Способ регулирования работы скважины предварительного сброса воды Российский патент 2024 года по МПК E21B43/12 

Изобретение относится к оборудованию нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции нефтяных скважин на нефть и воду.

Одним из основных направлений модернизации систем обустройства старых нефтяных месторождений является обеспечение раннего сброса и утилизации пластовых вод, позволяющее сократить объемы перекачки нефте-водяной смеси.

Известен способ регулирования скважины предварительного сброса воды, включающий замер плотностей нефти и воды, подачу сырой нефти с нефтяным газом в скважину, заглушенную пакером по трубной вставке, замер количества подаваемой сырой нефти и нефтяного газа, а также обводненности сырой нефти, определяют количество поступающей обезвоженной нефти, отвод частично обезвоженной нефти и нефтяного газа из затрубного пространства скважины, отвод сбрасываемой воды по внутренней колонне, замер количества сбрасываемой воды, замер давления сырой нефти с нефтяным газом на входе в скважину, давления частично обезвоженной нефти и нефтяного газа на выходе из затрубного пространства скважины и давления сбрасываемой воды на выходе из внутренней колонны, регулирование осуществляют путем изменения площади проходных сечений на входе в скважину, на выходе из затрубного пространства и на выходе из внутренней колонны, например, при помощи задвижек /Шаякберов В.Ф., Латыпов И.А. и др. Технология предварительного кустового сброса воды с использованием выведенных из эксплуатации скважин // Научно-технический вестник ОАО «НК «Роснефть». - М., 2011. - №3. - С.36-37/.

Недостатком известного способа является трудоемкость процесса управления работой скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретения является способ регулирования работы скважины предварительного сброса воды, включающий подачу сырой нефти с нефтяным газом по трубной вставке в скважину, заглушенную пакером, замер количества и отвод сбрасываемой воды по внутренней колонне, а также частично обезвоженной нефти и нефтяного газа из затрубного пространства скважины и регулирование количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа (RU 2542030 С1). При этом регулирование работы скважины в известном способе осуществляется путем изменения площади проходных сечений на входе в скважину, и/или на выходе из затрубного пространства, и/или на выходе из внутренней колонны, например, при помощи задвижек.

Недостатком известных способов регулирования работы скважины предварительного сброса воды является сложность и трудоемкость процесса управления работой скважины и его недостаточная надежность, вызванная необходимостью использования значительного количества замеряемых параметров фракции в скважине, сказывающейся на эффективности обезвоживания флюида.

Задачей заявляемого технического решения является создание простого способа регулирования работой скважины предварительного сброса воды и повышения эффективности обезвоживания флюида.

Техническим результатом является снижение трудоемкости процесса регулирования работой скважины предварительного сброса воды при повышении эффективности обезвоживания флюида.

Технический результа достигается за счет того, что в способе регулирования работы скважины предварительного сброса воды, включающем подачу сырой нефти с нефтяным газом по трубной вставке в скважину, заглушенную пакером, замер количества и отвод сбрасываемой воды по внутренней колонне, а также частично обезвоженной нефти и нефтяного газа из затрубного пространства скважины и регулирование количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа в отличие от прототипа регулирование количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа производят изменением числа оборотов погружного насоса выкачивающего воду через внутреннюю колонну, обеспечивающим в скважине в заданном диапазоне высоту столба сбрасываемой воды и предотвращающем попадание нефти во внутреннюю колонну.

Кроме того, возможны следующие дополнительные приемы способа: изменение числа оборотов погружного насоса выкачивающего воду через внутреннюю колонну производится частотными преобразователями станции управления электродвигателями насосов, путем подачи управляющих сигналов от датчиков уровня сбрасываемой воды, установленных на верхнем, среднем и нижнем уровнях заданного диапазона значений высоты столба сбрасываемой воды; высоту столба сбрасываемой воды в скважине выбирают из диапазона от 200 м до 3000 м от расположения пакера; при регулировании количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа проводят замер поступающих в скважину плотностей нефти и воды, замер количества подаваемой сырой нефти и нефтяного газа, а также обводненности сырой нефти, определение количества поступающей обезвоженной нефти, замер количества сбрасываемой воды, ствол скважины разбивают по высоте на один или более участков, замеряют на одном или более участках интегральную обводненность, а также высоту и объемы этих участков, определяют количество обезвоженной нефти на этих участках и сравнивают его с количеством поступающей в скважину обезвоженной нефти.

