СИСТЕМА ОБУСТРОЙСТВА МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТЯЖЕЛОЙ НЕФТИ И ПРИРОДНОГО БИТУМА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2014 года по МПК E21B43/20 F17D1/16 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности, к системам нефтепромыслового обустройства при разработке месторождений тяжелых нефтей и природных битумов.

Известна герметизированная высоконапорная система сбора и транспортирования нефти, газа и воды для больших площадей месторождения (см. учебник: Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. М.: Недра, 1979. - С.22-24), включающая эксплуатационные скважины, выкидные линии, автоматизированную групповую замерную установку «Спутник», сборный коллектор для нефти, газа и воды, дожимную насосную станцию, сборный коллектор частично дегазированной нефти, установку подготовки нефти, герметизированные попеременно работающие товарные резервуары, центробежные насосы, автоматизированную установку по измерению качества и количества товарной нефти «Рубин-2 м», автоматически открывающиеся и закрывающиеся краны, коллектор товарной нефти, товарные резервуары, магистральный нефтепровод, установку подготовки воды, водовод, кустовую насосную станцию, водовод высокого давления, нагнетательную скважину, газопровод, эжектор, газоперерабатывающий завод, контур нефтеносности.

Недостатками данной системы являются, во-первых, низкая эффективность разработки нефтяного месторождения путем закачки воды в продуктивный пласт в случае добычи тяжелой нефти и природного битума; во-вторых, отсутствие подачи деэмульгатора в продукцию скважин в системе нефтесбора; в-третьих, отсутствие подачи ингибитора коррозии в очищенную воду, направляемой в систему поддержания пластового давления (ППД).

Наиболее близкой по технической сущности является «Система подготовки и транспортирования воды для поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений, добывающие скважины которых оборудованы погружными электроцентробежными насосами (варианты)» (см. свидетельство на полезную модель RU 36436, МПК Е21В 43/20, опубл. бюл. №7 от 10.03.2004 г.), включающая установку подготовки вытесняющего агента - воды, установку предварительного сброса воды, установку подготовки нефти, дозатор ингибитора коррозии, насосы высокого давления, трубопроводы, водовод высокого давления, нагнетательные скважины.

Недостатками известной системы являются, во-первых, низкая эффективность разработки нефтяного месторождения путем закачки воды в продуктивный пласт в случае добычи тяжелой нефти и природного битума, во-вторых, отсутствие подачи деэмульгатора в продукцию скважин в системе нефтесбора.

Техническими задачами изобретения являются: повышение эффективности разработки месторождения тяжелой нефти и природного битума за счет закачки пара, вырабатываемого из попутно добываемой воды, в пласт; частичное разрушение эмульсии в системе нефтесбора за счет ранней подачи деэмульгатора в продукцию скважин; выработка водяного пара из попутно добываемой воды за счет ее глубокой очистки от вредных примесей (нефти, сероводорода, кислорода, солей жесткости).

Технические задачи решаются системой обустройства месторождения тяжелой нефти и природного битума, включающей источник пресной воды с трубопроводом пресной воды, добывающие скважины, соединенные через трубопровод продукции скважин с установкой подготовки нефти, оснащенной трубопроводом товарной нефти и трубопроводом попутно добываемой воды, сообщенным с очистными сооружениями, которые через трубопровод очищенной воды, кустовую насосную станцию и водовод, оснащенный блоком дозирования ингибитора коррозии, сообщены с нагнетательными скважинами.

Новым является то, что трубопровод продукции скважин оснащен блоком дозирования деэмульгатора, очистные сооружения снабжены трубопроводом уловленной нефти для ее возврата на установку подготовки нефти, оснащенную дополнительно системой нагрева продукции с трубопроводом топливного газа и трубопроводом попутного нефтяного газа, и вторым трубопроводом очищенной воды, соединенным с блоком водоподготовки для подачи попутно добываемой воды на глубокую очистку, при объемах добычи нефти более 10% от проектного максимального объема добычи нефти с отключением трубопровода очищенной воды, причем блок водоподготовки соединен с трубопроводом пресной воды для ее глубокой очистки с целью обеспечения парогенератора необходимым объемом воды, а также с кустовой насосной станцией через трубопровод рассола и через трубопровод глубокоочищенной воды с парогенератором, который для нагрева воды соединен с трубопроводом топливного газа, а через паропровод сообщен с паронагнетательными скважинами.

