Способ разработки нефтегазового месторождения методом поддержания пластового давления на установившемся постоянном режиме закачки и оборудование для его реализации Российский патент 2020 года по МПК E21B43/16 E21B34/16 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтегазовых месторождений методом поддержания пластового давления.

Известна автоматизированная делительно-регулирующая насосная установка для жидкости, в том числе с механическими примесями, представляющая собой устройство объемного деления и регулирования жидкости, состоящее из насоса, входного делительного коллектора и выходных водоводов, которые соединены с коллектором через несколько автоматизированных регуляторов расхода жидкости дискретного типа. Регулирование жидкости производится за счет комбинирования открытия-закрытия запорных клапанов с электроприводами, которые управляются от контроллера с расходомером электромагнитным (патент РФ №49924, F04B 23/00, опубл. 10.12.2005 г.).

Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности плавного и равномерного регулирования режима закачки рабочего агента. Кроме того, к недостаткам относится отсутствие возможности подачи дополнительного агента, например, химического реагента или попутного газа, отсутствие устройства очистки закачиваемой жидкости, отсутствие защитного утепленного корпуса на устье.

Известен автоматизированный регулятор расхода жидкости дискретного типа, представляющий собой штуцерно-клапанное устройство, состоящее из входной делительной камеры и выходного сборника, которые соединены между собой несколькими трубами, одна из которых имеет сравнительно большой диаметр. На трубах установлены запорные клапаны с электрическими приводами. В стенке входной камеры установлены керамические штуцеры, соединенные с трубами за счет калиброванных отверстий. Открытие-закрытие клапанов управляется контроллером (патент РФ №43636, G01F 1/00, опубл. 27.01.2005 г.).

Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности плавного и равномерного регулирования режима закачки рабочего агента. Кроме того, к недостаткам относится необходимость ручной смены керамических штуцеров оператором по добыче нефти и газа, отсутствие возможности подачи дополнительного агента, например, химического реагента или попутного газа, отсутствие устройства очистки закачиваемой жидкости, а также отсутствие защитного утепленного корпуса на устье.

Известен способ разработки нефтяной залежи на неустановившемся циклическом режиме закачки, включающий отбор нефти через добывающие скважины и закачку жидкого рабочего агента в нагнетательные скважины в циклическом режиме с заданными параметрами закачки. Циклический режим осуществляют многократным созданием импульса пластового давления посредством сочетания разных по времени и амплитуде импульсов давления закачки. Смену режима закачки рабочего агента в нагнетательную скважину осуществляют перемещением в запорно-перепускном устройстве запорного элемента. Запорный элемент выполняют с заданным количеством и размером пропускных отверстий. Запорный элемент перемещают от одного заданного его положения в другое заданное положение, открывая или закрывая при этом заданное пропускное отверстие на заданный интервал времени. Импульсную подачу жидкого рабочего агента в нагнетательную скважину осуществляют в состоянии пульсации, переходящей в турбулентный режим. Устройство включает нагнетательную скважину с устьевой запорной арматурой, запорно-перепускное устройство с запорным элементом и насосно-компрессорные трубы (НКТ). Запорный элемент выполняют с возможностью возвратно-поступательного движения. Запорный элемент перемещают посредством управляющего сигнала со станции управления. Управляющий сигнал подают на привод запорно-перепускного устройства. Станция управления включает в себя устройство управления. Устройство управления представляет собой управляющий компьютер или управляющий контроллер с программным обеспечением (патент РФ №2672365, E21B 43/18, F16K 3/06, опубл. 14.11.2018 г.).

Недостатком данного технического решения является риск разрушения структуры продуктивного пласта, риск обваливания и осыпания пород, а также ухудшение коллекторских свойств пласта вследствие проведения циклической импульсной закачки рабочего агента. Кроме того, выполнение запорного элемента с заданным количеством пропускных отверстий, имеющих заданный размер пропускного диаметра, не обеспечивает плавность переключения и значительно снижает диапазон регулирования режимов закачки рабочего агента. Кроме того, к недостаткам относится засорение пропускных отверстий запорного элемента из-за отсутствия фильтра для очистки закачиваемого рабочего агента, отсутствие возможности подачи дополнительного агента, например, химического реагента или попутного газа, а также отсутствие защитного утепленного корпуса на устье.

Известна программно-управляемая нагнетательная скважина, содержащая обсадную трубу, колонну НКТ, пакеры, устьевую запорно-перепускную арматуру, силовой насос с частотно-регулируемым электроприводом, газожидкостный эжектор-смеситель, емкость с поверхностно-активным веществом (ПАВ), дожимной насос и гидрозатвор, сообщающиеся трубопроводами, станцию управления, силовые кабеля, питающие насосы, и регулировочные клапаны, выполненные единым блоком телемеханической системы (ТМС) с возможностью программно-управляемого поддержания пластовых давлений с помощью управляющего контроллера с программным обеспечением и учета расхода рабочего агента посредством датчиков телеметрии и расходомера, размещенных в полостях гильз, параллельно расположенных в корпусе блока ТМС и связанных с контрольно-измерительными приборами на станции управления. Блок ТМС соединен с верхним стыковочным узлом пакера, состоящим из подвижных соединений гладких ниппелей и концевых штуцеров, последние установлены на прямоточной многоканальной муфте, образующие коаксиальные проточные каналы (патент РФ №2578078, E21B 43/12, E21B 43/20, опубл. 20.03.2016 г.).