Дополнительно, например по методике (RU 2542030 С1) при регулировании количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа можно производить замер поступающих в скважину плотностей нефти и воды, замер количества подаваемой сырой нефти и нефтяного газа, а также обводненности сырой нефти, количества поступающей обезвоженной нефти, количества сбрасываемой воды. При этом ствол скважины разбивают по высоте на один или более участков, замеряют на одном или более участках интегральную обводненность, на участках замеряют перепад гидростатического давления, интегральную обводненность на участке определяют по формуле

;

где n_н - интегральная обводненность (объемное влагосодержание сырой нефти); ρ_н - плотность нефти; ρ_в - плотность воды; Δρ_ж - перепад гидростатического давления по столбу жидкости на участке ствола скважины высотой h u g - ускорение свободного падения (RU ), высоту и объемы этих участков, и сравнивают его с количеством поступающей в скважину обезвоженной нефти.

Сущность заявляемого способа, возможность его осуществления и использования иллюстрируются описанием процессом регулирования работы скважины предварительного сброса воды и нижеприведенными примерами.

На фигуре 1 (фиг.1) представлена схема скважины предварительного сброса воды. На фигуре 2 – схема распределения в скважине разделяемых фракций. Фигуры содержат: 1 – скважина, 2 – пакер, 3 – погружной электронасос, 4 – внутренняя колонна, 5 – трубная вставка, 6 – трубопровод отвода нефти, 7 – трубопровод подвода сырой нефти, 8 – датчики уровня сбрасываемой воды.

Заявляемый способ регулирования работы скважины предварительного сброса воды осуществляется следующим образом.

По трубопроводу подвода сырой нефти 7 в трубную вставку 5 поступает сырая нефть с нефтяным газом, которые затем попадают во внутрь скважины 1, заглушенный пакером 2 (фиг. 1 и фиг.2). После заполнения скважины 1 происходит сепарация нефть с нефтяным газом на частично обезвоженную нефть и воду (фиг.2). Частично обезвоженная нефть с нефтяным газом поднимаются вверх по стволу скважины 1 по затрубному пространству, образованному наружной поверхностью трубной вставки 5 и внутренней поверхностью скважины 1 и отводятся по трубопроводу отвода нефти 6. Вода, обладающая большим по сравнению с нефтью удельной плотностью, стекает вниз по стволу скважины 1 и отводится по внутренней колонне 4 за счет ее откачки из ствола скважины 1 погружным насосом 3. При этом регулирование количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа производится за счет изменения числа оборотов погружного насоса 3, который выкачивает воду через внутреннюю колонну 4 и обеспечивает в скважине 1 в заданном диапазоне высоту столба сбрасываемой воды. При уменьшении ствола сбрасываемой воды, от датчиков уровня 8 поступает управляющий сигнал на частотные преобразователи станции управления электродвигателями и происходит снижение числа оборотов погружного насоса 3, направленного на поддержиние постоянного заданного значения высоты столба сбрасываемой воды в скважине 1 и наоборот, при превышении заданного значения высоты столба сбрасываемой воды датчики 8 подают на частотные преобразователи станции управления электродвигателями сигнал на увеличение оборотов насоса 3. При этом поддержание заданной высоты столба сбрасываемой воды, предотвращает попадание нефти во внутреннюю колонну 4, поскольку постоянное присутствие столба сбрасываемой воды, находящийся в скважине 1 является барьером, препятствующим попаданию нефти и других более легких фракций в зону откачки сбрасываемой воды насосом 3 . Таким образом, обеспечивая постоянную высоту столба сбрасываемой воды в скважине осуществляют регулирование работы скважины.

