Результат интеллектуальной деятельности: Система поддержания пластового давления

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к системе поддержания пластового давления.

Известна система закачки воды в нагнетательные скважины (патент RU № 2547029, МПК Е21В 43/20, опубл. 10.04.2015 в Бюл. в № 10), включающая кустовую насосную станцию с насосом, подводящий к насосу водовод с датчиком давления, выкидной водовод насоса, блок гребенки, систему разводящих водоводов после насоса с расходомерами, запорно-регулирующую арматуру, низкоприемистые нагнетательные скважины с обратными клапанами и высокоприемистые нагнетательные скважины, причем система закачки воды в нагнетательные скважины предусматривает цикличный режим работы с циклами повышения и понижения давления в подводящем водоводе, высокоприемистые нагнетательные скважины снабжены регуляторами расхода пружинного типа, на подводящем к насосу водоводе размещен регулятор давления, обвязанный байпасной линией с регулятором расхода и автоматизированной задвижкой, функционально связанной с кустовым контроллером, обеспечивающим сбор информации с расходомеров и датчика давления с анализом выполнения задания по закачке воды по разводящим водоводам, при этом автоматизированная задвижка выполнена с возможностью по сигналу контроллера обеспечения потока воды через байпасную линию для компенсации закачки воды в низкоприемистые нагнетательные скважины при суммарной недозакачке в них.

Недостатком данной системы является сложность и низкая надежность при реализации из-за наличия большого количества измерительного и регулирующего оборудования, осуществляют разделение только по приемистости, что требует постоянной регулировки по давлению, при этом не используется излив из водосодержащих скважин.

Наиболее близкой по технической сущности является система поддержания пластового давления (патент на ПМ RU № 92090, МПК Е21В 43/20, опубл. 10.03.2010 в Бюл. № 7), включающая кустовую насосную станцию с насосом высокого давления с выкидным водоводом, сообщенным водоводами с нагнетательными скважинами, работающими при различных давлениях нагнетания и/или вскрывшие пласты с различными коллекторскими свойствами, причем система дополнительно снабжена водозаборными скважинами с высоконапорными насосами, соединенными каждая с водоводами, идущими к нагнетательным скважинам более высокого давления нагнетания и/или с более высокими требованиями к качеству воды в зависимости от коллекторских свойств пластов, при этом эти водоводы сообщены с выкидным водоводом кустовой насосной станции через регулируемое гидросопротивление.

Недостатками данной системы являются узкая область применения из-за отсутствия контроля по приемистости и возможности компенсации недозакачки воды и работы только с двумя типами скважины, оставляя остальные неохваченными заводнением, нет возможности раздельной закачки по группам скважин.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание простой и надежной системы поддержания давления за счет разделения скважин по приемистости и по пластовому давлению и осуществления возможности дозакачки воды в нагнетательные скважины при недозакачке в них.

Техническая задача решается системой поддержания пластового давления (ППД), включающей кустовую насосную станцию с насосом высокого давления с выкидным водоводом, сообщенным через гребенки водоводами с нагнетательными скважинами, работающими при различных давлениях нагнетания и/или вскрывшие пласты с различными коллекторскими свойствами, водозаборные скважины, сообщенными водоводами с соответствующими нагнетательными скважинами.

Новым является то, что нагнетательные скважины с близкой приемистостью, давлению закачки и физико-химическому составу допустимой для закачки воды сгруппированы при помощи соответствующих водоводов гребёнки, которые через регулируемые задвижки сообщены с выкидным водоводом, а водозаборные скважины с однотипным по физико-химическому составу воды и давления закачки сообщены с соответствующими водоводами в гребенке, позволяющими осуществлять сифонную перекачку из водозаборных скважин в соответствующие нагнетательные скважины.

На чертеже изображена схема системы ППД.