Недостатком данного технического решения является засорение регулировочных клапанов в блоке ТМС механическими примесями из-за отсутствия устройства очистки закачиваемой жидкости. К недостаткам относится отсутствие возможности плавного и равномерного регулирования режима закачки рабочего агента, а также отсутствие защитного утепленного корпуса на устье.

Известен способ воздействия на застойную зону интервалов пластов Гарипова, включающий многократное создание импульса пластового давления посредством закачки рабочего агента с заданными параметрами в нагнетательную скважину, осуществление регистрации и контроля скважинных параметров или времени в процессе эксплуатации нагнетательной скважины. При этом регистрацию и контроль скважинных параметров или времени осуществляют управляющим контроллером или компьютером. Закачку рабочего агента осуществляют с возможностью поддержания пластового давления на заданном стабильном уровне суточных или месячных объемов закачки. Периодическую смену режима закачки рабочего агента в нагнетательную скважину осуществляют управляющим сигналом с управляющего контроллера или компьютера на привод запорно-перепускного устройства при несовпадении скважинных параметров с заданными скважинными параметрами или через заданные промежутки времени, изменяя при этом давление и/или объемы закачки. Установка включает нагнетательную скважину с устьевой запорной арматурой, включающей запорно-перепускное устройство с приводом, по меньшей мере один пакер, НКТ, устройство для измерения, станцию управления, включающую в себя реле времени или устройство управления, соединенное с приводом и расположенное в корпусе привода или на станции управления, при этом устройство управления представляет собой управляющий компьютер или управляющий контроллер с программным обеспечением, устройство для измерения представляет собой устройство для измерения скважинных параметров и/или устройство для измерения времени, соединенное электрическим кабелем с устройством управления, устройство для измерения скважинных параметров расположено в скважине и/или на устье (патент РФ №2529072, E21B 43/14, E21B 43/18, опубл. 27.09.2014 г.).

Недостатком данного технического решения является риск разрушения структуры продуктивного пласта, риск обваливания и осыпания пород, а также ухудшение коллекторских свойств пласта вследствие проведения циклической импульсной закачки рабочего агента. Кроме того, к недостаткам относится засорение пропускных отверстий запорного элемента из-за отсутствия фильтра для очистки закачиваемого рабочего агента, отсутствие возможности подачи дополнительного агента, например, химического реагента или попутного газа, а также отсутствие защитного утепленного корпуса на устье.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество разработки нефтегазового месторождения методом поддержания пластового давления на установившемся постоянном режиме закачки в соответствии с проектной документацией благодаря возможности:

- автоматизированного, интеллектуального поддержания пластового давления с плавным изменением объема закачки;

- подачи дополнительного агента в виде химического реагента или попутного газа с осуществлением принудительного засасывания вводимого дополнительного агента;

- облегченного монтажа и обслуживания оборудования;

- фильтрации закачиваемого рабочего агента с дальнейшей реализацией облегченной очистки фильтра от механических примесей;

- замера параметров закачиваемого рабочего агента с визуальным мониторингом замеряемых и командных параметров;

- поддержания необходимой температуры как в станции управления, так и внутри защитного корпуса;

- контроля сохранности оборудования и мониторинга местоположения оборудования;

- определения наличия и концентрации газов в атмосферном воздухе внутри защитного корпуса с осуществлением при необходимости вывода газа за пределы защитного корпуса и охлаждения оборудования;

- автономной работы станции управления без наличия питающей сети в течение требуемого периода времени.

Технический результат достигается тем, что:

