Способ эксплуатации малодебитной газовой скважины

пвЯОии 3 сю Е 21 В 4 0 АВТОРСКОМ 54) ( ИТНО тбор ОДЕ -щий атенко,икова,о ные п ко,ло, Б Ц рес оси у бой и аучно-иссле иродных гаотл чения производи утем обеспечени елью ув ельнос- непренее, асстояти скважины рывного удал ускорители у нии 8-12 м од вых каналах усть г ния жид танавли т Исследотных1 ают н ни ин от д скорите гого,й поддтного в осесмес 1972 2ржива- аотока ют скоро 3-10 м/с а.з ожи тация гаедра",зовых19753пыта е а газоых сква 1977,идк жина Р 5,СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Северо-Кавказскийдовательский институт изов 622.276.5(0888)1. Муравьев И.М. и др,движения многокомпоней у скважин. М "Недрс. 138Коротков Ю.П. Эксплуаместорождений. М., "Нс. 120-123,Ли Г.С. и др, Промыслие диспергаторов потокстной смеси в газлифтн-"Нефтяное хозяйствос. 52-54 (прототип) . 7) СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАЛ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ, включаю газа путем пропускания газотного потока через установлен длине колонны насосно-комрных труб перпендикулярно их корителя, представляющие сорегородку с осевым каналом, и ч аю щ и й с я тем, ч о, 1146415Изобретение относится к способам эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин с низкими дебитами газа и может быть использовано в газовой промышленности. 5При эксплуатации малодебитных скважин их низкие дебиты не позволяют выносить на поверхность жидкость, когорая поступает с газом из пласта или конденсируется в стволе скважи ны.Известен способ эксплуатации малодебитных газовых скважин, заключающийся в том, что жидкость, поступающая с газом в скважину, измельчается в днспергаторе до капель таких размеров, чтобы они могли быть вынесены газовым потоком на поверхность земли Я .Диспергатор позволяет превращать в туман как, воду,.так и углеводородный конденсат, однако для проведения такой операции требуется большой расход энергии. Объясняется это тем, что для измельчения жидкости газовым потоком необходимы высокие скорости газа .Известен способ эксплуатации газовых скважин, который состоит в том, что добываемый газ извлекается З 0 на поверхность земли по насоснокомпрессорным трубам (НКТ), установленным внутри обсадной колонны скважины 2.Диаметр НКТ меньше диаметра обсад 35 ной колонны, что позволяет при отборе газа из пласта обеспечить в трубах скорость газового потока более высокую, чем при эксплуатации скважины без НКТ, 40Недостатком способа является то, что при скорости газа в НКТ менее 4-6 м/с газовый поток не способен вынести на поверхность жидкость, которая поступает с газом из продуктивного пласта или конденсируется в стволе скважины.При работе такой скважины жидкость, постепенно накапливаясь в нижней части, увеличивает гидравличес кое сопротивление призабойной зоны, в результате чего уменьшается дебит газа и скважина останавливается. Для обеспечения работы такой скважи - ны необходимо периодически продувать 55 ее в атмосферу, теряя при этом значительные количества газа, или приме-. нять поверхностно-активные вещества. Последнее дает положительный эффект только в случае, если жидкостью является вода или ее растворы. Если в продукции скважины содержится значительное количество жидких углеводородов, то применение поверхностно- активных веществ эффекта не дает. Для увеличение скорости газа в промышленной практике часто заменяют НКТ на трубы меньшего диаметра, что, однако не обеспечивает работу малодебитных скважин, особенно при высоких давлениях газа.Наиболее близким к предлагаемому является способ эксплуатации малодебитной газовой скважины, включающий отбор газа путем пропускания гаэожидкостного потока через установленные по длине колонны НКТ перпендикулярно их оси ускорители, представляющие собой перегородку с осевым каналом 31 .Недостатком известного способа является низкая производительность скважины иэ-за невозможности выноса газовым потоком жидкости на поверхностьЦель изобретения - увеличение производительности скважины путем обеспечения непрерывного удаления жидкости из нее.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу эксплуатации малодебитной газовой скважины, включающему отбор газа путем пропускания газожидкостного потока через установленные по длине колонны НКТ перпендикулярно их оси ускорителя, представляющие собой перегородку с осевым каналом, ускорители устанавливают на расстоянии 8-12 м один от другого, а в осевых каналах ускорителей поддерживают скорость газожидкостного потока 3-10 м/с. На фиг,1 приведена схема осуществления способа эксплуатации малодебитной газовой скважины, на фиг.2 - . зависимость изменения величиныскорости газа от его давления.Для осуществления способа в скважину спускают обсадную колонну труб 1, колонну насосно-компрессорных тру 5 2 с ускорителями газожидкостного потока 3, представляющими собой перегородку с осевым каналом, В нижней части обсадной колонны выполнены перфорационные отверстия 4.1146 Работа ускорителей гаэожидкостного потока определяет условия эксплуатации всей скважины. Ускоритель позволяет пропускать гаэожидкостную смесь только в направлении движения газа, т.е. снизу вверх. Жидкость, 45 .