СПОСОБ КУСТОВОГО СБРОСА И УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНО ДОБЫВАЕМОЙ ВОДЫ Российский патент 2015 года по МПК E21B43/20 E21B43/38 

Заявляемое изобретение относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к способам кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды на нефтяных месторождениях поздней стадии разработки, и может найти применение в герметизированных системах добычи и сбора продукции нефтяных скважин.

Известен способ кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды, включающий подачу продукции одной или более добывающих скважин в скважину для предварительного сброса воды, замер количества сырой нефти и газа, а также обводненности сырой нефти, плотностей нефти и воды, поступающих в скважину для предварительного сброса воды, деление в ней продукции на частично обезвоженную нефть, газ и воду, направление частично обезвоженной нефти и газа в сборный коллектор, подачу сброшенной воды в нагнетательную скважину или водовод, описанный в работе устройства по патенту на полезную модель №96176, МПК Е21В 43/38, Опубл. 20.07.2010.

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность, обусловленная тем, что слабо контролируется качество подаваемой в нагнетательную скважину или водовод воды, а ее количество постоянно.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению и выбранным в качестве прототипа является способ кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды, включающий замер приемистости нагнетательной скважины, подачу продукции одной или более добывающих скважин в скважину для предварительного сброса воды, замер плотностей количества сырой нефти и газа, а также обводненности сырой нефти, плотностей нефти и воды, поступающих в скважину для предварительного сброса воды, деление в ней продукции на частично обезвоженную нефть, газ и воду, направление частично обезвоженной нефти и газа в сборный коллектор, подачу сброшенной воды в нагнетательную скважину, в котором давление закачиваемой в нагнетательную скважину воды может меняться /патент на полезную модель №102056, МПК Е21В 43/20; Опубл. 10.02.2011/.

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность, обусловленная тем, что слабо контролируется качество подаваемой в нагнетательную скважину воды, а ее количество постоянно.

Целью заявляемого изобретения является повышение эффективности.

Указанная цель достигается тем, что в заявляемом способе кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды, включающем замер приемистости нагнетательной скважины, подачу продукции одной или более добывающих скважин в скважину для предварительного сброса воды, замер количества сырой нефти и газа, а также обводненности сырой нефти, плотностей нефти и воды, поступающих в скважину для предварительного сброса воды, деление в ней продукции на частично обезвоженную нефть, газ и воду, направление частично обезвоженной нефти и газа в сборный коллектор, подачу сброшенной воды в нагнетательную скважину, согласно изобретению определяют совместимость сброшенной воды с водой пласта, в который производится закачка из нагнетательной скважины, при совместимости вод нагнетательную скважину оснащают устройством для создания давления воды, достаточного для закачки воды в пласт, выполненным с возможностью изменения подачи и установленным на минимальную подачу, определяют соответствие качества сброшенной воды геологическим условиям пласта, при неудовлетворительном качестве сброшенной воды она направляется в сборный коллектор, при удовлетворительном качестве сброшенной воды ее направляют в нагнетательную скважину, замеряют количество поступающей с нагнетательную скважину сброшенной воды, затем с выбранным постоянным или переменным шагом производят увеличение подачи устройства для создания давления воды, причем это увеличение производят до тех пор, пока качество сброшенной воды удовлетворяет геологическим условиям пласта. Кроме того, в случаях периодического отключения и/или включения нефтяных скважин куста может создаваться давление сброшенной воды на выходе из скважины для предварительного сброса воды выше, чем в сборном коллекторе. Кроме того, в случаях большого содержания газа в сырой нефти или возможности попадания газовых пробок может осуществляться дегазация сбрасываемой воды, например, путем колебаний.

В качестве устройства для создания давления воды, достаточного для закачки в пласт, могут быть использованы насос-«перевертыш», или горизонтальная насосная установка, или шурф с подвешенной в нем установкой электрического центробежного насоса.

В качестве устройства для создания давления воды, выполненного с возможностью изменения подачи, может применяться или частотно-регулируемый привод, или замена насоса на насос с другой подачей, или отвод части поступающей жидкости в сборный коллектор.

Определение совместимости сброшенной воды с водой пласта, в который производится закачка из нагнетательной скважины, позволяет исключить закачку в пласт несовместимой с ним воды и избежать его засорения, что позволяет повысить эффективность.

Оснащение при совместимости вод нагнетательной скважины устройством для создания давления воды, достаточного для закачки воды в пласт, например электроцентробежным насосом-«перевертышем», позволяет осуществить закачку воды в пласт без использования системы поддержания пластового давления, чем обеспечивается повышение эффективности.

Выполнение устройства для создания давления воды с возможностью изменения подачи, например частотно-регулируемым приводом для электроцентробежного насоса-«перевертыша», позволяет изменять количество закачиваемой в пласт воды, что обеспечивает повышение эффективности.

Определение соответствия качества сброшенной воды геологическим условиям пласта позволяет избежать закачку в пласт некачественной воды, что обеспечивает повышение эффективности.