- через соединительный узел, представляющий собой комплекс из задвижки подачи рабочего агента, задвижки вывода рабочего агента и задвижки разобщения рабочего агента, к трубной обвязке устьевой арматуры нагнетательной скважины устанавливают защитный корпус, включающий в себя прикрепленные к трубе водовода и размещенные последовательно в защитном корпусе первый датчик давления, горизонтальный фильтр с быстросъёмной крышкой, выведенной за пределы защитного корпуса, второй датчик давления, расходомер, запорно-перепускное устройство с запорным элементом, приводом, каналом подвода дополнительного агента и встроенным соплом подачи дополнительного агента, третий датчик давления, а также имеющиеся внутри защитного корпуса датчик температуры рабочего агента, первое устройство обогрева, первый датчик температуры воздуха, первый модуль безопасности, газоанализатор, блок вентиляции и вынесенную в отдельный корпус станцию управления, включающую в себя второе устройство обогрева, второй датчик температуры воздуха, второй модуль безопасности, управляющий контроллер, модем, дисплей, блок питания и аккумулятор, производят при необходимости регулировку ножек защитного корпуса, подключают оборудование к источнику питания через блок питания, дистанционно программируют управляющий контроллер посредством проводной или беспроводной связи путем ввода в программное обеспечение управляющего контроллера заданных значений параметров закачки из проектной документации, далее запускают нагнетательную скважину в работу и подают с управляющего контроллера управляющий сигнал на привод запорно-перепускного устройства, под действием которого происходит перемещение запорного элемента, производят закачку рабочего агента в постоянном установившемся режиме, осуществляют замер параметров закачиваемого рабочего агента при помощи первого датчика давления, второго датчика давления, третьего датчика давления, датчика температуры рабочего агента и расходомера, производят визуальный мониторинг замеряемых и командных параметров, отображаемых на дисплее управляющего контроллера, осуществляют обработку информации о параметрах режима закачки рабочего агента путем сравнения текущих параметров с заданными параметрами в режиме реального времени в управляющем контроллере с программным обеспечением, передают полученную по соединительным кабелям и обработанную управляющим контроллером в процессе измерения информацию через модем на устройство приема передачи, а затем в электронно-вычислительную машину – ЭВМ с соответствующим программным обеспечением, далее при необходимости производят регулирование режима закачки путем дистанционной передачи информации с ЭВМ на устройство приема передачи и далее через модем на управляющий контроллер, который посылает посредством кабеля управляющий сигнал на привод запорно-перепускного устройства, под действием которого происходит перемещение запорного элемента в запорно-перепускном устройстве от одного заданного положения в другое заданное положение, частично или полностью закрывая или открывая при этом проходной канал каплеобразной формы в трубке, по мере необходимости по каналу подвода дополнительного агента производят подачу химического реагента или газа через сопло подачи дополнительного агента, встроенное в запорно-перепускное устройство, в процессе работы по разнице значений давлений, измеренных первым и вторым датчиком давления, определяют степень засоренности фильтра и при необходимости производят очистку фильтра, также поддерживают необходимую температуру как внутри защитного корпуса, так и внутри станции управления путем включения или выключения, соответственно, первого устройства обогрева и второго устройства обогрева, в процессе работы осуществляют постоянный дистанционный мониторинг за сохранностью и местоположением оборудования посредством первого модуля безопасности и второго модуля безопасности, производят дистанционный контроль за концентрацией газов в атмосферном воздухе внутри защитного корпуса при помощи газоанализатора, осуществляют при необходимости автоматизированный запуск блока вентиляции, производят переход к автономной работе станции управления за счет аккумулятора в случае возникновения проблем с питающей сетью, отсекают оборудование от нагнетательной скважины без остановки процесса закачки на время проведения работ по ремонту или замене оборудования, для чего перекрывают задвижку подачи рабочего агента и задвижку вывода рабочего агента, а задвижку разобщения рабочего агента оставляют при этом открытой;

- между вторым датчиком давления и расходомером устанавливают насос, запускаемый управляющим контроллером в работу при недостаточном давлении в трубе водовода;

- оборудование включает в себя прикрепленные к трубе водовода и размещенные последовательно в защитном корпусе первый датчик давления, горизонтальный фильтр с быстросъёмной крышкой, выведенной за пределы защитного корпуса, второй датчик давления, расходомер, запорно-перепускное устройство с запорным элементом, приводом, каналом подвода дополнительного агента и встроенным соплом подачи дополнительного агента, третий датчик давления, при этом проходной канал в трубке запорно-перепускного устройства выполнен каплеобразной формы, а внутри защитного корпуса имеются датчик температуры рабочего агента, первое устройство обогрева, первый датчик температуры воздуха, первый модуль безопасности, газоанализатор, блок вентиляции, а станция управления, вынесенная в отдельный корпус, включает в себя второе устройство обогрева, второй датчик температуры воздуха, второй модуль безопасности, управляющий контроллер, модем, дисплей, блок питания и аккумулятор, при этом защитный корпус оборудован регулируемыми ножками и выполнен с возможностью прикрепления к соединительному узлу, представляющему собой комплекс из задвижки подачи рабочего агента, задвижки вывода рабочего агента и задвижки разобщения рабочего агента, при этом задвижка подачи рабочего агента и задвижка вывода рабочего агента с одной стороны присоединены к концам труб водовода, выходящим из защитного корпуса, а с другой стороны присоединены через участки труб водовода и задвижку разобщения рабочего агента к трубной обвязке устьевой арматуры нагнетательной скважины;

- оборудование дополнительно оснащено насосом, установленным между вторым датчиком давления и расходомером;

- запорно-перепускное устройство представляет собой задвижку или регулятор;

- сопло подачи дополнительного агента выполнено в форме распылителя, диаметры отверстий которого меньше диаметра проходного каплеобразного канала в трубке запорно-перепускного устройства;

