Патент на изобретение №2349739

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЗАКАЧКИ ВОДЫ В ДВА ПЛАСТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для поддержания пластового давления нефтяных месторождений. Обеспечивает упрощение конструкции, защиту эксплуатационной колонны, в том числе при высоких давлениях закачки в верхний пласт, возможность исследования пластов и уменьшения металлоемкости установки. Установка включает двухканальную устьевую арматуру, пакер, установленный между верхним и нижним пластами, основную колонну лифтовых труб, сообщенную с нижним пластом, и дополнительную колонну лифтовых труб. Согласно изобретению при давлении закачки воды в верхний пласт, превышающем величину допустимого давления для эксплуатационной колонны, выше верхнего пласта установлен дополнительный пакер. Дополнительная колонна лифтовых труб размещена в скважине параллельно основной колонне лифтовых труб и соединена с ней двухканальным якорем, с которым дополнительная колонна лифтовых труб связана подвижным уплотняемым соединением. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для поддержания пластового давления нефтяных месторождений.

Известна установка для одновременно-раздельной закачки воды в два пласта (см. Р.А.Максутов и др. Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений. М., Недра, 1974 г., стр.168), содержащая одну лифтовую колонну и пакер, разделяющий пласты. Закачку воды в верхний пласт в ней осуществляют по межтрубному пространству, что является ее основным недостатком, т.к. это ведет к интенсивной коррозии эксплуатационной колонны и запрещено правилами Ростехнадзора.

Наиболее близка к предлагаемой установка, содержащая пакер, разделяющий пласты, две концентричные колонны лифтовых труб и двухканальную устьевую арматуру (см. Р.А.Максутов и др. Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений. М., Недра, 1974 г., стр.170). Ее основными недостатками являются сложность оборудования, отсутствие возможности спуска приборов для исследования пластов, отсутствие защиты эксплуатационной колонны при высоких давлениях закачки в верхний пласт.

Техническими задачами, решаемыми предлагаемой установкой, являются упрощение конструкции, защита эксплуатационной колонны, в том числе при высоких давлениях закачки в верхний пласт, обеспечение возможности исследования пластов, уменьшение металлоемкости установки.

Указанная задача решается установкой для одновременно-раздельной закачки воды в два пласта через одну скважину, включающей двухканальную устьевую арматуру, пакер, установленный между верхним и нижним пластами, основную колонну лифтовых труб, сообщенную с нижним пластом, и дополнительную колонну лифтовых труб.

Новым является то, что при давлении закачки воды в верхний пласт, превышающем величину допустимого давления для эксплуатационной колонны выше верхнего пласта, установлен дополнительный пакер, а дополнительная колонна лифтовых труб размещена в скважине параллельно основной колонне лифтовых труб и соединена с ней двухканальным якорем, с которым дополнительная колонна лифтовых труб связана подвижным уплотняемым соединением.

Новым является также то, основной пакер выполнен с фиксацией к эксплуатационной колонне, а дополнительный – самоуплотняющимся снизу вверх.

Новым является также то, основной пакер выполнен с фиксацией к эксплуатационной колонне труб, а дополнительный – работающим от упора в него под весом колонн лифтовых труб.

Новым является также то, что оба пакера жестко соединены с эксплуатационной колонной и оснащены калиброванными продольными каналами, а двухканальный якорь и нижний конец дополнительной лифтовой колонны труб – с возможностью подвижного уплотняемого соединения с соответствующими каналами пакеров.

Сущность изобретения заключается в том, что использование двух параллельных лифтовых колонн позволяет доставить нагнетаемую воду непосредственно к пласту, не подвергая ее коррозионному действию стенки эксплуатационной колонны, а наличие в них свободных каналов позволяет спустить к пласту геофизические приборы для их исследований. Для того чтобы спустить и загерметизировать на устье две параллельные лифтовых колонны, двухканальная устьевая арматура выполнена с двумя параллельными стволами. Применение дополнительного пакера позволит защитить эксплуатационную колонну от действия высоких давлений закачки.

