RU2391493C2

RU2391493C2 - Method to extract oil or gas from multipay well and device to this end

Info

Publication number: RU2391493C2
Application number: RU2008130737/03A
Authority: RU
Inventors: Михаил Петрович Пасечник (RU); Михаил Петрович Пасечник; Андрей Иванович Ипатов (RU); Андрей Иванович Ипатов; Михаил Израилевич Кременецкий (RU); Михаил Израилевич Кременецкий; Валерий Иванович Ковалев (RU); Валерий Иванович Ковалев; Виктор Борисович Белоус (RU); Виктор Борисович Белоус; Евгений Петрович Молчанов (RU); Евгений Петрович Молчанов; Анатолий Степанович Коряков (RU); Анатолий Степанович Коряков
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика"
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-06-10
Also published as: RU2008130737A

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.

SUBSTANCE: packers are arranged between well beds to form well packed spaces. Well spaces are communicated by common tube with its top end connected to well extraction pump or transport system at well mouth. Said common tube bottom end is arranged at well lower thick bed and has cuts at the level of every well space. Jet pups are installed in common tube cuts. Well spaces in the zone of thin beds and above all beds are communicated by pipes arranged tightly to pass through well spaces in zones of thick beds.

EFFECT: elimination of bed cross flows, replacement of cross flows by extraction of fluid from thinner beds, removal of bypass gases.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при многопластовой добыче как нефти, так и газа.The invention relates to the oil and gas industry and can be used for multilayer production of both oil and gas.

В настоящее время подавляющее большинство нефтяных и газовых скважин являются однопластовыми (B.C.Бойко. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений. М.: Недра, 1990; М.Н.Нускуллин. Геофизические методы контроля разработки нефтяных пластов. М.: Недра, 1989; К.В.Иогансен. Спутник буровика. Справочник. М.: Недра, 1990).Currently, the vast majority of oil and gas wells are single-layer (BC Boyko. Development and operation of oil fields. M: Nedra, 1990; MN Nuskullin. Geophysical methods for monitoring the development of oil reservoirs. M: Nedra, 1989; K. V. Johansen, Driller's Satellite, Handbook, Moscow: Nedra, 1990).

Большим недостатком однопластовых скважин является их сравнительно низкий дебит, в результате чего эксплуатируемые в настоящее время около миллиона скважин во всем мире не обеспечивают растущие потребности развивающейся промышленности.A big disadvantage of single-layer wells is their relatively low production rate, as a result of which currently around a million wells in operation around the world do not meet the growing needs of the developing industry.

Рынок реагирует на недостаточное производство нефти и газа растущими ценами на это углеводородное сырье.The market is responding to insufficient oil and gas production by rising prices for this hydrocarbon feed.

Выход был найден в использовании многопластовых скважин, дебит которых возрастает пропорционально количеству вводимых в действие продуктивных пластов в каждой скважине (Р.Н.Дияшев. Исследование эффективности совместной и раздельной разработки неоднородных нефтенасыщенных коллекторов многопластовых нефтяных месторождений. // Каротажник, №109, 2003, с.147-166; А.И.Ипатов, М.И.Кременецкий. Геофизический и гидродинамический контроль разработки месторождений. М., 2005).The solution was found in the use of multilayer wells, the production rate of which increases in proportion to the number of productive formations put into operation in each well (RN Diyashev. Study of the effectiveness of joint and separate development of heterogeneous oil-saturated reservoirs of multilayer oil fields. // Karotazhnik, No. 109, 2003, p.147-166; A.I. Ipatov, M.I. Kremenetsky. Geophysical and hydrodynamic control of field development. M., 2005).

