Устройство для предотвращения формирования жидкостных пробок в системе сбора газа или в непрямолинейной газовой скважине

Abstract

Актуальность. Практически все газовые месторождения как в России, так и в мире разрабатываются в условиях водонапорного режима, а значит рано или поздно оператор месторождения сталкивается с проблемой обводнения скважин и накопления жидкости на их забое. Предлагаемые на данном этапе развития науки и техники способы борьбы и используемые для этого полезные модели и изобретения хоть и показывают свою эффективность по выносу капельной жидкости из ствола добывающей скважины, но не способствуют дальнейшему продвижению вынесенного флюида по системе сбора и подготовки продукции. Из-за этого возникает ряд проблем, например, формирование местных сопротивлений в виде ледяных или гидратных пробок, причиной возникновения которых является вынесенная из ствола скважины жидкость. Цель. Разработка универсального устройства, которое может быть использовано как в системе сбора и подготовки продукции, так и внутри добывающих скважин, способное инжектировать попутно добываемую воду в поток газа с целью предотвращения образования «застойных зон» жидкости. Методы. Оценка и анализ существующих устройств для предотвращения формирования жидкостных пробок в системе сбора газа с выявлением их основных недостатков, а также математическое моделирование предлагаемой модели, в которой эти недостатки устранены. Результаты и выводы. Дана краткая характеристика исследуемой проблемы; изучены и рассмотрены основные способы предотвращения формирования жидкостных пробок, применяемые на газовых месторождениях как в России, так и в других странах; предложена конструкция универсального устройства, которое лишено основных выделенных недостатков устройств-аналогов, а также произведен его упрощенный математический расчет

Relevance. Almost all gas fields, both in Russia and in the world, are developed under water-pressure conditions, which means that sooner or later the field operator is faced with the problem of well watering and liquid accumulation at their bottom. The control methods proposed at this stage of development of science and technology and the useful models and inventions applied for this, although they show their effectiveness in removing droplet liquid from the production wellbore, do not contribute to the further advancement of the removed fluid through the system for collecting and preparing products. Because of this fact, a number of problems arise, for example, the formation of local resistance in the form of ice or hydrate plugs, the cause of which is the fluid removed from the wellbore. Aim. Development of a universal device that can be used both in the production collection and preparation system and inside production wells, capable of injecting produced water into the gas flow in order to prevent the formation of "stagnant zones" of liquid. Objects. Flooded gas wells, the gas pressure in which is not enough to remove droplet liquid from the wellbore or transport this liquid to the place of product preparation. Methods. Assessment and analysis of existing devices to prevent the formation of liquid plugs in a gas collection system, identifying their main shortcomings, as well as mathematical modeling of the proposed model, in which these shortcomings are eliminated. Results and conclusions. The paper introduces a brief description of the problem under study and studies and discusses the main methods of preventing the formation of liquid plugs, used in gas fields both in Russia and in other countries. The authors have proposed the design of a universal device, which is devoid of the main identified disadvantages of analogue devices, and carried out its simplified mathematical calculation