СПОСОБ КУСТОВОГО СБРОСА И УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНО ДОБЫВАЕМОЙ ВОДЫ Российский патент 2016 года по МПК E21B43/20 E21B43/38 E21B43/40 B01D17/25 

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 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 / патент на полезную модель №96176, МПК E21B 43/38 (2006.01); 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.

Известен 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 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 E21B 43/20 (2006.01); 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.

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 или шурф для предварительного сброса воды, замер количества сырой нефти и газа, а также обводненности сырой нефти, плотностей нефти и воды, поступающих в скважину или шурф для предварительного сброса воды, деление в ней скважинной продукции на частично обезвоженную нефть, газ и воду, направление частично обезвоженной нефти и газа в сборный коллектор, подачу сброшенной воды в нагнетательную скважину, определение совместимости 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 производится увеличение подачи устройства для создания давления воды, причем это увеличение производится до тех пор, пока качество сброшенной воды удовлетворяет геологическим условиям пласта /патент РФ №2548459, МПК E21B 43/20, 43/38, опубл. 04.2015 /.

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 или шурф для предварительного сброса воды, замер количества сырой нефти и газа, а также обводненности сырой нефти, плотностей нефти и воды, поступающих в скважину или шурф для предварительного сброса воды, деление в ней скважинной продукции на частично обезвоженную нефть, газ и воду, направление частично обезвоженной нефти и газа в сборный коллектор, подачу сброшенной воды в нагнетательную скважину, определение совместимости 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, в котором когда из скважины или шурфа для предварительного сброса воды частично обезвоженная сырая нефть с газом поступает в сборный коллектор, то на входе в скважину или шурф для предварительного сброса воды повышают давление поступающей в него скважинной продукции по меньшей мере на величину потерь давления при сепарации, и/или повышают количество сбрасываемой воды на скважине или шурфе для предварительного сброса воды, и/или пропускают через скважину или шурф для предварительного сброса воды всю скважинную продукцию, проходящую по сборному коллектору. Кроме того, в некоторых случаях максимальную производительность по сбросу воды скважины или шурфа для предварительного сброса воды определяют путем слива сброшенной воды в пустой или частично заполненный резервуар, например сухую нагнетательную скважину при одновременном отборе проб. Кроме того, в некоторых случаях деэмульгатор подают в выходящую из скважины или шурфа для предварительного сброса воды частично обезвоженную нефть с газом.

Выполнение при поступлении из скважины или шурфа для предварительного сброса воды частично обезвоженной сырой нефти с газом в сборный коллектор на входе в скважину или шурф для предварительного сброса воды повышения давления поступающей в него скважинной продукции по меньшей мере на величину потерь давления при сепарации, и/или повышение количества сбрасываемой воды на скважине или шурфе для предварительного сброса воды, и/или пропускание через скважину или шурф для предварительного сброса воды всей скважинной продукции, проходящей по сборному коллектору, позволяет направлять в сборный коллектор всю частично обезвоженную нефть с газом, обеспечивая при этом исключение возможности попадания нефти в водовод, что обеспечивает повышение эффективности.

Определение максимальной производительности по сбросу воды скважины или шурфа для предварительного сброса воды путем слива сброшенной воды в пустой или частично заполненный резервуар, например сухую нагнетательную скважину при одновременном отборе проб, позволяет сократить время и затраты на определение максимальной производительности по сбросу воды, обеспечивая этим повышение эффективности.

Подача деэмульгатора в выходящую из скважины или шурфа для предварительного сброса воды частично обезвоженную нефть с газом позволяет сократить его расход, обеспечивая этим повышение эффективности.

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

1) замер приемистости нагнетательной скважины;

2) гидравлические испытания (проверка под давлением) герметичности скважины (шурфа) для предварительного сброса воды;

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

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

5) выполнение устройства для создания давления воды с возможностью изменения подачи, например, частотно-регулируемым приводом для электроцентробежного насоса-«перевертыша»;

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

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

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

9) замер падения давления на выходе из скважины или шурфа для предварительного сброса воды частично обезвоженной сырой нефти с газом и сброшенной воды по сравнению с давлением поступающей на вход сырой нефти с газом;

10) повышение на входе в скважину или шурф для предварительного сброса воды давления поступающей в него скважинной продукции (сырой нефти с газом) по меньшей мере на величину потерь давления при сепарации, и/или повышение количества сбрасываемой воды на скважине или шурфе для предварительного сброса воды, и/или пропускание через скважину или шурф для предварительного сброса воды всей скважинной продукции, проходящей по сборному коллектору;