Установка минимальной подачи устройства для создания давления воды позволяет провести исследования во всем диапазоне подачи, что обеспечивает повышение эффективности.

Направление при неудовлетворительном качестве сброшенной воды в сборный коллектор позволяет избежать загрязнения пласта, что обеспечивает повышение эффективности.

Направление при удовлетворительном качестве сброшенной воды в нагнетательную скважину позволяет осуществлять закачку качественной воды, что обеспечивает повышение эффективности.

Замер количества поступающей с нагнетательную скважину сброшенной воды позволяет осуществить мероприятия по рациональному недропользованию, что обеспечивает повышение эффективности.

Выбор постоянного или переменного шага увеличения подачи позволяет повысить информативность закачки, что обеспечивает повышение эффективности.

Увеличение подачи устройства для создания давления воды на выбранный шаг позволяет уменьшить энергозатраты, что обеспечивает повышение эффективности.

Выполнение увеличения подачи устройства для создания давления воды до тех пор, пока качество сброшенной воды удовлетворяет геологическим условиям пласта, позволяет уменьшить энергозатраты и увеличить количество закачиваемой воды, что обеспечивает повышение эффективности.

Создание давления сброшенной воды на выходе из скважины для предварительного сброса воды выше, чем в сборном коллекторе, позволяет в некоторых случаях снизить возможность возникновения аварийных ситуаций, что обеспечивает повышение эффективности.

Осуществление дегазации сбрасываемой воды, например, путем колебаний элементов скважинной установки сброса воды (для создания волн) для выделения растворенного газа из воды позволяет улучшить качество воды, что обеспечивает повышение эффективности.

Заявляемый способ кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды осуществляется следующей последовательностью операций;

1) замер приемистости нагнетательной скважины;

2) определение совместимости сброшенной воды с водой пласта, в который производится закачка из нагнетательной скважины;

3) при совместимости вод оснащение нагнетательной скважины устройством для создания давления воды, достаточного для закачки воды в пласт, например электроцентробежным насосом-«перевертышем»;

4) выполнение устройства для создания давления воды с возможностью изменения подачи, например частотно-регулируемого привода для электроцентробежного насоса-«перевертыша»;

5) установка минимальной подачи на устройство для создания давления воды, которое до начала поступления на него воды работает в «холостом» режиме;

6) подача продукции одной или более добывающих скважин в скважину для предварительного сброса воды;

7) замер плотностей количества сырой нефти и газа, а также обводненности сырой нефти, плотностей нефти и воды, поступающих в скважину для предварительного сброса воды;

8) деление в скважине для предварительного сброса воды поступающей продукции на частично обезвоженную нефть, газ и воду;

9) направление из скважины для предварительного сброса воды частично обезвоженной нефти и газа в сборный коллектор;

10) определение соответствия качества сброшенной воды на выходе из скважины для предварительного сброса воды геологическим условиям пласта, в который планируется закачка;

11) подача при неудовлетворительном качестве сброшенной воды на выходе из скважины для предварительного сброса сброшенной воды в сборный коллектор;

12) подача при удовлетворительном качестве сброшенной воды на выходе из скважины для предварительного сброса воды в нагнетательную скважину;

13) замер количества поступающей с нагнетательную скважину сброшенной воды;

14) работа на данном режиме в течение определенного периода времени, например недели, при периодическом, например 2 раза в сутки, контроле качества сброшенной воды;

15) выбор постоянного или переменного шага увеличения подачи устройства для создания давления воды;

16) увеличение подачи устройства для создания давления воды на выбранный шаг;

17) повторение операций 6)…14);

18) повторение операций 16) и 17) до тех пор, пока качество сброшенной воды удовлетворяет геологическим условиям пласта.

19) создание в случаях периодического отключения и/или включения нефтяных скважин куста давления сброшенной воды на выходе из скважины для предварительного сброса воды выше, чем в сборном коллекторе (данная операция дополнительно включается в операцию 11)).

20) осуществление в случаях большого содержания газа в сырой нефти или возможности попадания газовых пробок дегазации сбрасываемой воды, например путем колебаний элементов скважинной установки сброса воды (для создания волн) для выделения растворенного газа (данная операция дополнительно включается в операцию 10)).

Пример

Один из возможных вариантов выполнения устройства для осуществления заявляемого способа кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды показан на фигуре 1.

К скважинной установке предварительного сброса воды 1 подсоединены трубопровод подвода продукции 2, трубопровод отвода частично обезвоженной нефти и газа 3 и трубопровод отвода воды 4. Трубопровод отвода воды 4 содержит устройство для определения качества воды 5 и задвижку 6. Трубопровод отвода частично обезвоженной нефти и газа 3 соединен с трубопроводом отвода воды 4 байпасной линией 7 с задвижкой 8. Трубопровод отвода воды 4 связан с нагнетательной скважиной 9 посредством колонны насосно-компрессорных труб 10, На колонне насосно-компрессорных труб 10 подвешен насос-«перевертыш» 11. Выходное отверстие колонны насосно-компрессорных труб 10 расположено ниже пакера 12.