- первое устройство обогрева выполнено в виде, по меньшей мере, одного греющего взрывозащищенного кабеля или, по меньшей мере, одной греющей взрывозащищенной пластины;

- второе устройство обогрева выполнено в виде, по меньшей мере, одного взрывозащищенного нагревателя;

- первый и второй модули безопасности представляют собой блок электроники, состоящий из сенсора, датчика вскрытия и передвижения, GPS модуля;

- устройство приема передачи данных представляет собой блок электроники с антенной или блок электроники без антенны;

- запорный элемент запорно-перепускного устройства представляет собой диск или гильзу-втулку;

- датчик температуры рабочего агента представляет собой накладной датчик температуры или датчик температуры в составе расходомера;

- блок вентиляции представляет собой блок вентиляции принудительного типа;

- первый датчик давления, горизонтальный фильтр, второй датчик давления, расходомер, запорно-перепускное устройство, третий датчик давления, задвижка подачи рабочего агента, задвижка вывода рабочего агента и задвижка разобщения рабочего агента присоединены к трубе водовода посредством быстросъемных фланцевых соединений или резьбовых соединений, или сварных соединений;

- защитный корпус выполнен с возможностью двухстороннего обслуживания;

- защитный корпус выполнен с утеплением.

На фиг. 1 приведена схема оборудования для разработки нефтегазового месторождения методом поддержания пластового давления на установившемся постоянном режиме закачки.

На фиг. 2 показана схема узла штуцирования.

Оборудование для разработки нефтегазового месторождения методом поддержания пластового давления на установившемся постоянном режиме закачки (фиг. 1) включает в себя последовательно присоединенные к трубе водовода 1 посредством резьбовых или сварных, или фланцевых соединений (на фигурах не показаны), выполненных, например, в виде быстросъёмных соединений, и помещенные в защитный корпус 2 первый датчик давления 3, фильтр 4, второй датчик давления 5, расходомер 6, запорно-перепускное устройство 7 с приводом 8, каналом подвода дополнительного агента 9 и встроенным соплом подачи дополнительного агента 10, третий датчик давления 11. Также оборудование включает в себя датчик температуры закачиваемого рабочего агента 12, установленный в произвольном месте.

Снаружи защитного корпуса 2 в отдельном корпусе установлена станция управления 13, к которой прикреплено устройство приема передачи данных 14.

Защитный корпус 2 снабжен первым устройством обогрева 15. Станция управления 13, оснащена вторым устройством обогрева 16. В качестве первого устройства обогрева 15 может быть установлен, по меньшей мере, один греющий взрывозащищенный кабель или, по меньшей мере, одна греющая взрывозащищенная пластина. В качестве второго устройства обогрева 16 может быть установлен, по меньшей мере, один взрывозащищенный нагреватель. Защитный корпус 2 может быть выполнен с утеплением.

Внутри защитного корпуса 2 и в станции управления 13 установлены датчики для замера температуры атмосферного воздуха. Первый датчик температуры воздуха 17 отвечает за включение первого устройства обогрева 15 в защитном корпусе 2. Второй датчик температуры воздуха 18 отвечает за включение второго устройства обогрева 16 внутри станции управления 13. Наличие пары устройство обогрева – датчик температуры воздуха позволяет поддерживать необходимую температуру как в станции управления 13, так и внутри защитного корпуса 2.

Также внутри защитного корпуса 2 и в станции управления 13 установлены, соответственно, первый модуль безопасности 19 и второй модуль безопасности 20. Первый 19 и второй 20 модули безопасности представляют собой блок электроники, состоящий, например, из сенсора, датчика вскрытия и передвижения, GPS модуля (на фигурах не показаны). Первый 19 и второй 20 модули безопасности предназначены для контроля сохранности оборудования, а также для мониторинга местоположения оборудования.

Между вторым датчиком давления 5 и расходомером 6 может быть установлен насос (на фигурах не показан) для создания большего давления нагнетания рабочего агента.

Внутри защитного корпуса 2 установлен газоанализатор 21 для определения наличия и концентрации газов в атмосферном воздухе. Защитный корпус 2 снабжен блоком вентиляции 22, например, в виде блока вентиляции принудительного типа. Блок вентиляции 22 необходим для охлаждения оборудования, а также для вывода газа за пределы защитного корпуса 2 при превышении порогового значения концентрации газов для предотвращения взрыва и возгорания оборудования.

Также защитный корпус 2 может быть выполнен с возможностью двухстороннего обслуживания, соответственно, отдельно электронной части и гидравлической части оборудования. Защитный корпус 2 оборудован регулируемыми ножками 23 для удобства монтажа системы на неровном грунте.

