комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды

Формула изобретения

1. Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличающаяся тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды.

2. Комплексная кустовая установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды.

3. Комплексная кустовая установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сбору газожидкостной продукции и подготовке воды для системы поддержания пластового давления (ППД) на кусте скважин.

Известно техническое решение для совместного транспорта нефти и газа [1], предполагающее сепарацию продукции скважин на обводненную нефть и газ с последующим отделением воды от нефти, в котором с целью снижения затрат на обустройство нефтяных месторождений и снижения коррозии трубопроводов воду от нефти отделяют непосредственно на месторождении. Обезвоженную нефть смешивают с отсепарированным газом и направляют по одному трубопроводу на центральный пункт промысловых сооружений. Отделившуюся воду направляют на установку для подготовки и закачки ее в пласт или использования на технологические нужды.

Недостатком является то, что возникает необходимость строительства дополнительных установок по подготовке воды, а в случае их наличия в отдаленности - еще и необходимость строительства дополнительных низконапорных водоводов, при транспорте по которым пластовая вода будет являться агрессивным коррозионным агентом.

Известна установка для добычи, предварительного обезвоживания нефти и утилизации воды [2, 3] непосредственно на кусте нефтяных скважин, состоящая из эксплуатационных скважин, сепаратора с устройством для вывода газа и воды, отстойника с нефтяным отсеком и системой поддержания пластового давления, нефтесборного и газосборного коллекторов, трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой.

Недостатком данной установки является использование для стабильной работы системы ППД дополнительной воды из водозаборной скважины, которая при смешении с попутно добываемой водой может приводить к выпадению солей, что негативно сказывается на нефтеотдаче пласта.

Наиболее близким является техническое решение для транспортирования продукции эксплуатационных нефтяных скважин [4] на кусте, предполагающее обработку поступающей из эксплуатационных скважин газоводонефтяной эмульсии деэмульгатором, затем смешение ее с термальной газонасыщенной водой из водозаборной скважины для интенсификации разрушения эмульсии и подачу последней в трехфазный сепаратор. Обводненность нефти после предварительного сброса пластовой воды и дегазации не превышает 2%; качество отделяемой при сбросе воды позволяет закачивать ее в систему поддержания пластового давления (в нагнетательные скважины) без дополнительной подготовки, а количество - не привлекать для поддержания пластового давления пресную воду из наземных источников.

Недостаток данного технического решения в том, что дополнительно требуются водозаборные скважины и подогреватели для обеспечения термальной водой каждого куста скважин. Смешение вод из различных источников практически всегда приводит к выпадению осадков солей из-за их несовместимости. Для предотвращения солеотложения требуется применение дополнительных мероприятий.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды за счет исключения смешения вод из различных источников и, соответственно, предотвращения солеотложения. Снизятся металлоемкость системы нефтесбора и поддержания пластового давления, а также энергетические затраты за счет исключения мощных насосных агрегатов, что в конечном счете позволит разгрузить кустовые насосные станции (КНС) для системы ППД.

Поставленная задача решается тем, что комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающая эксплуатационные скважины, сообщенные трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, нефтесборный коллектор и водоводы системы поддержания пластового давления, отличается тем, что содержит дополнительно шурф-колодец для доочистки попутно добываемой воды.

Комплексная кустовая установка содержит дополнительно блок очистки попутно добываемой воды.

Комплексная кустовая установка включает эксплуатационные и нагнетательные скважины нескольких близлежащих кустов, для одновременного обслуживания указанных кустов.

Высоконапорные водоводы системы ППД подают попутно добываемую воду в систему ППД.

Шурф-колодец с естественно образующимся гидрофобным слоем служит для доочистки - подготовки закачиваемой в систему ППД воды.

Впервые предлагается использовать в системе ППД куста только попутно добываемую воду, без применения дополнительных водозаборных скважин.

