ТАНДЕМНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ ОДНОЙ СКВАЖИНЫ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при добыче нефти и газа из многопластовых нефтегазовых месторождений штанговым способом, в частности к устройствам для одновременной раздельной эксплуатации (ОРЭ) нескольких продуктивных пластов одной скважины.
Предпосылки для создания полезной модели.
Анализ существующего уровня техники в данной области показал следующее.
Не является необычным, что добывающие скважины проходят через несколько продуктивных углеводородных формаций или пластов, которые имеют различные потенциалы добычи.
Для условий нефтяных месторождений Татарстана наиболее приемлем и перспективен способ ОРЭ для скважин, в которых добыча осуществляется штанговыми скважинными насосными установками.
Особенно это актуально на месторождениях, где вскрыты пласты разных отложений, характеризующихся большим разнообразием свойств пласта и его продукции.
Известна скважинная штанговая насосная установка для одновременной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, колонну штанг, пакер, хвостовик и дифференциальный насос. Причем всасывающий и нагнетательный клапаны верхней секции насоса установлены сбоку от цилиндра, а между ними размещен самоуплотняющийся пакер (книга «Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений», Р.А.Максутов, Б.Е.Доброскок, Ю.В.Зайцев - М., «Недра», 1974 г., стр.89, рис.54). В этой установке производится раздельный подъем продукции пластов: нижнего - по колонне лифтовых труб, верхнего - по эксплуатационной колонне скважины.
Недостатками установки являются: сложная конструкция, невозможность глушения скважины для проведения подземных ремонтов, невозможность исследования пластов в процессе эксплуатации (определение забойных и пластовых давлений), при необходимости извлечения насоса он поднимается вместе с верхним пакером, что способствует его износу и снижению надежности работы установки, кроме того, в результате «поршневого» эффекта, создаваемого пакером при подъеме, происходит излив продукции из эксплуатационной колонны скважины. Расположение всасывающего клапана верхней секции насоса под пакером, а нагнетательного клапана - над пакером увеличивает вредное пространство насоса.
Известен способ совместной эксплуатации пластов многопластового месторождения, близких по своим фильтрационным свойствам. При этом способе эксплуатации пласты объединяют в один объект, продуктивные мощности перфорируют, а продукцию пластов отбирают из пласта в скважину и поднимают по одной колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) (книга «Справочная книга по добыче нефти», Гиматудинов Ш.К., М., «Недра», 1974 г., стр.541).
Недостатком этого способа является отсутствие возможности регулирования темпа отбора продукции из каждого пласта в отдельности, что нередко приводит к неравномерной выработке пластов, а при различии фильтрационных характеристик пластов к отсутствию притока по пласту с худшими коллекторскими свойствами.
Существует способ и устройство для добычи углеводородов через одну эксплуатационную колонну труб из двух зон. Устройство содержит пакер, включает эксплуатационную колонну труб, насосы и перфорированный соединитель между вторым и первым насосами. Первый насос размещен выше второго насоса. Нижний насос дозирует жидкость из нижней зоны, а верхний выкачивает жидкость из скважины (Патент РФ №2180395, Кл. Е21В 43/14, «Устройство и способ для двухзонной добычи из скважины»).
Недостатком устройства является наличие насоса с заранее установленной производительностью и скоростью для перекачивания жидкостей и второго насоса, который устроен так, чтобы препятствовать потоку через насос в любом направлении, что осложняет работу и эксплуатацию устройства и требует средства для приведения в действие данных насосов.
Задача полезной модели заключается в улучшении и расширении эксплуатационных характеристик установки, а также обеспечении ее надежности, экономичности и упрощении конструкции в оптимальном отборе флюидов по пластам и возможности совместной эксплуатации двух пластов с различными коллекторскими свойствами и тем самым, в увеличении рентабельности эксплуатационного фонда нефтегазодобывающих скважин.
Поставленная задача решается заявляемой полезной моделью.
Тандемная установка для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины содержит параллельные колонны насосно-компрессорных труб, колонны насосных штанг, подвески с полированными штоками, натяжной ролик, шкивы с приводами, соединенные гибкими элементами с подвесками и штанговые насосы.
Тандемная установка включает привод в комбинации с приводимой им установкой, совместное действие которых обеспечивает работу двух штанговых насосов в параллельных колоннах насосно-компрессорных труб одной скважины.
Новым является то, что в качестве привода используется цепной привод, а в приводимой установке колонна насосных штанг в одном из рядов насосно-компрессорных труб висит на общей подвеске, а во втором ряду НКТ на подвеске, связанной гибким элементом только с приводимой установкой, с возможностью организации противохода колонны насосных штанг.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 показан общий вид тандемной установки для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины.
На фиг.2 представлена принципиальная схема действия тандемной установки.
Тандемная установка (фиг.1 и 2) содержит цепной привод 2 со шкивом 3, соединенный гибким элементом 1 с первой подвеской 9, на которой установлен первый полированный шток 10, связанный с первой колонной насосных штанг в ряду НКТ (на фиг. не обозначены), закрепленных на устье скважины 11. С этой же первой подвеской 9 жестко связан гибкий элемент 12, который затем огибает шкив 4 приводимой установки 5 и крепится на второй подвеске 7, на которой установлен второй полированный шток 8, связанный со второй колонной насосных штанг в параллельном ряду НКТ (на фиг. не указаны).
Расстояние S между двумя рядами НКТ должно быть небольшим, поэтому в тандемной установке предусмотрен натяжной ролик 6, позволяющий сблизить интервал между первым 10 и вторым 8 полированными штоками до приемлемого.
Работа тандемной установки для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины происходит следующим образом.
Функционирование тандемной установки обеспечивается цепным приводом 2. При ходе вверх гибкого элемента 1, перемещается первая подвеска 9 и приводит в движение первый полированный шток 10 с первой колонной насосных штанг. Одновременно под действием массы второй колонны насосных штанг гибкий элемент 12 вместе со второй подвеской 7 и вторым полированным штоком 8 перемещается вниз вместе со второй колонной насосных штанг.
Обратный ход первой колонны насосных штанг осуществляется за счет ее массы, которая больше массы второй колонны насосных штанг ввиду того, что первый ряд НКТ спущен до нижнего пласта, и, соответственно первая колонна насосных штанг здесь длиннее и весомее.
Далее процесс возвратно-поступательного движения, осуществляемый тандемной установкой повторяется.
Использование технологии ОРЭ с применением тандемной установки позволит:
- увеличить количество запасов, вовлеченных в разработку;
- в результате совместной эксплуатации пластов существенно увеличить суммарный дебит скважины;
- повысить рентабельность эксплуатационного фонда;
- избежать бурения дополнительной сетки скважин.
Основные задачи, которые решаются при внедрении технологий ОРЭ:
-надежное разобщение двух объектов разработки;
- возможность независимого сбора информации по дебиту, забойным и пластовым давлениям, обводненности добываемой продукции по каждому из объектов.
Применение тандемной установки обеспечит повышение эффективности работы глубинно-насосного оборудования (ГНО), улучшение динамических характеристик ГНО, его долговечности, надежности и упрощение конструкции.