Способ добычи высоковязкой нефти и устройство для его осуществления

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ДОБЫЧИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Производственное объединение Белоруснефть(72) Авторы Галай Михаил Иванович Демяненко Николай Александрович Мануйло Василий Сергеевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Производственное объединение Белоруснефть(57) 1. Способ добычи высоковязкой нефти, заключающийся в том, что спускают в скважину и закрепляют в ней эксплуатационную колонну с последующим перфорированием ее в области нефтеносного пласта, спускают колонну насосно-компрессорных труб и скважинный насос, осуществляют дозированную подачу в межтрубное пространство маловязкого 13598 1 2010.10.30 вещества, обеспечивающего снижение вязкости нефти, разбавляют высоковязкую нефть,поступающую в скважину через перфорационные отверстия эксплуатационной колонны,маловязким веществом, поднимают разбавленную высоковязкую нефть скважинным насосом и подают разбавленную нефть на устье скважины в систему сбора и подготовки нефти, отличающийся тем, что используют сдвоенную колонну концентрично расположенных насосно-компрессорных труб, по межтрубному пространству которой подают маловязкое вещество в закрепленный на нижней части колонны труб большего диаметра колонны насосно-компрессорных труб узел смешения потока маловязкого вещества с поступающим из скважины потоком высоковязкой нефти. 2. Устройство для добычи высоковязкой нефти, включающее колонну насоснокомпрессорных труб, расположенную в перфорированной на уровне нефтеносного пласта эксплуатационной колонне, установленный внутри колонны насосно-компрессорных труб скважинный насос, линию дозированной подачи маловязкого вещества, обеспечивающего разбавление высоковязкой нефти, в межтрубное пространство, выпускную линию разбавленной нефти, отличающееся тем, что колонна насосно-компрессорных труб выполнена в виде двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб, при этом на нижнем конце колонны труб с большим диаметром закреплен узел смешения, включающий последовательно соединенные средоразделитель, содержащий гидравлически изолированные радиальные и периферийные продольные каналы, а также центральный канал, сообщенный с радиальными каналами и с внутренним пространством колонны труб меньшего диаметра, и заглушенный снизу хвостовик, гидравлически связанный с межтрубным пространством сдвоенной колонны насосно-компрессорных труб посредством периферийных продольных каналов средоразделителя, а с центральным каналом средоразделителя посредством патрубка, установленного внутри хвостовика и присоединенного к средоразделителю сдвоенная колонна насосно-компрессорных труб расположена в эксплуатационной колонне таким образом, чтобы радиальные каналы средоразделителя находились на уровне перфорационных отверстий эксплуатационной колонны. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что колонна труб меньшего диаметра колонны насосно-компрессорных труб зафиксирована внутри колонны труб большего диаметра посредством замковой опоры. Изобретение относится к горной промышленности, а именно к эксплуатации нефтяных месторождений с высоковязкими нефтями. Известен способ добычи высоковязкой нефти и устройство для его осуществления 2088749, МПК 21 43/00, 1997, которые обеспечивают увеличение добычи нефти за счет снижения гидравлических сопротивлений при подъеме нефти по затрубному пространству. Согласно способу, осуществляют подъем нефти по затрубному пространству насосно-компрессорных труб (НКТ) над установленным на них пакером и подачу по НКТ маловязкой жидкости с дозированием ее в затрубное пространство. Дозирование маловязкой жидкости осуществляют над выпускными отверстиями насоса синхронно двумя потоками. Один из потоков подают радиально на внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны, другой из потоков подают тангенциально на наружную поверхность НКТ. Перед дозированием маловязкой жидкости в затрубное пространство ее перемешивают в НКТ в пространстве ниже выхода радиального потока. Устройство для добычи высоковязкой нефти включает колонну НКТ с хвостовиком и пакером. Внутри НКТ установлен штанговый насос. Его приемочные отверстия соединены с полостью хвостовика. Выпускные отверстия соединены с затрубным пространством над пакером. В НКТ помещен дозирующий узел. Он соединяет полость НКТ с затрубным пространством. Устройство имеет разделительную перегородку выше выкидных отверстий насоса и узел перемешивания. Он расположен над перегородкой. Дозирующий узел выполнен в виде по крайней 2 13598 1 2010.10.30 мере одного ряда радиальных отверстий, в НКТ или в ребрах установленного на НКТ центратора и по крайней мере одного ряда направленных вверх тангенциальных отверстий. Он выполнен в НКТ и расположен выше радиальных отверстий. Недостатком данного изобретения является то, что на вход насоса подают неразбавленную нефть, что ухудшает работу насоса и снижает его износостойкость. Кроме того,наличие в компоновке пакера усложняет и удорожает эксплуатацию устройства. Известен также способ добычи высоковязкой нефти 2296856, МПК 21 43/24,2007, заключающийся в том, что в обсадную колонну последовательно спускают колонну