УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЧКИ ЖИДКОСТИ В НИЖНИЙ ПЛАСТ И ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ ВЕРХНЕГО ПЛАСТА

Предложение относится к технике и технологии одновременного отбора продукции из одного пласта и нагнетанию жидкости в другой пласт скважины.
Известен способ закачки воды в нефтяной пласт (авторское свидетельство SU №283120, Е21В 43/00, опубл. БИ №31 от 06.10.1970 г.), осуществляемый с помощью установки для закачки жидкости в пласт, содержащей пакер, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) и емкость, сообщающиеся с электроцентробежным насосом.
Недостатками данной конструкции являются:
во-первых, водостойкая обмотка электродвигателя при заполнении статора водой обладает достаточной работоспособностью лишь при невысокой температуре воды, не более +25°С. Увеличение температуры воды до 35-40°С существенно сокращает срок службы обмотки двигателя, а при более высокой температуре двигатель теряет работоспособность;
во-вторых, электроцентробежный насос находится в водной среде под большим давлением, что ухудшает условия его эксплуатации, при этом растворенные соли разрушают кабель, сокращая срок его службы.
Вышеперечисленные причины снижают долговечность установки в целом, кроме того, с помощью такой установки невозможно закачивать в нефтяной пласт химически агрессивные реагенты, например кислоты (соляную, азотную и т.п.), при этом установка непрерывно закачивает жидкость в пласт практически без изменений давления нагнетания, что способствует возникновению в капиллярных отверстиях и щелях пласта слоя облитерации, постоянно снижающей приемистость скважины, порой до полного прекращения поглощения жидкости.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является установка для закачки жидкости в пласт (авторское свидетельство №729336, Е21В 43/00, 1986 г. опубл. БИ №15 от 25.04.1980 г.), содержащая пакер, колонну НКТ и емкость, сообщающуюся с насосом, при этом она снабжена установленными на колонне насосно-компрессорных труб нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера, причем верхняя полость колонны насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены маслом.
Недостатками данной конструкции устройства являются:
во-первых, сложность конструкции, обусловленная наличием нагнетательного и всасывающего клапанов, установленных в составе колонны труб, верхнего и нижнего датчиков уровня, емкости, станция управления для переключения направления вращения электродвигателя;
во-вторых, насос выполнен в поверхностном исполнении, и поэтому чем меньше пластовое давление и ниже находится водоносный пласт от поверхности, тем ниже эффективность его использования;
в-третьих, установка не позволяет производить одновременный отбор продукции из одного пласта и нагнетать жидкость в другой пласт скважины.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции установки и повышение эффективности работы насоса с одновременным расширением функциональных возможностей установки за счет одновременного отбора продукции из одного пласта и нагнетанию жидкости в другой пласт скважины.
Указанная задача решается установкой для закачки жидкости в нижний пласт и добычи нефти из верхнего пласта, содержащая колонну труб, пакер, установленный между пластами, насос.
Новым является то, что пакер размещен на нижнем конце колонны труб и выполнен в виде эластичной манжеты, поджимаемой снизу опертым на забой скважины хвостовиком с перфорированными отверстиями, причем хвостовик телескопически соединен с колонной труб, которая выше верхнего пласта оснащена дополнительным пакером, выполненным в виде самоуплотняющейся манжеты, не пропускающей сверху вниз, при этом в колонне труб выше верхнего пласта установлен распределитель потока с двумя сквозными каналами, один из которых вертикальный, а другой поворотный, причем в колонне труб напротив верхнего пласта установлен полый шток, верхний конец которого размещен в сквозном поворотном канале, а нижний герметично вставлен в поперечную перегородку, выполненную в колонне труб между пластами, причем внутреннее пространство колонны труб сообщено вертикальным сквозным каналом распределителя потока и отверстиями, выполненными в колоне труб с верхним пластом, при этом заколонное пространство колонны труб выше дополнительного пакера сообщено поворотным сквозным каналом распределителя потока, а также внутренним пространством полого штока и перфорированными отверстиями хвостовика с нижним пластом.