Однако это прогрессивнейшее направление не находит пока должного применения из-за того, что каждый пласт имеет отличающееся друг от друга пластовое давление, а это приводит к разным динамическим давлениям выходящего в скважину флюида от разных пластов и возникновению так называемых межпластовых перетоков. Существующие же методы их устранения являются трудоемкими и уменьшающими дебит скважин.However, this progressive direction does not yet find proper application due to the fact that each formation has a different reservoir pressure, and this leads to different dynamic pressures of the fluid leaving the well from different reservoirs and the formation of so-called inter-reservoir flows. Existing methods for their elimination are laborious and reduce the flow rate of wells.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков путем создания надежного метода устранения пластовых перетоков при многопластовой добыче и устройства для его осуществления.The objective of the invention is to remedy these disadvantages by creating a reliable method for eliminating reservoir flows during multilayer production and devices for its implementation.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного технического решения, является полное прекращение пластовых перетоков флюида при многопластовой добыче, замена перетоков извлечением флюида из более слабых пластов, интенсификация добычи, удаление попутных газов, возможность добычи без установки в скважину добычного насоса.The technical result achieved by using the proposed technical solution is the complete cessation of reservoir fluid flows during multilayer production, the replacement of flows by extracting fluid from weaker reservoirs, the intensification of production, the removal of associated gases, the possibility of production without installing a production pump in the well.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе добычи нефти или газа из многопластовой скважины, включающем геолого-технические мероприятия для определения мощности пластов и устранения пластовых перетоков, согласно изобретению между всеми пластами, включая мощные и слабые, устанавливают пакеры, образуя запакерованные объемы скважины, сообщают между собой эти объемы скважины общей трубой, которая верхним концом подключена к добычному насосу в скважине или к транспортной системе на устье скважины, а нижним концом выходит в объем скважины в зоне нижнего мощного пласта и которая имеет разрезы на уровне каждого объема скважины, в разрезы общей трубы монтируют струйные насосы, а объемы скважины в зонах слабых пластов и выше всех пластов соединяют между собой трубками, герметично проходящими через объемы скважины в зонах мощных пластов.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of oil or gas production from a multilayer well, including geological and technical measures for determining the thickness of the strata and eliminating stratum flows, according to the invention, packers are installed between all strata, including strong and weak, forming sealed volumes of the well, these volumes of the well communicate with each other by a common pipe, which is connected with the upper end to the production pump in the well or to the transport system at the wellhead, and the lower end um into the volume of the well in the zone of the lower powerful formation and which has cuts at the level of each volume of the well, jet pumps are mounted in the sections of the common pipe, and the volumes of the well in the zones of weak formations and above all the layers are interconnected by pipes tightly passing through the volume of the well in the zones powerful strata.

Установкой пакеров между всеми пластами в скважине (как мощными, так и слабыми) изолируют пласты друг от друга, что необходимо для проведения предлагаемых высокоэффективных мероприятий по использованию энергии более мощных пластов для извлечения флюида из более слабых пластов с одновременным устранением перетоков флюида в более слабые пласты.By installing packers between all reservoirs in the well (both powerful and weak), the reservoirs are isolated from each other, which is necessary for the proposed highly effective measures for using the energy of more powerful reservoirs to extract fluid from weaker reservoirs while eliminating fluid flows into weaker reservoirs .

С помощью установки общей трубы, имеющей разрезы, расположенные в зонах каждого запакерованного объема скважины, и выходящей нижним концом в объем скважины в зоне нижнего мощного пласта, обеспечивают то, что флюид устремляется по общей трубе вверх, где ее верхний конец подключен к добычному насосу, установленному в скважине, или к транспортной системе, размещенной на устье скважины. Струйные насосы, смонтированные в разрезах общей трубы в зонах каждого запакерованного объема скважины и работающие от мощного потока устремляющейся через них струи флюида от более мощных пластов, обеспечивают отсос флюида, поступающего из более слабых пластов. Таким образом, происходит использование энергии более мощных пластов для извлечения флюида из более слабых пластов и одновременно устраняются перетоки флюида в более слабые пласты, поскольку выход флюида из пласта не может позволить одновременному его входу в пласт. В итоге интенсифицируется процесс добычи и увеличивается дебит скважины.By installing a common pipe having cuts located in the areas of each sealed well volume and extending with a lower end into the well volume in the zone of the lower powerful formation, it is ensured that the fluid flows upward along the common pipe, where its upper end is connected to the production pump, installed in the well, or to a transport system located at the wellhead. Jet pumps mounted in sections of a common pipe in the areas of each sealed well volume and operating from a powerful stream of fluid stream rushing through them from more powerful reservoirs provide suction of fluid coming from weaker reservoirs. Thus, the energy of more powerful strata is used to extract fluid from weaker strata, and fluid flows to weaker strata are simultaneously eliminated, since the fluid exit from the stratum cannot allow its simultaneous entry into the stratum. As a result, the production process is intensified and the production rate of the well increases.