теплоизолированных труб с пакером на конце, насосно-компрессорных с закрытым и открытым концами труб, причем колонну теплоизолированных труб спускают ниже глубины начала кристаллизации парафина, насосно-компрессорные трубы с закрытым концом до этой глубины, а насосно-компрессорные трубы с открытым концом так, что образуют зазор между насосно-компрессорными трубами с закрытым концом, при этом теплоноситель подают в насосно-компрессорные трубы с открытым концом, нефть поднимают по межтрубному пространству теплоизолированных и насосно-компрессорных труб с закрытым концом, химреагенты и теплоноситель при обработке призабойной зоны пласта подают по тому же межтрубному пространству, причем теплоноситель подают при запакерованной скважине. Недостатком данного способа является то, что для его осуществления необходимо использование пакера и дополнительной колонны теплоизолированных труб, что усложняет конструкцию и удорожает ее. Кроме того, этот способ применим только при фонтанном способе эксплуатации скважин. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ добычи высоковязкой нефти и устройство, его реализующее 2143546, МПК 21 43/00, 1999. Способ заключается в следующем в скважину, добывающую высоковязкую нефть, и в скважину, добывающую маловязкую нефть, спускают и закрепляют эксплуатационные колонны с последующей перфорацией в области нефтеносного пласта,подключают скважины на последовательную работу. Выкидную линию скважины, добывающей маловязкую нефть, соединяют с межтрубным пространством скважины, добывающей высоковязкую нефть. По выкидной линии она поступает в межтрубное пространство скважины, добывающей высоковязкую нефть. Маловязкая нефть постепенно заполняет межтрубное пространство скважины и достигает нижнего конца насоснокомпрессорной трубы и, смешиваясь с высоковязкой нефтью, поступающей в межтрубное пространство через перфорационные отверстия эксплуатационной колонны, поднимается по насосно-компрессорной трубе. За счет работы скважинного насоса смесь маловязкой и высоковязкой нефтей откачивают по выкидной линии. При необходимости, если в выкидную линию скважины с маловязкой нефтью дозировать соответствующий реагент с целью улучшения свойств высоковязкой нефти, достигается эффективное использование реагента, т.к. реагент до забоя доходит быстрее и в смешанном виде в большом количестве маловязкой нефти. Недостатком данного способа является то, что для реализации известного способа добычи высоковязкой нефти заполнение межтрубного пространства маловязкой нефтью повышает забойное давление скважины, тем самым снижается продуктивность эксплуатируемого пласта. Кроме того, реализация известного способа добычи высоковязкой нефти требует большого количества маловязкой нефти для заполнения межтрубного пространства, образованного эксплуатационной колонной и колонной насосно-компрессорных труб. Задачей изобретения является увеличение добычи высоковязкой нефти за счет интенсификации работы скважинного насоса, на вход которого подают нефть, разбавленную веществом, снижающим ее вязкость, а также сокращение непроизводительных потерь данного вещества. 3 13598 1 2010.10.30 Поставленная задача в способе добычи высоковязкой нефти, заключающемся в том,что спускают в скважину и закрепляют в ней эксплуатационную колонну с последующим перфорированием ее в области нефтеносного пласта, спускают колонну насоснокомпрессорных труб и скважинный насос, осуществляют дозированную подачу в межтрубное пространство маловязкого вещества, обеспечивающего снижение вязкости нефти, разбавляют высоковязкую нефть, поступающую в скважину через перфорационные отверстия эксплуатационной колонны, маловязким веществом, поднимают разбавленную высоковязкую нефть скважинным насосом и подают разбавленную нефть на устье скважины в систему сбора и подготовки нефти, согласно изобретению, используют сдвоенную колонну концентрично расположенных насосно-компрессорных труб, по межтрубному пространству которой подают маловязкое вещество в закрепленный на нижней части колонны труб большего диаметра колонны насосно-компрессорных труб узел смешения потока маловязкого вещества с поступающим из скважины потоком высоковязкой нефти. Поставленная задача в устройстве для добычи высоковязкой нефти, включающем колонну насосно-компрессорных труб, расположенную в перфорированной на уровне нефтеносного пласта эксплуатационной колонне, установленный внутри колонны насосно-компрессорных труб скважинный насос, линию дозированной подачи маловязкого вещества, обеспечивающего разбавление высоковязкой нефти, в межтрубное пространство,выпускную линию разбавленной нефти, согласно изобретению, колонна насоснокомпрессорных труб выполнена в виде двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб, при этом на нижнем конце колонны труб с большим диаметром закреплен узел смешения, включающий последовательно соединенные средоразделитель,содержащий гидравлически изолированные радиальные и периферийные продольные каналы, а также центральный канал, сообщенный с радиальными каналами и с внутренним пространством колонны труб меньшего диаметра, и заглушенный снизу хвостовик, гидравлически связанный с межтрубным пространством сдвоенной колонны насоснокомпрессорных труб