Для обеспечения удобства монтажа и обслуживания защитный корпус 2 выполнен с возможностью присоединения к трубной обвязке устьевой арматуры нагнетательной скважины при помощи соединительного узла. Соединительный узел при этом представляет собой комплекс из трех задвижек: задвижки подачи рабочего агента 24, задвижки вывода рабочего агента 25 и задвижки разобщения рабочего агента 26. При этом задвижка подачи рабочего агента 24 и задвижка вывода рабочего агента 25 с одной стороны присоединены посредством резьбовых соединений или сварных соединений, или фланцевых соединений (на фигурах не показаны), выполненных, например, в виде быстросъёмных соединений, к концам труб водовода 1, выходящим из защитного корпуса 2, а с другой стороны присоединены через участки труб водовода 1 и задвижку разобщения рабочего агента 26 к трубной обвязке устьевой арматуры нагнетательной скважины (на фигурах не показана). Соединительный узел предназначен для отсечения оборудования от нагнетательной скважины, например, для проведения ремонта или замены оборудования без остановки процесса закачки на время проведения работ.

Первый датчик давления 3 предназначен для замера давления рабочего агента «до» фильтра 4. Второй датчик давления 5 предназначен для замера давления рабочего агента «после» фильтра 4, что совпадает со значением давления «до» запорно-перепускного устройства 7. Третий датчик давления 11 предназначен для замера давления «после» запорно-перепускного устройства 7. Значение давления, замеряемое третьим датчиком давления 11, является давлением нагнетания рабочего агента.

Запорно-перепускное устройство 7 представляет собой, например, задвижку или регулятор. Узел штуцирования (фиг. 2) включает в себя запорный элемент 27 запорно-перепускного устройства 7 в виде, например, гильзы-втулки или диска, выполненный с возможностью перемещения в процессе закачки рабочего агента, обеспечивая полное открытие или частичное открытие, или закрытие проходного канала 28 в трубке 29.

Проходной канал 28 выполнен каплеобразной формы, что обеспечивает пропуск рабочего агента с заданными параметрами и позволяет проводить закачку рабочего агента с широким и плавным диапазоном регулирования по проходному каналу 28.

Сопло подачи дополнительного агента 10 выполнено в форме распылителя, диаметры отверстий которого меньше диаметра проходного канала 28 запорно-перепускного устройства 7, за счет чего достигается эффект эжекции, благодаря которому возможно осуществление принудительного засасывания вводимого дополнительного агента.

Привод 8 запорно-перепускного устройства 7 представляет собой, например, электропривод.

Фильтр 4 представляет собой устройство очистки закачиваемого рабочего агента, расположенное горизонтально и снабженное быстросъемной крышкой 30, выведенной за пределы защитного корпуса 2.

Станция управления 13 также включает в себя управляющий контроллер 31 с программным обеспечением, модем 32, дисплей 33, блок питания 34 и аккумулятор 35. Станция управления 13 выполнена в отдельном защитном корпусе с возможностью подключения к источнику электроэнергии через блок питания 34.

Первый датчик давления 3, второй датчик давления 5, третий датчик давления 11, датчик температуры рабочего агента 12 и расходомер 6 соединены с управляющим контроллером 31 станции управления 13 при помощи соединительных кабелей 36 для передачи информации о замерах. Привод 8 запорно-перепускного устройства 7 соединен с управляющим контроллером 31 при помощи кабеля 37, который предназначен для передачи управляющего сигнала на запорный элемент 27 запорно-перепускного устройства 7. Расходомер 6 и привод 8 запорно-перепускного устройства 7 соединены со станцией управления 13 также электрическими кабелями (на фиг. не показаны), соответственно, для питания расходомера 6 и привода 8.

Управляющий контроллер 31 связан с устройством приема и передачи данных 14 при помощи модема 32. Устройство приема передачи данных 14 представляет собой, например, блок электроники с антенной или без нее и предназначено для дистанционной передачи информации с использованием беспроводных технологий на электронно-вычислительную машину (ЭВМ) с соответствующим программным обеспечением (на фигурах не показана).

Модем 32 предназначен для преобразования данных, исходящих из управляющего контроллера 31 в сигналы, передаваемые на устройство приема передачи 14, а также для обратного процесса преобразования сигнала, передаваемого с устройства приема передачи 14 в данные для управляющего контроллера 31.

Управляющий контроллер 31 предназначен для автоматизированного управления работой запорно-перепускного устройства 7, для регистрации и обработки информации с первого 3, второго 5 и третьего 11 датчиков давления, датчика температуры рабочего агента 12 и расходомера 6, а также для передачи цифровых данных на модем 32.

Дисплей 33 предназначен для визуального отображения замеряемых параметров и командных параметров. Блок питания 34 предназначен для питания оборудования. Аккумулятор 35 предназначен для обеспечения автономной работы оборудования без наличия питающей сети в течение требуемого периода времени.

Оборудование для разработки нефтегазового месторождения методом поддержания пластового давления на установившемся постоянном режиме закачки работает следующим образом.

Перед началом работ производят монтаж оборудования, для чего устанавливают защитный корпус 2 через соединительный узел к трубной обвязке устьевой арматуры нагнетательной скважины. Производят при необходимости регулировку ножек 23. Подключают оборудование к источнику питания через блок питания 34.