То, что объемы скважины, расположенные в зонах слабых пластов и выше всех пластов, соединяют между собой трубками, герметично проходящими через запакерованные объемы скважины в зоне более мощных пластов, обеспечивает сообщение всех слабых пластов скважины, что позволяет понижать общий уровень флюида в скважине за счет отсоса флюида струйными насосами. Снижение уровня флюида в скважине снижает его гидростатическое давление, что увеличивает дебит скважин, но одновременно увеличивает и газовый фактор, не влияющий, однако, на функционирование струйных насосов в силу их принципа работы.The fact that the well volumes located in zones of weak reservoirs and above all reservoirs are interconnected by pipes hermetically passing through the sealed volumes of the well in the zone of more powerful reservoirs, ensures the communication of all weak reservoirs of the well, which allows to reduce the total fluid level in the well due to fluid suction by jet pumps. A decrease in the fluid level in the well reduces its hydrostatic pressure, which increases the flow rate of the wells, but at the same time increases the gas factor, which does not affect, however, the operation of jet pumps due to their operating principle.

Указанный технический результат достигается также тем, что устройство добычи нефти или газа из многопластовой скважины, содержащее технические механизмы для устранения пластовых перетоков, согласно изобретению содержит пакеры, установленные между каждым пластом и образующие запакерованные объемы скважины, общую трубу, которая верхним концом подключена к добычному насосу в скважине или к транспортной системе на устье скважины, а нижним концом выходит в объем скважины в зоне нижнего мощного пласта и которая имеет разрезы в зонах каждого объема скважины, смонтированные в разрезах общей трубы струйные насосы и трубки, установленные в пакерах децентрированно, проходящие герметично через объемы скважины в зонах мощных пластов и соединяющие объемы скважины в зонах слабых пластов и выше всех пластов.The specified technical result is also achieved by the fact that the device for oil or gas production from a multilayer well, containing technical mechanisms for eliminating formation flows, according to the invention, contains packers installed between each formation and forming sealed volumes of the well, a common pipe, which is connected to the production pump with its upper end in the well or to the transport system at the wellhead, and the lower end extends into the volume of the well in the zone of the lower powerful formation and which has cuts in the zones of each about the volume of the well, jet pumps and tubes mounted in packers of the common pipe installed decentrally in the packers, passing hermetically through the volume of the well in the zones of powerful formations and connecting the volume of the well in areas of weak formations and above all formations.

Установкой пакеров между пластами для их разобщения и общей трубы для направления в нее выходящего из пластов флюида, во-первых, исключают воздействие флюида от более мощных пластов на слабые пласты, то есть прекращают пластовые перетоки; во-вторых, обеспечивают отвод флюида от более мощных пластов или добычным насосом, или направлением флюида в транспортную систему на поверхности, если многопластовая добыча за счет более мощных пластов приведет к фонтанированию скважины, что в обоих случаях тоже исключает возможность пластовых перетоков. Устранение перетоков, в свою очередь, ликвидирует потери флюида и от более мощных пластов и от более слабых пластов, что обеспечивает увеличение дебита и интенсификацию добычи.By installing packers between the layers to separate them and the common pipe to direct fluid emerging from the layers into it, firstly, they exclude the effect of fluid from more powerful layers on weak layers, that is, they stop the flow of flows; secondly, they allow fluid to be removed from more powerful reservoirs either by a production pump, or by directing fluid into the transport system on the surface, if multilayer production due to more powerful reservoirs leads to well flowing, which in both cases also eliminates the possibility of reservoir crossflows. The elimination of overflows, in turn, eliminates fluid losses from both more powerful reservoirs and weaker reservoirs, which ensures an increase in production rate and intensification of production.

То, что в разрезы общей трубы монтируют струйные насосы, обеспечивает работающими от прохода через них мощной струи флюида от более мощных пластов струйными насосами отсос флюида, выходящего из более слабых пластов, что увеличивает дебит скважины.The fact that jet pumps are mounted in the sections of the common pipe ensures that the suction of the fluid emerging from the weaker layers works from the passage of a powerful fluid stream from more powerful reservoirs from more powerful reservoirs, which increases the flow rate of the well.

Попутное снижение в скважине уровня флюида от слабых пластов при работе струйных насосов приводит к снижению гидростатического давления на пласты, в результате чего возрастает дебит этих пластов. Рост при этом газового фактора не влияет на работу струйных насосов, не боящихся этого фактора. При этом в струйных насосах, создающих большое давление флюида, газ снова растворяется и не влияет на работу добычного насоса. Устанавливать струйный насос под нижним пакером нет необходимости, так как в этой зоне нет мощного пласта, флюид из которого мог бы привести в действие струйный насос.The associated decrease in the well fluid level from weak reservoirs during the operation of jet pumps leads to a decrease in hydrostatic pressure on the reservoirs, as a result of which the production rate of these reservoirs increases. The growth of the gas factor does not affect the operation of jet pumps that are not afraid of this factor. At the same time, in jet pumps creating a high fluid pressure, the gas dissolves again and does not affect the operation of the production pump. There is no need to install a jet pump under the lower packer, since there is no powerful reservoir in this zone, the fluid from which could activate the jet pump.

