система сбора продукции нефтяного месторождения

Формула изобретения

Система сбора продукции нефтяных месторождений, включающая скважины, групповые замерные установки, связанные трубопроводами с дожимной насосной станцией, трубопроводы для транспортирования нефти и газа с дожимной насосной станции на центральный пункт сбора, кустовую насосную станцию системы поддержания пластового давления и источник энергоснабжения, отличающаяся тем, что она состоит из автономных блоков, связанных с центральным пунктом сбора трубопроводом для совместного транспортирования нефти и газа, причем каждый из блоков содержит одну дожимную насосную станцию с водоотделителем на входе и связанные с ней групповые замерные установки, и одну кустовую насосную станцию с прилегающими к ним скважинами и трубопроводами, при этом дожимная насосная станция размещена на общей промплощадке с кустовой насосной станцией с возможностью подачи на нее воды под рабочим давлением водоотделителя, а количество автономных блоков на месторождении составляет

N=n-b,

где n - общее количество кустовых насосных станций на месторождении;

b - количество кустовых насосных станций на месторождении, водоснабжение которых производится непосредственно с центрального пункта сбора и подготовки нефти,

а вышеупомянутые технологические объекты каждого автономного блока связаны с источником энергоснабжения с возможностью их одновременной остановки и пуска.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сбору нефти, газа и воды на нефтяном месторождении.

Известна система сбора и совместного транспорта нефти и газа с месторождения на центральный пункт сбора и подготовки нефти (ЦПС), включающая сепараторы для разделения продукции скважин на обводненную нефть и газ с последующим отделением воды от нефти на ЦПС и транспортированием ее в систему поддержания пластового давления (ППД) (а. с. 623049, F 17 D 1/00, оп. 5.09.78). Недостатком системы является то, что продукция скважин транспортируется за счет энергии пласта или глубинных насосов, что накладывает ограничение на производительность скважин и сокращает межремонтный период.

Известна система сбора продукции нефтяного месторождения, которая включает скважины, групповые замерные установки, связанные трубопроводами с дожимной насосной станцией (ДНС), оборудованной сепараторами, отстойниками, резервуарами и факельным хозяйством, напорный трубопровод для откачки предварительно обезвоженной нефти с ДНС на центральный пункт сбора, газопровод для подачи газа с ДНС на центральный пункт сбора и источник энергоснабжения. Подобная система сбора является составной частью технологической цепочки (технологической схемы), которая предусматривает подачу сточной воды, отделяемой от нефти, при помощи насосов кустовой насосной станции (КНС) по напорному водоводу в систему ППД (РД 39-01-0148311-605-86, стр. 13, п. 2.1.3.4).

Известная система работает достаточно эффективно на месторождениях, продукция которых обводнена на 30-40%, однако, при использовании ее на крупных месторождениях с высокой обводненностью добываемой продукции (70% и выше) выявляется ряд недостатков.

Во-первых, в связи с большим объемом воды, добываемой вместе с нефтью, ее подготовка проводится не в герметичных аппаратах, а в технологических резервуарах путем отстоя и далее насосами откачивается на кустовые насосные станции.

В результате такой технологии водоподготовки сточная вода насыщается кислородом воздуха, повышается ее коррозионная агрессивность, что приводит к коррозионному поражению резервуаров, насосов и водоводов. Кроме того, из резервуаров водоподготовки испаряются углеводородные и кислые газы, что негативно сказывается на экологическом состоянии атмосферного воздуха.

Во-вторых, в известной системе сбора для откачки воды в систему поддержания пластового давления требуются водоводы большой протяженности (от ЦПС до КНС), длина которых достигает 15-20 км и более.

Еще одним недостатком известной системы сбора является большая металлоемкость и громоздкость дожимных насосных станций, так как они (ДНС) содержат в своем составе традиционные технологические объекты - сепараторы, отстойники, резервуары, факельное хозяйство, трубопроводы для раздельной подачи нефти и газа с ДНС на ЦПС, резервуары для накопления воды при остановках откачки воды в систему поддержания пластового давления.

Кроме того, известная система сбора с традиционными дожимными насосными станциями занимает значительные площади земель, что является существенным недостатком в зонах земледелия, а также на заболоченных участках и землях гослесфонда.

Таким образом, возникает проблема создания простой и надежной в эксплуатации системы сбора продукции на месторождениях с обводненностью более 70%, обладающей к тому же широкими технологическими возможностями.

Указанная проблема решается предлагаемой системой сбора продукции нефтяных месторождений, включающей скважины, групповые замерные установки, связанные трубопроводами с дожимной насосной станцией (ДНС), трубопроводы для транспортирования нефти и газа с ДНС на центральный пункт сбора, кустовую насосную станцию системы поддержания пластового давления и источник энергоснабжения. Подобная система сбора продукции нефтяных месторождений согласно изобретению состоит из автономных блоков, связанных с ЦПС единым трубопроводом для совместного транспорта нефти и газа, причем каждый из блоков содержит одну дожимную насосную станцию с водоотделителем на входе и связанные с ней групповые замерные установки и одну кустовую насосную станцию с прилегающими к ним скважинами и трубопроводами, при этом дожимная насосная станция каждого блока размещена на общей промплощадке с кустовой насосной станцией с возможностью подачи на нее воды под рабочим давлением водоотделителя, а количество автономных блоков на месторождении составляет

N = n - b,

где n - общее количество кустовых насосных станций на месторождении;

b - количество кустовых насосных станций на месторождении, водоснабжение которых производится непосредственно с центрального пункта сбора и подготовки нефти,

а вышеупомянутые технологические объекты каждого автономного блока связаны с источником энергоснабжения с возможностью их одновременной остановки и пуска.