Далее дистанционно программируют управляющий контроллер 31 посредством проводной или беспроводной связи путем ввода в программное обеспечение управляющего контроллера 31 заданных значений параметров закачки из проектной документации, а именно параметров давления, расхода рабочего агента и др.

После чего нагнетательную скважину запускают в работу и подают с управляющего контроллера 31 управляющий сигнал на привод 8 запорно-перепускного устройства 7, который перемещает запорный элемент 27, создавая необходимое для закачки давление рабочего агента в трубе водовода 1 и обеспечивая необходимый расход рабочего агента. В пласт или пласты нагнетательной скважины начинает поступать рабочий агент в постоянном установившемся режиме закачки.

В процессе работы производят замер параметров закачиваемого рабочего агента при помощи первого 3, второго 5, третьего 11 датчиков давления, датчика температуры рабочего агента 12 и расходомера 6.

Также производят визуальный мониторинг замеряемых и командных параметров, отображаемых на дисплее 33.

Обработку информации о параметрах режима закачки рабочего агента осуществляют путем сравнения текущих параметров с заданными параметрами в режиме реального времени в управляющем контроллере 31 с программным обеспечением.

Полученную по соединительным кабелям 36 и обработанную управляющим контроллером 31 в процессе измерения информацию через модем 32 передают на устройство приема передачи 14, которое затем направляет информацию в ЭВМ с соответствующим программным обеспечением. Далее при необходимости, например, в случае несовпадения текущих параметров с заданными параметрами, производят регулирование режима закачки, путем дистанционной передачи информации с ЭВМ на устройство приема передачи 14 и далее через модем 32 на управляющий контроллер 31, который посылает посредством кабеля 37 управляющий сигнал на привод 8 запорно-перепускного устройства 7, перемещая запорный элемент 27 в запорно-перепускном устройстве 7 от одного заданного положения в другое заданное положение, частично или полностью закрывая, или открывая при этом проходной каплеобразный канал 28 в трубке 29, изменяя при этом давление и/или объемы закачки.

По мере необходимости по каналу подвода дополнительного агента 9 осуществляют подачу дополнительного агента, например, в виде химического реагента или попутного газа, через сопло подачи дополнительного агента 10, встроенное в запорно-перепускное устройство 7.

В процессе работы по разнице значений давлений, измеренных первым 3 и вторым 5 датчиком давления, определяют степень засоренности фильтра 4 и при необходимости производят очистку фильтра 4, для чего снимают быстросъемную крышку 30 и извлекают мусор с механическими примесями из фильтра 4.

В случае недостаточного давления в трубе водовода 1 в состав оборудования дополнительно включают насос (на фигурах не показан), запускаемый в работу управляющим контроллером 31.

Также в процессе работы поддерживают необходимую температуру как внутри защитного корпуса 2, так и внутри станции управления 13 путем включения или выключения, соответственно, первого устройства обогрева 15 и второго устройства обогрева 16 при достижении пороговых значений температуры, замеряемой, соответственно, первым датчиком температуры воздуха 17 и вторым датчиком температуры воздуха 18.

Кроме того, осуществляют постоянный дистанционный мониторинг за сохранностью и местоположением оборудования посредством первого модуля безопасности 19 и второго модуля безопасности 20, а также производят дистанционный контроль за концентрацией газов в атмосферном воздухе внутри защитного корпуса 2 при помощи газоанализатора 21. В случае превышения порогового значения концентрации газов внутри защитного корпуса 2 осуществляют автоматизированный запуск блока вентиляции 22.

В случае возникновения проблем с питающей сетью, осуществляют переход к автономной работе станции управления 13 в течение требуемого периода времени за счет аккумулятора 35.