Конкретный пример

По трубопроводу подвода сырой нефти в трубную вставку поступал флюид (сырая нефть с нефтяным газом) в количестве 144 м³/сутки, обводненность которого составляла 92%. В скважине, для обеспечения надежного отделения сбрасываемой воды от частично обезвоженного флюида задавались высоты столба сбрасываемой воды в скважине в диапазоне от 500 м до 1000 м (500 м, 750 м, 1000 м ). По заданной высоте столба сбрасываемой воды в скважине устанавливались датчики уровня сбрасываемой воды, подключенные к частотным преобразователями станции управления электродвигателями насосов, обеспечивающих изменение числа оборотов электронасоса (ЭЦН 3-125). Электронасос располагался на уровне 2 м над пакером и был присоединен к внутренней колонне с возможностью откачки воды через нее из скважины. Замерялись количество сбрасываемой воды и частично обезвоженного флюида, а также обводненность последнего (таблица).

№ высота столба сбрасываемой воды в скважине, м количество сбрасываемой воды, м³/сутки количество частично обезвоженного флюида, м³/сутки Средняя величина обводненности частично обезвоженного флюида, % 1 500 78 66 82,5 2 750 81 63 81,7 3 1000 82 71 81,4

Испытания, проведенные в аналогичных условиях (флюид. в количестве 144 м³/сутки, с обводненностью 92%.) для прототипа (RU 2542030 С1), показало, что величина обводненности частично обезвоженного флюида составила в среднем от 86 %.

Результаты проведенных исследований показали на возможность использования нетрудоемкого и простого способа регулирования работой скважины предварительного сброса воды за счет поддержания заданной высоты столба сбрасываемой воды в скважине, что подтверждает технический результат заявляемого изобретения - снижение трудоемкости процесса регулирования работой скважины предварительного сброса воды при повышении эффективности обезвоживания флюида.

Изобретение относится к оборудованию нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции нефтяных скважин на нефть и воду. Способ регулирования работы скважины предварительного сброса воды включает подачу сырой нефти с нефтяным газом по трубной вставке в скважину, заглушенную пакером. Осуществляют замер количества и отвод сбрасываемой воды по внутренней колонне, а также частично обезвоженной нефти и нефтяного газа из затрубного пространства скважины и регулирование количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа. При этом регулирование количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа производят изменением числа оборотов погружного насоса, выкачивающего воду через внутреннюю колонну, обеспечивающим в скважине в заданном диапазоне высоту столба сбрасываемой воды и предотвращающим попадание нефти во внутреннюю колонну. Техническим результатом является снижение трудоемкости процесса регулирования работы скважины предварительного сброса воды при повышении эффективности обезвоживания флюида. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ регулирования работы скважины предварительного сброса воды, включающий подачу сырой нефти с нефтяным газом по трубной вставке в скважину, заглушенную пакером, замер количества и отвод сбрасываемой воды по внутренней колонне, а также частично обезвоженной нефти и нефтяного газа из затрубного пространства скважины и регулирование количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа, отличающийся тем, что регулирование количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа производят изменением числа оборотов погружного насоса, выкачивающего воду через внутреннюю колонну, обеспечивающим в скважине в заданном диапазоне высоту столба сбрасываемой воды и предотвращающим попадание нефти во внутреннюю колонну.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение числа оборотов погружного насоса, выкачивающего воду через внутреннюю колонну, производится частотными преобразователями станции управления электродвигателями насосов, путем подачи управляющих сигналов от датчиков уровня сбрасываемой воды, установленных на верхнем, среднем и нижнем уровнях заданного диапазона значений высоты столба сбрасываемой воды.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что высоту столба сбрасываемой воды в скважине выбирают из диапазона от 200 до 3000 м от расположения пакера.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что высоту столба сбрасываемой воды в скважине выбирают из диапазона от 200 до 3000 м от расположения пакера.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что при регулировании количества отвода сбрасываемой воды, обезвоженной нефти и нефтяного газа проводят замер поступающих в скважину плотностей нефти и воды, замер количества подаваемой сырой нефти и нефтяного газа, а также обводненности сырой нефти, определение количества поступающей обезвоженной нефти, замер количества сбрасываемой воды, ствол скважины разбивают по высоте на один или более участков, замеряют на одном или более участках интегральную обводненность, а также высоту и объемы этих участков, определяют количество обезвоженной нефти на этих участках и сравнивают его с количеством поступающей в скважину обезвоженной нефти.