Технические задачи также решаются системой обустройства месторождения тяжелой нефти и природного битума, включающей источник пресной воды с трубопроводом пресной воды, добывающие скважины, соединенные через трубопровод продукции скважин и дожимную насосную станцию с установкой подготовки нефти, оснащенной трубопроводом товарной нефти и трубопроводом попутно добываемой воды, сообщенным с очистными сооружениями, которые через трубопровод очищенной воды, кустовую насосную станцию и водовод, оснащенный блоком дозирования ингибитора коррозии, сообщены с нагнетательными скважинами.

Новым является то, что трубопровод продукции скважин оснащен блоком дозирования деэмульгатора, очистные сооружения снабжены трубопроводом уловленной нефти для ее возврата на установку подготовки нефти, оснащенной дополнительно системой нагрева продукции с трубопроводом топливного газа и трубопроводом попутного нефтяного газа, и вторым трубопроводом очищенной воды, соединенным с блоком водоподготовки для подачи попутно добываемой воды на глубокую очистку при объемах добычи нефти более 10% от проектного максимального объема добычи нефти, с отключением трубопровода очищенной воды, причем блок водоподготовки соединен с трубопроводом пресной воды для ее глубокой очистки с целью обеспечения парогенератора необходимым объемом воды, а также с кустовой насосной станцией через трубопровод рассола и через трубопровод глубокоочищенной воды с парогенератором, который для нагрева воды соединен с трубопроводом топливного газа, а через паропровод сообщен с паронагнетательными скважинами.

Новым является также то, что трубопровод продукции скважин после блока дозирования деэмульгатора снабжен групповой замерной установкой.

Новым является также то, что нагнетательные скважины сообщены трубопроводом затрубного газа с трубопроводом топливного газа.

На чертеже представлена схема, иллюстрирующая систему обустройства месторождения тяжелой нефти и природного битума.

Система состоит из добывающих скважин 1 (на схеме показаны условно), соединенных через трубопровод 2 продукции скважин с установкой 3 подготовки нефти, которая связана с трубопроводом 4 товарной нефти (тяжелой нефти и природного битума) и трубопроводом 5 попутно добываемой воды, сообщающий установку 3 подготовки нефти с очистными сооружениями 6, кустовую насосную станцию 7, соединенную через трубопровод 8 очищенной воды с очистными сооружениями 6 и через водовод 9 с нагнетательными скважинами 10 (на схеме показаны условно), при этом водовод 9 оснащен блоком 11 дозирования ингибитора коррозии. Трубопровод 2 продукции скважин оснащен блоком 12 дозирования деэмульгатора, очистные сооружения 6 сообщены через трубопровод 13 уловленной нефти с установкой 3 подготовки нефти и через второй трубопровод 14 очищенной воды с блоком 15 водоподготовки, который соединен через трубопровод 16 пресной воды с источником пресной воды 17 и через трубопровод 18 рассола с кустовой насосной станцией 7, а парогенератор 19 связан через трубопровод 20 глубокоочищенной воды с блоком 15 водоподготовки и через паропровод 21 с паронагнетательными скважинами 22 (на схеме показаны условно). Установка 3 подготовки нефти оснащена трубопроводом 23 попутного нефтяного газа, а трубопровод 24 топливного газа сообщен по одной линии с установкой 3 подготовки нефти, а по другой линии - с парогенератором 19. На трубопроводе 2 продукции скважин между добывающими скважинами 1 и установкой 3 подготовки нефти может быть установлена дожимная насосная станция 25. Добывающие скважины 1 также могут быть связаны с трубопроводом 24 топливного газа через трубопровод 26 затрубного газа, а после добывающих скважин 1 на трубопроводе 2 продукции скважин также может быть установлена групповая замерная установка 27.

Система работает следующим образом.