То, что объемы скважины, расположенные в зоне слабых пластов и выше всех пластов, соединяют между собой трубками, герметично проходящими через запакерованные объемы скважины в зоне более мощных пластов, обеспечивает соединение всех слабых пластов, что позволяет понижать общий уровень флюида в скважине за счет отсоса флюида струйными насосами. Как уже упоминалось, снижение уровня флюида в скважине снижает его гидростатическое давление, что увеличивает дебит скважин.The fact that the well volumes located in the zone of weak reservoirs and above all reservoirs are interconnected by tubes tightly passing through the sealed volumes of the well in the zone of more powerful reservoirs, ensures the connection of all weak reservoirs, which allows to reduce the total fluid level in the well due to suction fluid by jet pumps. As already mentioned, a decrease in the level of fluid in the well reduces its hydrostatic pressure, which increases the flow rate of the wells.

В тех случаях, когда интенсификация добычи струйными насосами обеспечивает фонтанирование скважины, исключается необходимость использовать для процесса добычи электроцентробежный добычной насос.In those cases where the intensification of production by jet pumps provides well flowing, it eliminates the need to use an electric centrifugal production pump for the production process.

Как видно, технический результат в предложенном способе достигается в полной мере: и пластовые перетоки устраняются, и слабые пласты начинают работать, и дебит пластов увеличивается, и газовый фактор на добычу не влияет, так как газ успешно отсасывается струйными насосами. Самым же эффективным является то, что для достижения технического результата не требуется никаких силовых агрегатов, поскольку поставленная задача решается за счет использования энергии более мощных пластов, которая ранее приводила к отрицательным результатам и не позволяла успешно выполнять многопластовую добычу.As you can see, the technical result in the proposed method is achieved in full: and reservoir flows are eliminated, and weak reservoirs begin to work, and the flow rate of the reservoirs increases, and the gas factor does not affect production, since the gas is successfully sucked away by jet pumps. The most effective is that to achieve a technical result, no power units are required, since the task is solved by using the energy of more powerful formations, which previously led to negative results and did not allow successful multi-layer production.

Предложенное устройство для реализации способа добычи нефти или газа показано на схеме, где изображен его продольный разрез.The proposed device for implementing the method of oil or gas production is shown in the diagram, which shows its longitudinal section.

