УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ КУСТОВОГО СБРОСА И УТИЛИЗАЦИИ ПЛАСТОВОЙ ВОДЫ Российский патент 2019 года по МПК E21B43/20 

Заявляемое изобретение - Наклонный шурф предварительного сброса пластовой воды (НШПСВ), относится к оборудованию и технологиям нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для организации сброса и утилизации попутно добываемой воды.

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 Е21В 43/20, 43/38, опубл. 04.2015/.

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность, обусловленная недостаточным количеством времени, для обеспечения соответствия качества сбрасываемой воды по показателю остаточных нефтепродуктов и механических примесей.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является эффективный предварительный сброс пластовой воды на месторождениях с высокой обводненностью, обеспечение соответствия качества сбрасываемой воды по показателю остаточных нефтепродуктов и механических примесей, сокращении времени и увеличении глубины очистки поступающей жидкости.

Указанная задача достигается тем, что предлагаемая технология имеет угол наклона эксплуатационной колонны шурфа 45° от оси Y (За ось X принято считать земную поверхность). Угол наклона может быть обеспечен при бурении агрегатами, предназначенными для наклонных скважин на месторождениях высоковязких, сверхвязких и битуминозных нефтей. Наклонное исполнение позволяет обеспечить наличие поверхности (стенки эксплуатационной колонны) для накопления и укрупнения капель нефти, содержащихся в эмульсии, тем самым определяется большая эффективность установки по сравнению с вертикальным ШПСВ. Данное техническое решение совмещает в себе функции трубного аппарата для предварительной подготовки нефти и кустовой насосной станции для закачки рабочего объекта в пласт.

Устройство поясняется графически. На Фиг. 1 представлен Наклонный шурф предварительного сброса воды (НШПСВ).

НШПСВ имеет эксплуатационную колонну (1), трубную вставку (2), компоновку НКТ (3), установку электроцентробежного насоса с ЧФР (4), наклонную фонтанную арматуру (5), обратные клапаны (6, 7) и счетчик учета воды (8).

Принцип работы устройства для организации кустового сброса и утилизации пластовой воды заключается в следующем:

Со скважины или АГЗУ жидкость, с обводненностью не менее 90% поступает в межтрубное пространство НКТ и трубной вставки НШПСВ, после чего происходит движение жидкости в направлении забоя скважины. Частично обезвоженная нефтяная эмульсия, а также выделившийся свободный газ, за счет меньшей плотности направляются в межколонное пространство между эксплуатационной колонной и трубной вставкой, после чего поступают в сборный коллектор. Далее, при движении потока жидкости от нижней части трубной вставки по колонне, происходит подъем капель нефти к верхней образующей эксплуатационной колонны, в результате чего капли сливаются, укрупняются, и за счет разности плотностей поднимаются вверх по наклонной стенке эксплуатационной колонны, объединяются с частично обезвоженной нефтяной эмульсией, и поступают в сборный коллектор. Очищенная вода в нижней части НШПСВ забирается электроцентробежным насосом, либо под собственным давлением поступает в хвостовик НШПСВ, и используется для целей поддержания пластового давления или поглощения. Механические примеси, содержащиеся в попутной воде, являются самой тяжелой составляющей входящего потока жидкости в НШПСВ. Под действием гравитационных сил механические примеси стремятся в нижнюю часть устройства, и скапливаются на забое НШПСВ. С целью предотвращения негативного влияния механических примесей на погружное насосное оборудование, в конструкции НШПСВ подразумевается ЗУМПФ. Укрупнение капель нефти, приведет к увеличению скорости их подъема в эмульсии за счет разности плотностей фаз.

На практике, данное изобретение реализуется следующим образом:

Специальная буровая установка бурит наклонную скважину под углом 45° от оси Y, в которую спускается эксплуатационная колонна и цементируется снаружи до устья, при этом необходимо обеспечить ее герметичность, далее спускается трубная вставка, после чего завершающим этапом строительства НШПСВ является спуск хвостовика или электроцентробежного насоса с ЧФР на насосно-компрессорных трубах. Производительность и напор электроцентробежного насоса рассчитываются в зависимости от необходимых объемов закачки и расчетных объемов отделения попутной воды. При необходимости (изменение условий работы) можно заменить установку электроцентробежного насоса на насос другой производительности при помощи специальных агрегатов капитального и подземного ремонта скважин.

НШПСВ благодаря наклонной эксплуатационной колонне позволяет обеспечить более стабильное качество предварительной подготовки нефти, отделяемой попутной воды, комбинирование в одном устройстве функций трубного аппарата предварительной подготовки нефти и кустовой насосной станции по закачке рабочего агента в пласт по сравнению с другими способами организации кустового сброса воды. Применение НШПСВ позволит сократить площадь застройки, сократить сроки строительства, затраты на строительство и эксплуатацию, при организации предварительного сброса на кустах скважин, по сравнению с другими известными способами организации предварительного сброса воды на кустах скважин. В случае необходимости имеется возможность строительства нескольких НШПСВ для обеспечения высокой производительности.

Таким образом, совокупность признаков технологии нова и позволяет обеспечить более эффективный кустовой сброс и утилизацию пластовой воды, в условиях высокой выработки запасов и увеличении обводненности добываемой продукции на месторождениях нефтедобычи.

Заявленое устройство для организации кустового сброса и утилизации пластовой воды относится к оборудованию и технологиям нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для организации кустового сброса и утилизации добываемой пластовой воды. Устройство имеет наклонную обвязку фонтанной арматуры, эксплуатационную колонну, забуренную под углом 45⁰ от оси Y, трубную вставку и хвостовик или установку электроцентробежного насоса, спущенный на насосно-компрессорной трубе для обеспечения забора очищенной пластовой воды. Техническим результатом является повышение эффективности предварительного сброса пластовой воды на месторождениях с высокой обводненностью, обеспечение соответствия качества сбрасываемой воды по показателю остаточных нефтепродуктов и механических примесей, сокращение времени очистки поступающей воды. 1 ил.

Наклонный шурф предварительного сброса добываемой пластовой воды характеризуется тем, что имеет наклонную обвязку фонтанной арматуры, эксплуатационную колонну, забуренную под углом 45° от оси Y, трубную вставку и хвостовик или установку электроцентробежного насоса, спущенный на насосно-компрессорной трубе для обеспечения забора очищенной пластовой воды.