При проведении ремонта или замены системы отсекают оборудование от нагнетательной скважины без остановки процесса закачки на время проведения работ, для чего перекрывают задвижку подачи рабочего агента 24 и задвижку вывода рабочего агента 25, а задвижку разобщения рабочего агента 26 оставляют при этом открытой, после чего рабочий агент перестает поступать в трубу водовода 1.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить повышение качества разработки нефтегазового месторождения методом поддержания пластового давления на установившемся постоянном режиме закачки с возможностью: автоматизированного, интеллектуального поддержания пластового давления с плавным изменением объема закачки; подачи дополнительного агента в виде химического реагента или попутного газа с осуществлением принудительного засасывания вводимого дополнительного агента; облегченного монтажа и обслуживания оборудования; фильтрации закачиваемого рабочего агента и реализации облегченной очистки фильтра от механических примесей; замера параметров закачиваемого рабочего агента с визуальным мониторингом замеряемых и командных параметров; поддержания необходимой температуры как в станции управления, так и внутри защитного корпуса; контроля сохранности оборудования и мониторинга местоположения оборудования; определения наличия и концентрации газов в атмосферном воздухе внутри защитного корпуса с осуществлением при необходимости вывода газа за пределы защитного корпуса и охлаждения оборудования; автономной работы станции управления без наличия питающей сети в течение требуемого периода времени.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтегазовых месторождений методом поддержания пластового давления. В способе через соединительный узел к трубной обвязке устьевой арматуры нагнетательной скважины устанавливают защитный корпус, подключают оборудование к источнику питания. Дистанционно программируют управляющий контроллер и подают с управляющего контроллера сигнал на привод запорно-перепускного устройства, производят закачку рабочего агента в постоянном установившемся режиме. Осуществляют замер параметров рабочего агента и обработку информации о параметрах режима закачки. Передают полученную информацию на устройство приема передачи, а затем в ЭВМ с соответствующим программным обеспечением. При необходимости производят: регулирование режима закачки, подачу дополнительного агента, очистку фильтра. Оборудование включает прикрепленные к трубе водовода и размещенные последовательно в защитном корпусе первый датчик давления, горизонтальный фильтр с быстросъёмной крышкой, выведенной за пределы защитного корпуса, второй датчик давления, расходомер, запорно-перепускное устройство с запорным элементом, приводом, каналом подвода дополнительного агента и встроенным соплом подачи дополнительного агента, третий датчик давления. Проходной канал в трубке запорно-перепускного устройства выполнен каплеобразной формы. Внутри защитного корпуса имеются датчик температуры рабочего агента, первое устройство обогрева, первый датчик температуры воздуха, первый модуль безопасности, газоанализатор, блок вентиляции. В станции управления имеются второе устройство обогрева, второй датчик температуры воздуха, второй модуль безопасности, управляющий контроллер, модем, дисплей, блок питания и аккумулятор. Техническое решение позволяет обеспечить повышение качества разработки нефтегазового месторождения методом поддержания пластового давления на установившемся постоянном режиме закачки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ разработки нефтегазового месторождения методом поддержания пластового давления на установившемся постоянном режиме закачки, включающий закачку рабочего агента в нагнетательную скважину с заданными параметрами с возможностью поддержания пластового давления на заданном уровне объемов закачки, осуществление регистрации и контроля параметров управляющим контроллером, осуществление периодической смены режима закачки рабочего агента в нагнетательную скважину управляющим сигналом с управляющего контроллера на привод запорно-перепускного устройства при несовпадении текущих параметров с заданными параметрами, изменяя при этом давление и/или объемы закачки, отличающийся тем, что через соединительный узел, представляющий собой комплекс из задвижки подачи рабочего агента, задвижки вывода рабочего агента и задвижки разобщения рабочего агента, к трубной обвязке устьевой арматуры нагнетательной скважины устанавливают защитный корпус, включающий в себя прикрепленные к трубе водовода и размещенные последовательно в защитном корпусе первый датчик давления, горизонтальный фильтр с быстросъёмной крышкой, выведенной за пределы защитного корпуса, второй датчик давления, расходомер, запорно-перепускное устройство с запорным элементом, приводом, каналом подвода дополнительного агента и встроенным соплом подачи дополнительного агента, третий датчик давления, а также имеющиеся внутри защитного корпуса датчик температуры рабочего агента, первое устройство обогрева, первый датчик температуры воздуха, первый модуль безопасности, газоанализатор, блок вентиляции и вынесенную в отдельный корпус станцию управления, включающую в себя второе устройство обогрева, второй датчик температуры воздуха, второй модуль безопасности, управляющий контроллер, модем, дисплей, блок питания и аккумулятор, производят при необходимости регулировку ножек защитного корпуса, подключают оборудование к источнику питания через блок питания, дистанционно программируют управляющий контроллер посредством проводной или беспроводной связи путем ввода в программное обеспечение управляющего контроллера заданных значений параметров закачки из проектной документации, далее запускают нагнетательную скважину в работу и подают с управляющего контроллера управляющий сигнал на привод запорно-перепускного устройства, под действием которого происходит перемещение запорного элемента, производят закачку рабочего агента в постоянном установившемся режиме, осуществляют замер параметров закачиваемого рабочего агента при помощи первого датчика давления, второго датчика давления, третьего датчика давления, датчика температуры рабочего агента и расходомера, производят визуальный мониторинг замеряемых и командных параметров, отображаемых на дисплее управляющего контроллера, осуществляют обработку информации о параметрах режима закачки рабочего агента путем сравнения текущих параметров с заданными параметрами в режиме реального времени в управляющем контроллере с программным обеспечением, передают полученную по соединительным кабелям и обработанную управляющим контроллером в процессе измерения информацию через модем на устройство приема передачи, а затем в электронно-вычислительную машину – ЭВМ с соответствующим программным обеспечением, далее при необходимости производят регулирование режима закачки путем дистанционной передачи информации с ЭВМ на устройство приема передачи и далее через модем на управляющий контроллер, который посылает посредством кабеля управляющий сигнал на привод запорно-перепускного устройства, под действием которого происходит перемещение запорного элемента в запорно-перепускном устройстве от одного заданного положения в другое заданное положение, частично или полностью закрывая или открывая при этом проходной канал каплеобразной формы в трубке, по мере необходимости по каналу подвода дополнительного агента производят подачу химического реагента или газа через сопло подачи дополнительного агента, встроенное в запорно-перепускное устройство, в процессе работы по разнице значений давлений, измеренных первым и вторым датчиком давления, определяют степень засоренности фильтра и при необходимости производят очистку фильтра, также поддерживают необходимую температуру как внутри защитного корпуса, так и внутри станции управления путем включения или выключения, соответственно, первого устройства обогрева и второго устройства обогрева, в процессе работы осуществляют постоянный дистанционный мониторинг за сохранностью и местоположением оборудования посредством первого модуля безопасности и второго модуля безопасности, производят дистанционный контроль за концентрацией газов в атмосферном воздухе внутри защитного корпуса при помощи газоанализатора, осуществляют при необходимости автоматизированный запуск блока вентиляции, производят переход к автономной работе станции управления за счет аккумулятора в случае возникновения проблем с питающей сетью, отсекают оборудование от нагнетательной скважины без остановки процесса закачки на время проведения работ по ремонту или замене оборудования, для чего перекрывают задвижку подачи рабочего агента и задвижку вывода рабочего агента, а задвижку разобщения рабочего агента оставляют при этом открытой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что между вторым датчиком давления и расходомером устанавливают насос, запускаемый управляющим контроллером в работу при недостаточном давлении в трубе водовода.

