Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КУСТОВОГО СБРОСА И УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНО ДОБЫВАЕМОЙ ВОДЫ

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.