На фиг.1 показана схема установки с параллельными лифтовыми колоннами без пакера.

На фиг.2 показана схема установки с самоуплотняющимся дополнительным пакером.

На фиг.3 показана схема установки с упорным дополнительным пакером.

На фиг.4 показана схема установки, в которой оба пакера жестко соединены с эксплуатационной колонной и снабжены подвижным уплотняемым соединением с лифтовой трубой и двухканальным якорем.

Установка (см. фиг.1) содержит эксплуатационную колонну 1 с двухствольной устьевой арматурой 2, в которую на основной лифтовой колонне 3 спущен основной пакер 4, разделяющий верхний 5 и нижний 6 пласты. Дополнительная лифтовая колонна 7 спущена параллельно основной 3 и соединена с ней посредством якорем 8, который соединен с основной лифтовой колонной 3 резьбой, а с дополнительной 7, например, «J» соединением или резьбой.

Дополнительная колонна лифтовых труб 7 (см. фиг.2) связана с двухканальным якорем 8 подвижным уплотняемым соединением 9 при использовании дополнительного пакера 10. При этом якорь 8 жестко соединен с дополнительным пакером 10, оснащенным самоуплотняющейся манжетой 11.

Дополнительный пакер 10 (см. фиг.3) может быть выполнен работающим от разгрузки на основной пакер 4. Дополнительный пакер 10 содержит манжету 12, установленную снизу на двухканальном якоре 9, с упором 13, поджимающим ее снизу и жестко связанным с основным пакером 4, и уплотняемым полым штоком 14, сообщенным с нижним пластом 6 и основной колонной лифтовых труб 3.

Основной 10 (см. фиг.4) и дополнительный 4 пакеры могут быть предварительно установленными в эксплуатационной колонне 1 с уплотняемыми подвижными соединениями 15 и 16 в виде продольных каналов соответственно для основной лифтовой колонны 3 через полый шток 14 и двухканального якоря 9. На конце полого штока 14 основной лифтовой колонны 3 установлен ниппель 17.

Работает установка следующим образом.

Для защиты эксплуатационной колонны 1 (см. фиг.1) от давления закачки в верхний пласт, превышающего величину допустимого для эксплуатационной колонны 1, применяют схемы с дополнительным пакером 10 (см. фиг.2, 3 и 4), которые работают следующим образом.

В эксплуатационную колонну скважины спускают основную колонну лифтовых труб 3 (см. фиг.2) с основным пакером 4, дополнительным пакером 10 и двухканальным якорем 8 и сажают пакер 4 между верхним 5 и нижним 6 пластами. Расстояние между пакерами 4 и 10 выбирают таким, чтобы дополнительный пакер 10 оказался выше верхнего пласта 5. Затем через двухствольную устьевую арматуру 2 (см. фиг.1) спускают дополнительную лифтовую колонну 7 (см. фиг.2) и соединяют ее с двухканальным якорем 9 посредством «J» соединения или резьбы.

После этого завершают монтаж устьевой арматуры 2 (см. фиг.1) и подводящих линий и начинают закачку жидкости в пласты по своей колонне лифтовых труб 3 (см. фиг.2) и 7 с оптимальными для них давлениями.

Самоуплотняющаяся манжета 11 предотвращает при этом действие высокого давления закачки в верхний пласт 5 на эксплуатационную колонну 1. Самоуплотняющаяся манжета 11 может быть защищена на время спуска кожухом (на фиг.2 не показан), который снимают закачкой жидкости или какими-то другими манипуляциями.