В качестве водоотделителя целесообразно использовать трубный водоотделитель.

Пояснение к математической формуле: на любом месторождении имеется несколько групповых установок (скважин), которые расположены достаточно близко к центральному пункту и подают свою продукцию на него под собственным рабочим давлением, т. е. без дожимных насосных станций; имеются несколько кустовых насосных станций, которые расположены достаточно близко к центральному пункту и вода для них подается по традиционной технологии по водоводам с центрального пункта сбора и подготовки нефти. Эти кустовые насосные станции не входят в блоки и в формуле учитываются параметром b.

Таким образом, предлагаемая система сбора продукции нефтяного месторождения характеризуется новым взаимным расположением элементов (компоновка нескольких автономных блоков из известных технологических элементов - скважины, групповые замерные установки, дожимная насосная станция, кустовая насосная станция), а также формой выполнения связей между элементами (замена напорного водовода большой протяженности для транспортирования воды от дожимной насосной станции на кустовую насосную станцию на водовод малой протяженности, функционирующий под рабочим давлением водоотделителя).

Разделение системы сбора продукции на несколько блоков обеспечивает высокую надежность системы сбора за счет автономности функционирования каждого блока, повышает экологическую безопасность за счет полной герметизации процесса, снижает потери легких фракций нефти от испарений.

Размещение дожимной насосной станции каждого блока на общей промплощадке с кустовой насосной станцией с возможностью подачи на нее воды под рабочим давлением водоотделителя позволяет максимально сократить длину водовода и величину рабочих давлений, что снижает вероятность аварийных ситуаций и их последствий, упрощает систему путем исключения насоса для подачи воды с ДНС на КНС. Кроме того, такое размещение дает значительную экономию электроэнергии за счет реализации сточной воды в районе ее добычи, занимает меньшие площади земель.

Энергоснабжение технологических объектов каждого блока с возможностью их одновременной остановки и пуска позволяет снизить металлоемкость системы сбора, так как предлагаемый принцип энергоснабжения позволяет исключить из состава дожимной насосной станции аварийные емкости, резервуары, факельное хозяйство, сложную автоматику и т.д.

На фиг. 1 показан состав одного автономного блока. На фиг. 2 показана общая схема системы сбора продукции нефтяного месторождения.

Автономный блок содержит добывающие скважины 1, групповые замерные установки 2, водоотделитель 3, дожимную насосную станцию 4 и кустовую насосную станцию 5. Технологические элементы блока связаны между собой системой трубопроводов, т. е. нефтегазопроводов 6 и водоводов 7, трубопровода 8 для совместного транспорта нефти и газа с ДНС на ЦПС, как это показано на фиг. 1.

На фиг. 2, кроме уже перечисленных элементов, изображены центральный пункт сбора и подготовки нефти 9 и кустовая насосная станция 10, которая не входит в состав автономного блока, их количество на месторождении учитывается параметром b (см. формулу изобретения).

Система работает следующим образом (см. фиг. 1). Добываемая из скважин 1 нефть вместе с газом и попутной пластовой водой под давлением на устье скважин поступает на групповые замерные установки 2 и далее транспортируется на дожимную насосную станцию 4 через установленный на ее приеме водоотделитель 3, здесь происходит предварительное отделение воды от нефти, вода под рабочим давлением водоотделителя подается на кустовую насосную станцию 5 системы поддержания пластового давления и далее заканчивается в нагнетательные скважины.

Нефть с газом поступает из водоотделителя на прием насосов дожимной насосной станции 4 и далее по трубопроводу 8 откачивается на центральный пункт сбора и подготовки нефти 9 для сепарации нефти от газа и ее глубокого обезвоживания.

В состав дожимной насосной станции входят водоотделитель и насосы для перекачки газожидкостной смеси. Для сброса воды на дожимной насосной станции используются трубные водоотделители, например, по а.с. 2119372. Для перекачки газожидкостной смеси используются насосы, например, по а.с. 989230.

Таким образом, предлагаемая система сбора продукции нефтяного месторождения обладает следующими преимуществами:

- полная герметизация процесса сбора нефти и воды;

- минимальное количество используемого оборудования;

- высокая экологическая безопасность;

- сокращение длины водоводов за счет реализации воды в районе ее добычи;

- экономическая эффективность, за счет реализации воды в районе ее добычи;

- снижение потерь легких фракций нефти от испарений в резервуарах.

Величина ожидаемой прибыли от полного внедрения предложенной схемы в НГДУ Арланнефть составит не менее 25500 тыс. руб. в год. Срок окупаемости составит 3,6 лет.