которая прошла сечение ускорителя, не может через отверстие ускорителя снова стечь вниз, хотя над ускорителем в трубе может находиться большое количество жидкости. Работа ускоритеО ля, как обратного клапана по жидкости, обеспечивается созданием определенной скорости газа в его сечении. Для того, чтобы жидкость не проходила через ускоритель в,обратном направлении, в егосечении необходимо поддерживать скорость газа, величина которой больше минимальной скорости,3Эксплуатацию малодебитной газовой скважины осуществляют следующим образ ом.Гаэ и жидкость, поступающие в скважину из продуктивного пласта через перфорационные отверстия 4, проходят через первый ускоритель в первую насосно-компрессорную трубу. Поскольку скорость газа в сечении насосно-компрессорной трубы недоста О точна для выноса жидкости на поверхность, последняя накайливается в первой насосно-компрессорной трубе, которая в первый момент выполняет функции сепаратора. 15По мере накопления жидкости в первой насосно-компрессорной трубе происходит уменьшение свободного сечения трубы, по которому происходит движение газа. Уменьшение сечения щ приводит к увеличению скорости газа в первой трубе до величины минимально необходимой для выноса жидкости потоком газа, жидкость начина,ет поступать через второй ускоритель 25 во вторую насосно-компрессорную трубу, где повторяется весь процесс, описанный для первой трубы.Постепенно происходит заголнение жидкостью всех насосно-компрессорных .ЗО труб скважины, причем в каждой отдельной трубе количество жидкости будет различно и строго удовлетво-. рять условию, при котором скорость газа в свободном сечении трубы соот- З 5 ветствует минимальной скорости газового потока, обеспечивающей вынос жидкости иэ трубы. обеспечивающей вынос жидкости иэ вертикальных труб.На фиг.2 приведена зависимость изменения величины минимальной скорости газа от его давления, Из приведенных данных видно, ,что при скоростях газа в сечении ускорителя 3-10 м/с обеспечиваешься работа ускорителя как обратного клапана,практически для всех возможных условий эксплуатации газовой скважины, т.е.в диапазоне давлений от сотен атмосфер до 17 кгс/см.В разработанной системе важно,чтобы отверстие газожидкостного ускорителя располагалось строго по оси трубы, а торцовая верхняя поверхность ускорителя была перпендикулярна оси трубы, Эти требования обуславливаются тем, что в трубе выше установки ускорителя скапливается значительное количество жидкости, Малые скорости газового потока не могут обеспечить попдержание этой жидкости во взвешенном состоянии, поэтому часть жидкости поддерживается торцовой поверхностью ускорителя. Если отверстие в ускорителе смещено по оси трубы, то выше ускорителя нарушается симметрия распределения жидкости в трубе, что неизбежно приводит к увеличению расхода энергии на поддержание жидкости над ускорителем. Тоже наблюдается и в случае расположения торцовой поверхности ускорителя под углом у оси трубы.Для полного удаления жидкости, поступающей из пласта, необходимо соблюдать следующие условия. Насосно-компрессорные трубы нужно опускать в скважину до уровня нижних отверстий перфорации. Если трубы будут установлены выше, то жидкость, поступающая из пласта, будет скапливаться на забое скважины, перекрывая продуктивную часть пласта от нижних отверстий перфорации до насосно-компрессорных труб, что увеличивает гидравлическое сопротивление скважины и приводит к повышенному расходу энергии на ее эксплуатацию, Если насосно-компрессорные трубы опустить ниже нижних отверстий перфорации, то это также приводит к увеличению гидравлического сопротивления, поскольку удлиняется146415 Я Шд Я Ж айеоие гаи, игс/скфг путь газового потока до поверхностиземли,Первый ускоритель газожидкостного потока необходимо устанавливатьв нижней части первой насосно-компрессорной трубы. Только такое расположение ускорителя позволит уменьшить гидравлическое сопротивление,поскольку в любом другом случаев скважине будет скапливаться жидкость, уровень которой определитсявысотой установки первого ускорителя еРасстояние между ускорителями взначительной мере определяется со"противлением скважины при эксплуатации. Проведенные исследования позволяют рекомендовать установку ускорителей в каждой насосно-компрессорной трубе, т,е. на расстоянии8-12 м друг от друга.П р и м е р. Газовая скважинаглубиной 4500 м имеет дебит газаЦ=5000 Ф /сут." при пластовом давлении Р =100 кгс/см и давлении на бустье скважины Рс =70 кг/см. Средняя температура в отводе скважины=60 С. Скважина оборудована насрсосно-компрессорными трубами диа 5 метром с 1 =50 мм, сечение труб5 = 2 ф 10 мЕсли насосно-компрессорные трубыне оборудовать ускорителями газожидкостного потока, то скорость газа10 в сечении труб соСтавит: для нижнейчасти скважины 1 п =0,4 м/с, дляверхней части скважины об=0,5 м/с,Такие скорости не обеспечивают вынос жидкости из скважины, Для реше 35 ния задачи в скважине установили400 ускорителей газожидкостного потока, имеющих диаметр отверстия: внижней части скважины н = 11 мм,в верхней части скважины Д=14 мм.20 Скорость газа в ускорителях составляет при этом с= 7 м/сТаким образом, использованиепредлагаемого способа позволяетповысить добычу газа без увеличения25 затрат энергии,Н ИНИН Заказ 1330/2Тираж 540 Подписное Филиал ПОП."Ватевт",г, Ухгород, ул, Проектиая