При использовании упорного дополнительного пакера 10 (см. фиг.3) в эксплуатационную колонну 1 скважины спускают основную лифтовую колонну 3 с основным 4, дополнительным 13 пакерами и двухканальным якорем 9 и сажают пакер 4 между верхним 5 и нижним 6 пластами. После этого разгружают вес основной колонны 3 на основной пакер 4, упор 13 сжимает манжету 12, которая увеличивается в диаметре и прижимается к стенкам эксплуатационной колонны 1. Затем через двухствольную устьевую арматуру 2 (см. фиг.1) спускают дополнительную лифтовую колонну 7 (см. фиг.3), соединяют ее с двухканальным якорем 9 посредством уплотняемого подвижного соединения 9 и разгружают вес дополнительной лифтовой колонны 7 на двухканальный якорь 8, который передает его также на манжету 12.

После этого завершают монтаж устьевой арматуры 2 (см. фиг.1) и подводящих линий и начинают закачку жидкости в пласты по своей колонне лифтовых труб 3 (см. фиг.3) и 7 с оптимальными для них давлениями. Плотно прижатая к стенкам эксплуатационной колонны 1 манжета 12 обеспечивает отделение эксплуатационной колонны 1 от области высокого давления закачки в верхний пласт 6.

При использовании предварительно устанавливаемых пакеров 4 и 10 (см. фиг.4) в эксплуатационной колонне 1 скважины последовательно устанавливают сначала основной пакер 4 с уплотняемым подвижным соединением 15, а затем – дополнительный пакер 10 также с уплотняемым соединением 16.

После этого спускают основную колонну лифтовых труб 3 с двухканальным якорем 9, выполненным с возможностью подвижного уплотняемого соединения 16 с дополнительным пакером 9, и ниппеля 17 полого штока 14 для взаимодействия с подвижным уплотняемым соединением 15 основного пакера 4. Подвижные соединения могут быть выполнены в виде взаимодействующих продольных каналов 15 и 16 и соответствующих ниппелей 17 и 18 (расположен внизу двухканального якоря 9), причем уплотнения могут быть размещены или на ниппеле 17 и 18 или в канале 15 и 16 в зависимости от удобства размещения.

После вхождения ниппелей 17 и 18 в соответствующие каналы 15 и 16 спускают дополнительную колонну 7 до ее герметичного соединения с якорем 8.

Затем завершают монтаж устьевой арматуры 2 (см. фиг.1) и подводящих линий и начинают закачку жидкости в каждый пласт по своей колонне лифтовых труб 3 (см. фиг.4) и 7 с оптимальным давлением. Подводящая линия может быть одна, а необходимые давления обеспечиваться штуцированием воды на устье скважины.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет простыми конструкциями защитить эксплуатационную колонну от коррозионного действия и высокого давления при одновременно-раздельной закачке в два пласта.

Кроме того, две параллельные колонны имеют меньшую массу, чем концентричные.

Формула изобретения

1. Установка для одновременно-раздельной закачки воды в два пласта через одну скважину, включающая двухканальную устьевую арматуру, пакер, установленный между верхним и нижним пластами, основную колонну лифтовых труб, сообщенную с нижним пластом, и дополнительную колонну лифтовых труб, отличающаяся тем, что при давлении закачки воды в верхний пласт, превышающем величину допустимого давления для эксплуатационной колонны, выше верхнего пласта установлен дополнительный пакер, а дополнительная колонна лифтовых труб размещена в скважине параллельно основной колонне лифтовых труб и соединена с ней двухканальным якорем, с которым дополнительная колонна лифтовых труб связана подвижным уплотняемым соединением.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что оба пакера жестко соединены с основной колонной лифтовых труб, основной пакер выполнен с фиксацией к эксплуатационной колонне, а дополнительный – самоуплотняющимся снизу вверх.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что оба пакера жестко соединены с основной колонной лифтовых труб, основной пакер выполнен с фиксацией к эксплуатационной колонне, а дополнительный – работающим от упора в него под весом колонн лифтовых труб.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что оба пакера жестко соединены с эксплуатационной колонной и оснащены калиброванными продольными каналами, а двухканальный якорь и нижний конец дополнительной лифтовой колонны труб – с возможностью подвижного уплотняемого соединения с соответствующими каналами пакеров.

РИСУНКИ