Продукция I добывающих скважин 1 по трубопроводу 2 продукции скважин поступает на установку 3 подготовки нефти, где осуществляется подготовка нефти (тяжелой нефти и природного битума) до товарной кондиции. В районе добывающих скважин 1 в продукцию скважин I осуществляется подача деэмульгатора II, для чего трубопровод 2 продукции скважин оснащен блоком 12 дозирования деэмульгатора. Подготовленная на установке 3 подготовки нефти товарная нефть (тяжелая нефть и природный битум) III отводится по трубопроводу 4 товарной нефти (тяжелой нефти и природного битума) потребителю. Попутно добываемая вода IV, отделившаяся на установке 3 подготовки нефти, по трубопроводу 5 попутно добываемой воды поступает на очистные сооружения 6, где за счет отстаивания осуществляется ее очистка от основного количества нефти и механических примесей. Уловленная нефть V с очистных сооружений 6 по трубопроводу 13 уловленной нефти возвращается на установку 3 подготовки нефти. На первоначальном этапе разработки месторождения тяжелой нефти и природного битума, а именно при объемах добычи не более 10% от проектного максимального объема добычи нефти вследствие недостаточного объема попутно добываемой воды IV для обеспечения ею парогенератора 19 и высоких капитальных затрат на глубокую очистку попутно добываемой воды IV на блоке 15 водоподготовки, целесообразно очищенную воду VI по трубопроводу 8 очищенной воды направлять на кустовую насосную станцию 7 и далее по водоводу 9 закачивать в нагнетательные скважины 10 системы ППД близлежащих месторождений обычной нефти, а для выработки водяного пара IX целесообразно использовать пресную воду Х из поверхностных источников. Для этого пресная вода Х по трубопроводу 16 пресной воды из источника 17 пресной воды направляется на блок 15 водоподготовки, где осуществляется ее глубокая очистка, после чего глубокоочищенная вода XI по трубопроводу 20 глубокоочищенной воды поступает в парогенератор 19, а рассол XII направляется по трубопроводу 18 рассола на кустовую насосную станцию 7 и далее утилизируется в системе ППД близлежащих месторождений обычной нефти. После кустовой насосной станции 7 в сточную воду VII осуществляется подача ингибитора коррозии VIII, для чего водовод 9 оснащен блоком 11 дозирования ингибитора коррозии. Выработанный в парогенераторе 19 водяной пар IX по паропроводу 21 направляется в паронагнетательные скважины 22 для закачки в продуктивный пласт месторождения тяжелой нефти и природного битума. При объемах добычи нефти (тяжелой нефти и природного битума) более 10% от проектного максимального объема добычи нефти будут образовываться значительные объемы попутно добываемой воды IV, поэтому в дальнейшем целесообразно ее использовать для выработки водяного пара IX, закачиваемого в продуктивный пласт. Для этого очищенная вода VI после очистных сооружений 6 по второму трубопроводу 14 очищенной воды сначала направляется па блок 15 водоподготовки, а затем глубокоочищенная вода XI по трубопроводу 20 глубокоочищенной воды поступает в парогенератор 19, при этом трубопровод 8 очищенной воды отключен и очищенная вода VI не поступает на кустовую насосную станцию 7. При необходимости для обеспечения парогенератора 19 необходимым объемом воды на блок 15 водоподготовки по трубопроводу 16 пресной воды из источника 17 пресной воды поступает пресная вода X. Отделившийся на установке 3 подготовки нефти попутный нефтяной газ XIII по трубопроводу 23 попутного нефтяного газа отводится на факел (на схеме не указан). Нагрев продукции I скважин на установке 3 подготовки нефти и выработка водяного пара IX в парогенераторе 19 производится за счет сжигания топливного газа XTV, подводимого к системе по трубопроводу 24 топливного газа. При этом в смеси с ним может сжигаться и затрубный газ XV, поступающий в трубопровод 24 топливного газа из затрубного пространства добывающих скважин 1 по трубопроводу 26 затрубного газа. Смешение затрубного газа XV с топливным газом XIV осуществляется после газораспределительного пункта (на схеме не указан). При отсутствии на добывающих скважинах 1 индивидуальных приборов учета для замера количества добытой продукции I на трубопроводе 2 продукции скважин может быть также установлена групповая замерная установка 27. В случае протяженного расстояния от добывающих скважин 1 до установки 3 подготовки нефти, с целью снижения давления на устьях добывающих скважин 1, на трубопроводе 2 продукции скважин может быть также установлена дожимная насосная станция 25.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить эффективность разработки месторождения тяжелой нефти и природного битума за счет закачки пара, вырабатываемого из попутно добываемой воды, в пласт; добиться частичного разрушения эмульсии в системе нефтесбора за счет ранней подачи деэмульгатора в продукцию скважин; вырабатывать водяной пар из попутно добываемой воды за счет ее глубокой очистки от вредных примесей (нефти, сероводорода, кислорода, солей жесткости).