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

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

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

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

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

16) замер количества поступающей в нагнетательную скважину сброшенной воды;

17) сравнение количества поступающей в нагнетательную скважину сброшенной воды с ее приемистостью: если количество сброшенной воды больше приемистости, то уменьшают количество сброшенной воды до приемистости; если количество сброшенной воды равно приемистости, то останавливают количество сброшенной воды на достигнутом значении; если количество сброшенной воды меньше приемистости, то увеличивают количество сброшенной воды до приемистости;

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

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

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

21) повторение операций 6)… 20);

22) повторение операций 20) и 21) до тех пор, пока качество сброшенной воды удовлетворяет геологическим условиям пласта;

23) 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 13);

24) если максимальную производительность по сбросу воды скважины или шурфа для предварительного сброса воды определяют путем слива сброшенной воды в пустой или частично заполненный резервуар, например сухую нагнетательную скважину при одновременном отборе проб, то на устройство для создания давления воды устанавливают соответствующую подачу (дополнительно включается в операцию 6);

25) подача деэмульгатора в выходящую из скважины или шурфа для предварительного сброса воды частично обезвоженную нефть с газом;

26) 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 12).

Пример

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

К шурфу для 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 шурф для 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 35-50 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. Технический результат - повышение эффективности кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды. По способу замеряют приемистость нагнетательной скважины. Подают продукцию одной или более добывающих скважин в скважину или шурф для предварительного сброса воды. Замеряют количество сырой нефти и газа, а также обводненность сырой нефти, плотность нефти и воды, поступающих в скважину или шурф для предварительного сброса воды. Делят скважинную продукцию на частично обезвоженную нефть, газ и воду. Направляют частично обезвоженную нефть и газ в сборный коллектор. Подают сброшенную воду в нагнетательную скважину. Определяют совместимость сброшенной воды с водой пласта. При совместимости вод нагнетательную скважину оснащают устройством для создания давления воды, достаточного для закачки воды в пласт, выполненного с возможностью изменения подачи и, в том числе, минимальной подачи. Определяют соответствие качества сброшенной воды геологическим условиям пласта. При неудовлетворительном качестве сброшенной воды ее направляют 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. Увеличение подачи воды производят до тех пор, пока качество сброшенной воды удовлетворяет геологическим условиям пласта. При этом, когда из скважины или шурфа для предварительного сброса воды частично обезвоженная сырая нефть с газом поступает в сборный коллектор, то на входе в скважину или шурф повышают давление поступающей скважинной продукции по меньшей мере на величину потерь давления при сепарации, и/или повышают количество сбрасываемой воды, и/или пропускают через скважину или шурф всю скважинную продукцию, проходящую по сборному коллектору. Повышение давления обеспечивают таким образом, что всю частично обезвоженную нефть с газом направляют в сборный коллектор. При этом исключают возможность попадания нефти в трубопровод отвода воды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды, включающий замер приемистости нагнетательной скважины, подачу продукции одной или более добывающих скважин в скважину или шурф для предварительного сброса воды, замер количества сырой нефти и газа, а также обводненности сырой нефти, плотностей нефти и воды, поступающих в скважину или шурф для предварительного сброса воды, деление в ней скважинной продукции на частично обезвоженную нефть, газ и воду, направление частично обезвоженной нефти и газа в сборный коллектор, подачу сброшенной воды в нагнетательную скважину, определение совместимости сброшенной воды с водой пласта, в который производят закачку 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 ее направляют 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, отличающийся тем, что когда из скважины или шурфа для предварительного сброса воды частично обезвоженная сырая нефть с газом поступает в сборный коллектор, то на входе в скважину или шурф для предварительного сброса воды повышают давление поступающей в него скважинной продукции по меньшей мере на величину потерь давления при сепарации, и/или повышают количество сбрасываемой воды на скважине или шурфе для предварительного сброса воды, и/или пропускают через скважину или шурф для предварительного сброса воды всю скважинную продукцию, проходящую по сборному коллектору, причем повышение давления обеспечивают таким образом, что всю частично обезвоженную нефть с газом направляют в сборный коллектор, при этом исключают возможность попадания нефти в трубопровод отвода воды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что максимальную производительность по сбросу воды скважины или шурфа для предварительного сброса воды определяют путем слива сброшенной воды в пустой или частично заполненный резервуар, например сухую нагнетательную скважину при одновременном отборе проб.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что деэмульгатор подают в выходящую из скважины или шурфа для предварительного сброса воды частично обезвоженную нефть с газом.