На фигуре схематично изображена установка для закачки жидкости в нижний пласт и добычи нефти из верхнего пласта.
Установка для закачки жидкости в нижний пласт 1 и добычи нефти из верхнего пласта 2 в скважине 3 содержит колонну труб 4 и пакер 5, установленный между нижним 1 и верхним 2 пластами.
Снаружи колонна труб 4 выше верхнего пласта 2 оснащена дополнительным пакером 6, выполненным в виде самоуплотняющейся манжеты, не пропускающей сверху вниз. Внутри колонна труб 4 выше верхнего пласта 2 снабжена распределителем потока 7 с двумя сквозными каналами, один из которых вертикальный 8, а другой поворотный 9.
Внутри колонны труб 4 напротив верхнего пласта установлен полый шток 10, верхний конец которого размещен в сквозном поворотном канале 9, а нижний герметично вставлен в поперечную перегородку 11, выполненную в колонне труб 4 между нижним 1 и верхним 2 пластами.
Внутреннее пространство 12 колонны труб 4 сообщено вертикальным сквозным каналом 8 распределителя потока 7 и отверстиями 13, выполненными в колоне труб 4 с верхним пластом 2, а заколонное пространство 14 колонны труб 4 выше дополнительного пакера 6 сообщено поворотным сквозным каналом 9 распределителя потока 7 и внутренним пространством 15 полого штока 10 и перфорированными отверстиями 16 хвостовика 17 с нижним пластом 1.
Пакер 5 размещен на нижнем конце колонны труб 4 и выполнен в виде эластичной манжеты, поджимаемым снизу хвостовиком 17 при его опоре на забой 18, причем хвостовик 17 телескопически соединен с колонной труб 4.
Установка работает следующим образом.
Перед запуском установки в работу производят компоновку установки в скважине 3, как показано на фигуре, при этом хвостовик 17 упирается в забой 18 и герметично прижимает пакер 5, выполненный в виде эластичной манжеты к внутренним стенкам скважины 3.
Далее в колонну труб 4 спускают насос любой известной конструкции, например, вставной глубинный штанговый насос (на фиг. не показано), после чего обвязывают на устье скважины 3 верхний конец колонны труб 4 с выкидной линией (на фиг. не показано), а заколонное пространство 14 на устье скважины 3 соединяют с нагнетательной линией (на фиг. не показано).
После чего запускают установку в работу. В процессе работы установки нефть из верхнего пласта 2 через отверстия 13 попадает внутрь колонны труб 4 выше поперечной перегородки 11, откуда сквозь вертикальный сквозной канал 8 распределителя потока 7 поступает во внутреннее пространство 12, где попадает на прием насоса, который
откачивает нефть в выкидную линию на устье скважины 3. Таким образом, происходит процесс добычи нефти из верхнего пласта 2.
Одновременно с этим происходит закачка жидкости (например, сточной воды) в нижний пласт 1 скважины 3 по нагнетательной линии (на фиг. не показано) с устья скважины 3 в заколонное пространство 14 колонны труб 4, по которой закачиваемая жидкость достигнув дополнительного пакера 6 попадает в поворотный сквозной канал 9 распределителя потока 7 и далее поступает во внутреннее пространство 15 полого штока 10 и сквозь перфорированные отверстия 16 хвостовика 17 попадает в межколонное пространство 19, по мере заполнения которого жидкость поступает в нижний пласт 1 (в зависимости от его приемистости и установленного давления нагнетания). Кроме того, чем выше давление закачки жидкости, тем сильнее к внутренним стенкам скважины 3 прижимается дополнительный пакер 6, выполненный в виде самоуплотняющейся манжеты не пропускающей сверху вниз.
Предлагаемая установка для закачки жидкости в нижний пласт и добычи нефти из верхнего пласта имеет простую конструкцию, кроме того, насос глубинного исполнения устанавливается непосредственно в интервале нефтеносного пласта скважины, что позволяет повысить эффективность его работы, а возможность одновременного отбора продукции из одного пласта и нагнетанию жидкости в другой пласт скважины позволяет расширить функциональные возможности установки.