Система поддержания пластового давления включает кустовую насосную станцию (КНС) 1 с насосом 2 высокого давления с выкидным водоводом 3, сообщенным через гребенки 4 и 4’ водоводами 5 с нагнетательными скважинами 6, 7, 8 и 9, работающими при различных давлениях нагнетания и/или вскрывшие пласты (не показаны) с различными коллекторскими свойствами, водозаборные скважины 10 и 11, сообщенными водоводами 12 с соответствующими нагнетательными скважинами 6 и 7, 8 9. Нагнетательные скважины 6, 7, 8 или 9 с близкой приемистостью, давлению закачки и физико-химическому составу допустимой для закачки воды сгруппированы при помощи соответствующих водоводов 5 гребёнки 4 или 4’, которые через регулируемые задвижки 13 сообщены с выкидным водоводом 3. Водозаборные скважины 10 или 11 с однотипным по физико-химическому составу воды и давления закачки сообщены с соответствующими водоводами 12 в гребенке 4 или 4’, позволяющими осуществлять сифонную перекачку из водозаборных скважин 10 или 11 в соответствующие нагнетательные скважины 6 или 7, 8, 9.

Система работает следующим образом.

Нагнетательные скважины 6, 7, 8 и 9 с близкой приемистостью, давлению закачки и физико-химическому составу допустимой для закачки воды разбиты на две группы: первая - скважины 6 (сернистая вода с пластовым давлением 6 МПа), вторая - скважины 7 (с пластовым давлением 8 МПа), 8 (с пластовым давлением 8,5 МПа), 9 (с пластовым давлением 9 МПа). При помощи соответствующих водоводов 5 скважины 6 соединили с гребенкой 4, а скважины 7, 8 и 9 - с гребёнкой 4’. Гребенки 4 и 4’ через регулируемые задвижки 13 сообщены с выкидным водоводом 3. Водозаборные скважины 10 и 11 с близкой приемистостью, давлением закачки и физико-химическом составом также разделили на две группы: первая - скважины 10 (с составом воды не взаимодействующим с серой и ее соединениями и с пластовым давлением 6,5 МПа), вторая - скважины 11 (с пластовым давлением 9,5 МПа). При помощи соответствующих водоводов 12 скважины 10 соединили с гребенкой 4, а скважины 11 - с гребёнкой 4’. Гребенки 4 и 4’ через регулируемые задвижки 13 сообщены с выкидным водоводом 3, который через насосом 2 высокого давления соединён с КНС 1. Через КНС 1 насосом 2 через гребенку 4 по водоводу 12 в водозаборные скважины 10 насосом 2 высокого давления закачали воду до давления (10 МПа), достаточного для излива из скважин 10, после чего перекрыли задвижкой 13 закачку из КНС 1 и гидравлически в гребенке 4 соединили скважины 10 и 6. В результате жидкость по водоводам 12 поступила в гребенку 4, откуда была перенаправлена по водоводу 5 в скважины 6, осуществляя сифонную перекачку воды. При этом через КНС 1 насосом 2 через гребенку 4’ по водоводу 12 в водозаборные скважины 11 насосом 2 высокого давления закачали воду до давления (12 МПа), достаточного для излива из скважин 11, после чего перекрыли задвижкой 13 закачку из КНС 1 и гидравлически в гребенке 4’ соединили с учетом гидравлических потерь скважины 11 и 7, 8 и 9. В результате жидкость по водоводам 12 поступила в гребенку 4’, откуда была перенаправлена по водоводу 5 в скважины 7, 8 и 9, осуществляя сифонную перекачку воды. Причем перекачка ведется без использования внешних источников нагнетания, что значительно упрощает конструктивно систему ППД и повышает ее надежность. В случае обрыва гидравлического соединения между водонапорными скважинами 10 или 11 с нагнетательными скважинами 6 или 7, 8, 9 соотвественно циклы закачки и перекачки воды через гребенки 4 и 4’ повторяли. В случаях, когда объем закачиваемой воды в скважины 6, 7, 8 или 9 меньше требуемого в гребенки 4 или 4’ через соответствующие регулируемые задвижки 13 и гребенки 4 и 4’ из КНС 1 насосом 2 дозакачивается в соответствующие скважины 6, 7, 8 или 9 с соответствующим давлением, превышавшим пластовое давление в скважинах 6, 7, 8 или 9, но меньшим (6,3 МПа или 9,4 МПа с учетом столба жидкости соответственно) пластового давления водозаборных скважин 10 или 11.

Предлагаемая система поддержания давления проста и надежна за счет разделения скважин по приемистости и по давлению закачки и осуществления возможности дозакачки воды в нагнетательные скважины при недозакачке в них.