посредством периферийных продольных каналов средоразделителя,а с центральным каналом средоразделителя посредством патрубка, установленного внутри хвостовика и присоединенного к средоразделителю сдвоенная колонна насоснокомпрессорных труб расположена в эксплуатационной колонне таким образом, чтобы радиальные каналы средоразделителя находились на уровне перфорационных отверстий эксплуатационной колонны. Колонна труб меньшего диаметра колонны насосно-компрессорных труб может быть зафиксирована внутри колонны труб большего диаметра посредством замковой опоры. Устройство, реализующее способ добычи высоковязкой нефти, представлено на следующих чертежах на фиг. 1 - вертикальный разрез устройства, на фиг. 2 - вид А-А на фиг. 1. В эксплуатационной колонне 1 на колонне НКТ большего диаметра 2 установлен средоразделитель 3 с присоединенным хвостовиком 4 с заглушкой 5. В нижней части средоразделителя 3 установлен патрубок 6. В средоразделителе 3 выполнены периферийные продольные каналы 7, изолированные от них радиальные каналы 8 и центральный канал 9. Сверху в средоразделителе 3 установлен патрубок 10 с якорным башмаком 11, в который входит замок 12, установленный в нижней части колонны НКТ 13 меньшего диаметра, расположенного внутри колонны НКТ 2. Внутри колонны НКТ 13 выше замка 12 на якорном башмаке 14 посредством замка 15 установлен скважинный насос 16 с колонной штанг 17. Вся компоновка в сборе размещена в обсадной колонне 1 таким образом, чтобы радиальные каналы 8 средоразделителя 3 находились на уровне перфорационных отверстий 18, выполненных в эксплуатационной колонне 1, и гидравлически связывающих внутреннюю полость 19 эксплуатационной колонны 1 с продуктивным пластом 20. Между колонной НКТ 2 и 13 образовано межтрубное пространство 21. Подготавливают устройство к работе следующим образом. 4 13598 1 2010.10.30 На первом этапе во внутрь эксплуатационной колонны 1 спускают компоновку в следующем составе колонна НКТ 2 большего диаметра с присоединенным якорным башмаком 11 и средоразделителем 3 с закрепленным хвостовиком 4 и заглушкой 5 (внутри хвостовика 4 установлен патрубок 6, присоединенный к средоразделителю 3). Всю компоновку опускают до тех пор, пока радиальные каналы 8 средоразделителя 3 не окажутся на уровне перфорационных отверстий 18. На втором этапе во внутрь колонны НКТ большего диаметра 2 опускают компоновку в составе колонны НКТ меньшего диаметра 13 с присоединенным якорным башмаком 14,ниже которого установлен замок 12, который входит в якорный башмак 11, фиксируя колонну НКТ меньшего диаметра 13 внутри колонны НКТ большего диаметра 2. При этом герметизируются образовавшееся межтрубное пространство 21 и внутренняя полость 22 НКТ меньшего диаметра 13. На третьем этапе во внутренней полости 22 колонны НКТ меньшего диаметра 13 на колонне штанг 17 устанавливают скважинный насос 16, который посредством замка 15 фиксируется на якорном башмаке 14. Осуществляют предлагаемый способ добычи высоковязкой нефти следующим образом. С устья скважины (на фигуре не показано) посредством насоса-дозатора (на фигуре не показан) по линии дозированной подачи (на фигуре не показана) в межтрубное пространство 21 подают маловязкое вещество, обеспечивающее снижение вязкости добываемой нефти и разрушающий АСПО, например, ингибитор. Из межтрубного пространства 21 ингибитор через продольные каналы 7 средоразделителя 3 поступает во внутрь хвостовика 4,при этом заглушка 5 предотвращает переток ингибитора во внутреннюю полость 19 эксплуатационной колонны 1. Далее ингибитор по патрубку 6 поднимается во внутрь средоразделителя 3. Одновременно высоковязкая нефть из продуктивного пласта 20 через перфорационные отверстия 18 протекает во внутреннюю полость 19 эксплуатационной колонны 1, откуда через радиальные каналы 8 нефть поступает в центральный канал 9 средоразделителя 3, где смешивается с ингибитором. Далее разбавленная нефть через патрубок 10, якорный башмак 11 и замок 12 поступает во внутреннюю полость 22 колонны НКТ меньшего диаметра 13. Станком-качалкой (на фигуре не показан) посредством колонны штанг 16 скважинный насос 16 приводят в действие и подают разбавленную нефть на устье скважины в систему сбора и подготовки нефти (на фигуре не показана). Расположение сдвоенной колонны НКТ в эксплуатационной колонне таким образом,чтобы радиальные каналы 8 средоразделителя 3 находились на уровне перфорационных отверстий 18 обусловлено тем, что таким образом давление динамического уровня скважины будет способствовать заполнению узла смешения высоковязкой нефтью из пласта,кроме этого, это приводит к тому, что высоковязкая нефть проходит по НКТ до приема скважинного насоса максимально возможное расстояние, разбавляясь при этом маловязким веществом. Кроме этого, использование сдвоенной колонны НКТ для подачи по ее межтрубному пространству маловязкого вещества и узла смешения, обеспечивающего смешение независимо поступающих в него потока маловязкой жидкости и потока высоковязкой нефти,исключает преждевременное реагирование в межтрубном пространстве маловязкого вещества и, как следствие, улучшает работу скважинного насоса, и сокращает непроизводительные потери данного вещества. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6