Данное устройство, осуществляя заявляемый способ кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды, работает следующим образом.

В скважинную установку предварительного сброса воды 1 по трубопроводу подвода продукции 2 поступает продукция нефтяных скважин - водонефтегазовая смесь. На насосе-«перевертыше» 11 устанавливается минимальная подача (например, 35 Гц при диапазоне изменения частоты 35-60 Гц - с увеличением частоты повышается подача) и он работает в «холостом» режиме. При этом задвижка 6 закрыта, а задвижка 8 - открыта. В скважинной установке предварительного сброса воды 1 происходит деление поступающей водонефтегазовой смеси на частично обезвоженную нефть, газ и воду. Частично обезвоженная нефть и газ отводятся по трубопроводу отвода 3. Сброшенная вода по трубопроводу отвода воды 4 поступает через байпасную линию 4 в трубопровод отвода частично обезвоженной нефти и газа 3. Производится определение качества сброшенной воды устройством для определения качества воды 5. Если качество сброшенной воды удовлетворяет геологическим условиям пласта, в который осуществляется закачка, то задвижка 6 открывается, а задвижка 8 закрывается. Вода поступает в насос-«перевертыш» 11 в нагнетательной скважине 9. В насосе-«первертыше» 11 создается давление воды, достаточное для закачки в пласт, а затем она по колонне насосно-компрессорных труб 10 поступает в зону скважины ниже пакера 12. После работы устройства для осуществления заявляемого способа кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды в течение определенного периода времени, например недели, подачу насоса-«перевертыша» 11 увеличивают (например, до 40 Гц при диапазоне изменения частоты 35-60 Гц) и повторяют операции.

Таким образом, заявляемый способ кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды эффективнее прототипа за счет контроля качества подаваемой в нагнетательную скважину воды и возможности регулирования ее подачи. Заявляемый способ кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды исключает закачку в пласт несовместимой с ним воды. Заявляемый способ кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды исключает закачку в пласт некачественной воды.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды на нефтяных месторождениях поздней стадии разработки. Способ включает замер приемистости нагнетательной скважины, подачу продукции одной или более добывающих скважин в скважину для предварительного сброса воды, замер плотностей количества сырой нефти и газа, а также обводненности сырой нефти, плотностей нефти и воды, поступающих в скважину для предварительного сброса воды, деление в ней продукции на частично обезвоженную нефть, газ и воду, направление частично обезвоженной нефти и газа в сборный коллектор, подачу сброшенной воды в нагнетательную скважину. Определяют совместимость сброшенной воды с водой пласта, в который производится закачка из нагнетательной скважины, при совместимости вод нагнетательную скважину оснащают устройством для создания давления воды, достаточного для закачки воды в пласт, например, электроцентробежным насосом-«перевертышем». Это устройство выполняется с возможностью изменения подачи, например частотно-регулируемым приводом для электроцентробежного насоса-«перевертыша». Его устанавливают на минимальную подачу, определяют соответствие качества сброшенной воды геологическим условиям пласта. При неудовлетворительном качестве сброшенной воды она направляется в сборный коллектор, при удовлетворительном ее направляют в нагнетательную скважину, замеряют количество поступающей в нагнетательную скважину сброшенной воды, затем с выбранным постоянным или переменным шагом производят увеличение подачи устройства для создания давления воды. Это увеличение производится до тех пор, пока качество сброшенной воды удовлетворяет геологическим условиям пласта. Технический результат заключается в повышении эффективности кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

1. Способ кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды, включающий замер приемистости нагнетательной скважины, подачу продукции одной или более добывающих скважин в скважину для предварительного сброса воды, замер количества сырой нефти и газа, а также обводненности сырой нефти, плотностей нефти и воды, поступающих в скважину для предварительного сброса воды, деление в ней продукции на частично обезвоженную нефть, газ и воду, направление частично обезвоженной нефти и газа в сборный коллектор, подачу сброшенной воды в нагнетательную скважину, отличающийся тем, что определяют совместимость сброшенной воды с водой пласта, в который производится закачка из нагнетательной скважины, при совместимости вод нагнетательную скважину оснащают устройством для создания давления воды, достаточного для закачки воды в пласт, выполненным с возможностью изменения подачи и установленным на минимальную подачу, определяют соответствие качества сброшенной воды геологическим условиям пласта, при неудовлетворительном качестве сброшенной воды она направляется в сборный коллектор, при удовлетворительном качестве сброшенной воды ее направляют в нагнетательную скважину, замеряют количество поступающей в нагнетательную скважину сброшенной воды, затем с выбранным постоянным или переменным шагом производят увеличение подачи устройства для создания давления воды, причем это увеличение производят до тех пор, пока качество сброшенной воды удовлетворяет геологическим условиям пласта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что создают давление сброшенной воды на выходе из скважины для предварительного сброса воды выше, чем в сборном коллекторе.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляется дегазация сбрасываемой воды, например, путем колебаний.