 с механизмом подачи реагента 3 насоса-дозатора 2.
Устройство дополнительно содержит блок 5 управления, подающий сигнал управления на привод механизма подачи реагента 3 и обеспечивающий регулирование дозированной подачи реагента в зависимости от расчетного объема химического реагента, необходимого для формирования закачиваемой в скважину жидкости в течении заданного времени, и блок 6 определения, выполненный с возможностью определения расчетного объема химического реагента в зависимости от суточного объема закачки воды и коэффициента пористости пласта, причем суточной расчетный объем химического реагента не превышает 1% суточного объема закачки воды и заданное время составляет от 1 до 5 суток.
Основная функция датчика уровня 8 - это отключение привода насоса-дозатора 2 в случае снижения уровня химического реагента в емкости 1 ниже минимально допустимого уровня. Датчик уровня 8 состоит из поплавка с магнитом, который движется по направляющей трубке. В ней расположены два герконовых элемента для подачи сигнала в блок 5 управления.
Управление приводом механизма подачи реагента 3 состоит в управлении частотой движения штока гидротолкателя и временем его работы. Колебательное движение гидротолкателя приводит в движение плунжер насоса-дозатора 2 и происходит закачка химического реагента в систему гидравлики 4 и далее в смесительную емкость для подготовки закачиваемой жидкости.
Устройство применяется, в частности, при организации системы индивидуальной подготовки закачиваемой жидкости для очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины, которая в общем содержит водовод, выполненный с возможностью подачи воды, устройство устьевого дозатора, выполненное с возможностью регулируемой подачи объема поверхностно-активного вещества, емкость, выполненную с возможностью приема воды и объема поверхностно-активного вещества, и растворения принятого объема поверхностно-активного вещества в воде с получением закачиваемой жидкости, насосное оборудование, выполненное с возможностью закачивания получаемой из емкости жидкости, в нагнетательную скважину.
При стимуляции призабойной зоны с использованием системы индивидуальной подготовки закачиваемой жидкости, закачиваемая жидкость не должна оказывать вредного влияния на коллекторские свойства пласта. Поэтому к закачиваемым жидкостям предъявляются следующие требования:
- закачиваемая жидкость должна быть химически инертна к горным породам, составляющим коллектор, совместима с пластовыми флюидами и должна исключать необратимую кольматацию пор пласта твердыми частицами.
- закачиваемая жидкость не должна образовывать стойких водонефтяных эмульсий первого и второго рода.
- закачиваемая жидкость должна обладать низким коррозионным воздействием на скважинное оборудование. Скорость коррозии стали от ее воздействия не должна превышать 0,12 мм/год.
При этом в качестве технологической жидкости закачки для низкопроницаемых терригенных коллекторов используется жидкость, имеющая следующий состав:
3
- пресная вода с не менее 0,1% МЛ-81Б или др. ПАВ с плотностю 1000 кг/м;
3
- сточная (техническая) вода с не менее 0,1% МЛ-81Б или др. ПАВ плотностью 1010-1050 кг/м;
3
- пластовая высокоминерализованная вода с не менее 0,1% МЛ-81Б или др. ПАВ плотностью 1120-1180 кг/м.
Закачиваемая жидкость должна обладать следующими основными свойствами (совокупно или выборочно):
- быть легкопрокачиваемой по колонне труб, без создания дополнительного давления на эксплуатационную колонну;
- иметь регулируемую динамическую вязкость в пределах 5-100 мПа-с;
3
- иметь регулируемую плотность в пределах 850-1200 кг/м;
- иметь структурно-механические свойства, в частности, статическое и динамическое напряжение сдвига;
- обладать растворяющими или моющими свойствами по отношению к промысловому парафину;
- не оказывать отрицательного влияния на пласт.
Применение моющих ПАВ (МЛ-81, МЛ-81Б и др.) для промывки призабойной зоны скважины основано на поверхностно-активных свойствах их полярных молекул избирательно адсорбироваться и ориентироваться на поверхностях раздела «металл-загрязнения», «нефть-вода» и т.д., при этом изменяются в благоприятную сторону фазовые и энергетические взаимодействия на этих границах, проявляется «расклинивающий» эффект Ребиндера, мицеллы (пространственные агрегаты ПАВ) солюбилизируют водонерастворимые вещества. При этом моющие растворы обладают смачивающей способностью, а также важными пептизирующими, антиресорбционными, деэмульгирующими, пенообразующими свойствами.
Основное предназначение моющих растворов при промывке призабойной зоны - удаление вязких углеводородсодержащих загрязнений (окисленная нефть, асфальтено-смолистые отложения, парафиновые суспензии и агрегаты, нефтяные эмульсии и т.д.) с, призабойной зоны и забоя скважины.
3
Приготовление жидкости для закачки с добавлением раствора МЛ-81Б или др. ПАВ может производиться на стационарных узлах, в мерной емкости насосного агрегата типа ЦА-320 или отдельной емкости путем постепенной дозировки МЛ-81Б или др. ПАВ в циркулирующий поток жидкости по схеме: емкость-насос-емкость. Раствор МЛ-81Б или др. ПАВ готовится в два приема: растворение МЛ-81Б или др. ПАВ в пресной воде (расчетное количество ПАВ растворяют в объеме от 0,2 до 0,5 м пресной воды), а затем этот раствор постепенно вливают при циркуляции в закачиваемую жидкость. В зимнее время затворение МЛ-81Б или др. ПАВ необходимо производить в теплой (от 20°C до 50°C) воде.