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, в частности к системам нефтепромыслового обустройства при разработке месторождений тяжелых нефтей и природных битумов. Обеспечивает повышение надежности работы систем обустройства за счет закачки пара, вырабатываемого из попутно добываемой воды, в пласт; частичного разрушения эмульсии в системе нефтесбора за счет ранней подачи деэмульгатора в продукцию скважин; выработки водяного пара из попутно добываемой воды за счет ее глубокой очистки от вредных примесей - нефти, сероводорода, кислорода, солей жесткости. Сущность изобретений: по 1 варианту система включает источник пресной воды с трубопроводом пресной воды, добывающие скважины, соединенные через трубопровод продукции скважин с установкой подготовки нефти, оснащенной трубопроводом товарной нефти и трубопроводом попутно добываемой воды, сообщенным с очистными сооружениями, которые через трубопровод очищенной воды, кустовую насосную станцию и водовод, оснащенный блоком дозирования ингибитора коррозии, сообщены с нагнетательными скважинами. Трубопровод продукции скважин оснащен блоком дозирования деэмульгатора, очистные сооружения снабжены трубопроводом уловленной нефти для ее возврата на установку подготовки нефти, оснащенную дополнительно системой нагрева продукции с трубопроводом топливного газа и трубопроводом попутного нефтяного газа, и вторым трубопроводом очищенной воды, соединенным с блоком водоподготовки для подачи попутно добываемой воды на глубокую очистку, при объемах добычи нефти более 10% от проектного максимального объема добычи нефти с отключением трубопровода очищенной воды. Причем блок водоподготовки соединен с трубопроводом пресной воды для ее глубокой очистки для обеспечения парогенератора необходимым объемом воды, а также с кустовой насосной станцией через трубопровод рассола и через трубопровод глубокоочищенной воды с парогенератором, который для нагрева воды соединен с трубопроводом топливного газа, а через паропровод сообщен с паронагнетательными скважинами. По 2 варианту добывающие скважины соединены через трубопровод продукции скважин и дожимную насосную станцию с установкой подготовки нефти. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система обустройства месторождения тяжелой нефти и природного битума, включающая источник пресной воды с трубопроводом пресной воды, добывающие скважины, соединенные через трубопровод продукции скважин с установкой подготовки нефти, оснащенной трубопроводом товарной нефти и трубопроводом попутно добываемой воды, сообщенным с очистными сооружениями, которые через трубопровод очищенной воды, кустовую насосную станцию и водовод, оснащенный блоком дозирования ингибитора коррозии, сообщены с нагнетательными скважинами, отличающаяся тем, что трубопровод продукции скважин оснащен блоком дозирования деэмульгатора, очистные сооружения снабжены трубопроводом уловленной нефти для ее возврата на установку подготовки нефти, оснащенную дополнительно системой нагрева продукции с трубопроводом топливного газа и трубопроводом попутного нефтяного газа, и вторым трубопроводом очищенной воды, соединенным с блоком водоподготовки для подачи попутно добываемой воды на глубокую очистку, при объемах добычи нефти более 10% от проектного максимального объема добычи нефти с отключением трубопровода очищенной воды, причем блок водоподготовки соединен с трубопроводом пресной воды для ее глубокой очистки с целью обеспечения парогенератора необходимым объемом воды, а также с кустовой насосной станцией через трубопровод рассола и через трубопровод глубокоочищенной воды с парогенератором, который для нагрева воды соединен с трубопроводом топливного газа, а через паропровод сообщен с паронагнетательными скважинами.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод продукции скважин после блока дозирования деэмульгатора снабжен групповой замерной установкой.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что нагнетательные скважины сообщены трубопроводом затрубного газа с трубопроводом топливного газа.

4. Система обустройства месторождения тяжелой нефти и природного битума, включающая источник пресной воды с трубопроводом пресной воды, добывающие скважины, соединенные через трубопровод продукции скважин и дожимную насосную станцию с установкой подготовки нефти, оснащенной трубопроводом товарной нефти и трубопроводом попутно добываемой воды, сообщенным с очистными сооружениями, которые через трубопровод очищенной воды, кустовую насосную станцию и водовод, оснащенный блоком дозирования ингибитора коррозии, сообщены с нагнетательными скважинами, отличающаяся тем, что трубопровод продукции скважин оснащен блоком дозирования деэмульгатора, очистные сооружения снабжены трубопроводом уловленной нефти для ее возврата на установку подготовки нефти, оснащенную дополнительно системой нагрева продукции с трубопроводом топливного газа и трубопроводом попутного нефтяного газа, и вторым трубопроводом очищенной воды, соединенным с блоком водоподготовки для подачи попутно добываемой воды на глубокую очистку, при объемах добычи нефти более 10% от проектного максимального объема добычи нефти с отключением трубопровода очищенной воды, причем блок водоподготовки соединен с трубопроводом пресной воды для ее глубокой очистки с целью обеспечения парогенератора необходимым объемом воды, а также с кустовой насосной станцией через трубопровод рассола и через трубопровод глубокоочищенной воды с парогенератором, который для нагрева воды соединен с трубопроводом топливного газа, а через паропровод сообщен с паронагнетательными скважинами.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что трубопровод продукции скважин после блока дозирования деэмульгатора снабжен групповой замерной установкой.

6. Система по п.4 или 5, отличающаяся тем, что нагнетательные скважины сообщены трубопроводом затрубного газа с трубопроводом топливного газа.