Устройство содержит пакеры 1, которые установлены между каждым пластом скважины, образуя тем самым запакерованные объемы скважины. Сквозь все пакеры 1 вставлена общая труба 2, подключенная верхним концом к добычному насосу 3 или к транспортной системе на поверхности скважины (не показано), а нижним концом выходящая в объем скважины в зоне нижнего мощного пласта. В общей трубе 2 имеются разрезы, которые выполнены через интервалы, соответствующие уровням продуктивных пластов по глубине скважины, таким образом, чтобы после установки устройства в скважине каждый из разрезов находился в запакерованном объеме скважины. В разрезах общей трубы 2 смонтированы струйные насосы 4. Децентрированно в пакерах 1 установлены трубки 5, которые проходят герметично через объемы скважины в зонах мощных пластов и соединяют запакерованные объемы скважины в зонах слабых пластов и выше всех пластов.The device comprises packers 1, which are installed between each wellbore, thereby forming sealed wellbore volumes. Through all the packers 1, a common pipe 2 is inserted, connected with the upper end to the production pump 3 or to the transport system on the surface of the well (not shown), and the lower end extending into the volume of the well in the zone of the lower powerful formation. In the common pipe 2 there are cuts that are made at intervals corresponding to the levels of the productive formations along the depth of the well, so that after installing the device in the well, each of the cuts is in a sealed volume of the well. In the sections of the common pipe 2, jet pumps 4 are mounted. Decentrically in the packers 1, pipes 5 are installed, which pass hermetically through the well volumes in the zones of powerful formations and connect the sealed volumes of the well in areas of weak formations and above all formations.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Между всеми пластами в скважине устанавливают пакеры 1 с образованием запакерованных объемов скважины. На глубину добычи спускают добычной насос 3, к которому снизу подсоединена верхним концом общая труба 2 с вмонтированными в ее разрезы струйными насосами 4. Включают в работу добычной насос 3 и начинают процесс добычи. Насос 3 отсасывает флюид из запакерованных объемов скважины через разрезы общей трубы 2 и через ее нижний конец. Мощные пласты подают флюид в общую трубу 2 тем сильнее, чем интенсивней насос 3 понижает уровень жидкости в скважине. Поток флюида от мощных пластов, устремляясь вверх по общей трубе 2, засасывает через ее разрезы флюид от слабых пластов. При этом, чем ниже уровень жидкости в скважине, тем меньше гидростатическое давление флюида в скважине и тем больше отдача слабых пластов. При значительном понижении гидростатического давления в скважине из слабых пластов начинают выходить газы, однако на работу струйного насоса 4 это не влияет. Большое гидродинамическое давление флюида в общей трубе 2 снова растворяет газы во флюиде, в связи с чем добычной насос 3 не испытывает отрицательного влияния газов.Between all the layers in the well, packers 1 are installed with the formation of sealed well volumes. A production pump 3 is lowered to the depth of production, to which a common pipe 2 with jet pumps 4 mounted in its cuts is connected at the bottom end. The production pump 3 is turned on and the production process is started. Pump 3 draws fluid from the sealed volumes of the well through sections of the common pipe 2 and through its lower end. Powerful formations supply fluid to the common pipe 2, the stronger, the more intensively the pump 3 lowers the liquid level in the well. The flow of fluid from powerful reservoirs, rushing up the common pipe 2, draws in fluid from weak reservoirs through its sections. Moreover, the lower the liquid level in the well, the lower the hydrostatic pressure of the fluid in the well and the greater the return of weak formations. With a significant decrease in hydrostatic pressure in the borehole, gases begin to escape from weak layers, but this does not affect the operation of the jet pump 4. The high hydrodynamic pressure of the fluid in the common pipe 2 again dissolves the gases in the fluid, and therefore the production pump 3 does not experience the negative effect of gases.

Если нижний мощный пласт окажется не самым мощным, работа находящихся над ним струйных насосов 4, тем не менее, будет обеспечена благодаря тому, что струйные насосы добавляют объемы флюида, поступающего через них в трубу 2, в результате чего гидродинамическое давление флюида в струе струйного насоса всегда больше давления всасываемого в насос флюида, включая флюид в зоне более мощного пласта.If the lower powerful layer is not the most powerful, the operation of the jet pumps 4 located above it, however, will be ensured due to the fact that the jet pumps add volumes of fluid entering through the pipe 2, resulting in the hydrodynamic pressure of the fluid in the jet pump jet there is always more pressure of fluid absorbed into the pump, including fluid in the area of a more powerful formation.

Таким образом, назначение предложенной группы изобретений выполняется, а указанный технический результат обеспечивается.Thus, the purpose of the proposed group of inventions is fulfilled, and the specified technical result is ensured.

Использование предложенного изобретения позволяет широко внедрить многопластовую добычу и обеспечить качественное повышение дебита каждой скважины.Using the proposed invention allows the widespread introduction of multi-layer production and to ensure a qualitative increase in the flow rate of each well.

Claims

1. A method of oil or gas production from multilayer wells, including geological and technical measures to eliminate reservoir flows, characterized in that packers are installed between all the layers, including powerful and weak, forming sealed well volumes, and these well volumes are communicated with each other by a common pipe which is connected with the upper end to the production pump in the well or to the transport system at the wellhead, and the lower end extends into the volume of the well in the zone of the lower powerful formation, and which has cuts at the level of each th wellbore volume into the slits of the common pipe mounted jet pumps, and the volumes of weak zones in the well layers and all higher layers are interconnected tube sealingly extending through the wellbore volume into zones thick seams.

2. A device for the production of oil or gas from a multilayer well containing technical mechanisms for eliminating formation flows, characterized in that it contains packers installed between each formation and forming sealed volumes of the well, a common pipe that is connected at the upper end to the production pump in the well or to the transport system at the wellhead, and the lower end extends into the volume of the well in the zone of the lower powerful formation, and which has cuts in the zones of each volume of the well, jet pumps mounted in cuts of the common pipe, and the pipes installed in the packers decentrally, passing hermetically through the volume of the well in the zones of powerful formations and connecting the volume of the well in the zones of weak formations and above all formations.