3. Оборудование для разработки нефтегазового месторождения методом поддержания пластового давления на установившемся постоянном режиме закачки, включающее, запорно-перепускное устройство с приводом, управляющий контроллер с программным обеспечением, расположенный в станции управления и соединенный с приводом запорно-перепускного устройства с возможностью поддержания пластового давления на заданном уровне объемов закачки, датчик давления, датчик температуры рабочего агента и расходомер, соединенные с управляющим контроллером, отличающееся тем, что оборудование включает в себя прикрепленные к трубе водовода и размещенные последовательно в защитном корпусе первый датчик давления, горизонтальный фильтр с быстросъёмной крышкой, выведенной за пределы защитного корпуса, второй датчик давления, расходомер, запорно-перепускное устройство с запорным элементом, приводом, каналом подвода дополнительного агента и встроенным соплом подачи дополнительного агента, третий датчик давления, при этом проходной канал в трубке запорно-перепускного устройства выполнен каплеобразной формы, а внутри защитного корпуса имеются датчик температуры рабочего агента, первое устройство обогрева, первый датчик температуры воздуха, первый модуль безопасности, газоанализатор, блок вентиляции, а станция управления, вынесенная в отдельный корпус, включает в себя второе устройство обогрева, второй датчик температуры воздуха, второй модуль безопасности, управляющий контроллер, модем, дисплей, блок питания и аккумулятор, при этом защитный корпус оборудован регулируемыми ножками и выполнен с возможностью прикрепления к соединительному узлу, представляющему собой комплекс из задвижки подачи рабочего агента, задвижки вывода рабочего агента и задвижки разобщения рабочего агента, при этом задвижка подачи рабочего агента и задвижка вывода рабочего агента с одной стороны присоединены к концам труб водовода, выходящим из защитного корпуса, а с другой стороны присоединены через участки труб водовода и задвижку разобщения рабочего агента к трубной обвязке устьевой арматуры нагнетательной скважины.

4. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что оно дополнительно оснащено насосом, установленным между вторым датчиком давления и расходомером.

5. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что запорно-перепускное устройство представляет собой задвижку или регулятор.

6. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что сопло подачи дополнительного агента выполнено в форме распылителя, диаметры отверстий которого меньше диаметра проходного каплеобразного канала в трубке запорно-перепускного устройства.

7. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что первое устройство обогрева выполнено в виде, по меньшей мере, одного греющего взрывозащищенного кабеля или, по меньшей мере, одной греющей взрывозащищенной пластины.

8. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что второе устройство обогрева выполнено в виде, по меньшей мере, одного взрывозащищенного нагревателя.

9. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что первый и второй модули безопасности представляют собой блок электроники, состоящий из сенсора, датчика вскрытия и передвижения, GPS модуля.

10. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что устройство приема передачи данных представляет собой блок электроники с антенной или блок электроники без антенны.

11. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что запорный элемент запорно-перепускного устройства представляет собой диск или гильзу-втулку.

12. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что датчик температуры рабочего агента представляет собой накладной датчик температуры или датчик температуры в составе расходомера.

13. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что блок вентиляции представляет собой блок вентиляции принудительного типа.

14. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что первый датчик давления, горизонтальный фильтр, второй датчик давления, расходомер, запорно-перепускное устройство, третий датчик давления, задвижка подачи рабочего агента, задвижка вывода рабочего агента и задвижка разобщения рабочего агента присоединены к трубе водовода посредством быстросъемных фланцевых соединений или резьбовых соединений, или сварных соединений.

15. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что защитный корпус выполнен с возможностью двухстороннего обслуживания.

16. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что защитный корпус выполнен с утеплением.