Предпочтительно, предлагаемая комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды состоит из эксплуатационных скважин, сообщенных трубопроводом с блоком сепарации и обезвоживания нефти, блока очистки и доочистки воды, высоконапорных водоводов системы ППД и нефтесборного коллектора.

Блок сепарации и обезвоживания нефти представляет собой, например, узел фазового разделения эмульсии (УФРЭ), выполняющий также роль успокоителя потока.

Блок очистки попутно добываемой воды для использования ее в системе ППД представляет собой, например, отстойник с гидрофобным слоем.

Блок доочистки воды представляет собой шурф-колодец с естественно образующимся гидрофобным слоем для подготовки воды, сбрасываемой в систему ППД. Шурф-колодец представляет собой скважину глубиной 40-150 м с закрытым дном, состоящую из обсадной колонны и колонны НКТ, к которой прикреплен погружной насос марки ЭЦН.

Пластовая вода из отстойника с гидрофобным слоем, с остаточным содержанием нефтепродуктов до 50 мг/л, подается в межтрубное пространство скважины-шурфа, где под действием гравитации происходит осаждение механических примесей. Оставшиеся нефтепродукты после первичной очистки всплывают на поверхность воды, образуя со временем гидрофобный слой, который позволяет дополнительно очищать воду от нефтепродуктов до содержания 5-10 мг/л.

Комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды может работать как на одном отдельно взятом кусте скважин, так и обслуживать близлежащие кусты скважин.

Установка работает следующим образом.

Газоводонефтяная эмульсия с эксплуатационных скважин куста поступает на блок сепарации и обезвоживания, где на УФРЭ происходит разделение на фазы. Обезвоженная нефть и газ по отводящим трубопроводам поступают в общий коллектор и направляются на дальнейшую подготовку (ЦПС, ЦППН или У ПН).

Отделившаяся вода по соответствующему трубопроводу направляется на блок очистки воды, где в отстойнике с гидрофобным слоем удаляется большая часть содержащихся в ней нефтепродуктов.

После этого вода с содержанием нефтепродуктов 40-50 мг/л из отстойника с гидрофобным слоем направляется на блок доочистки, где, пройдя через произвольно образующийся гидрофобный слой нефти в шурфе-колодце, дополнительно очищается от оставшихся нефтепродуктов.

В систему поддержания пластового давления из шурфа-колодца вода с содержанием нефтепродуктов не более 5-10 мг/л подается погружным насосом высокого давления, например марки ЭЦН М5А-500-1000.

Одним из условий наиболее эффективной работы установки является подготовка газоводонефтяной эмульсии к разделению, т.е. на блок сепарации и обезвоживания должна поступать эмульсия со степенью разрушенности не менее 95%. Для этого можно использовать химические и/или тепловые методы, например, обеспечить подачу реагента-деэмульгатора перед блоком сепарации и обезвоживания и/или установить теплонагреватель.

В случае использования предлагаемой комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды с нескольких кустов скважин ее работа осуществляется следующим образом. На кусте с наибольшей производительностью скважин монтируется комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Газоводонефтяная эмульсия со скважин этого куста и близлежащих кустов поступает на блок сепарации и обезвоживания, где на УФРЭ происходит разделение на фазы. Обезвоженная нефть и газ по отводящим трубопроводам поступают в общий коллектор и направляются на дальнейшую подготовку (ЦПС, ЦППН или У ПН).

Отделившаяся вода по соответствующему трубопроводу направляется на блок очистки воды, где в отстойнике с гидрофобным слоем удаляется большая часть содержащихся в ней нефтепродуктов. После этого вода с содержанием нефтепродуктов 40-50 мг/л из отстойника с гидрофобным слоем направляется на блок доочистки, где, пройдя через произвольно образующийся гидрофобный слой нефти в шурфе-колодце, дополнительно очищается от оставшихся нефтепродуктов. В систему ППД каждого куста из шурфа-колодца вода с содержанием нефтепродуктов не более 5-10 мг/л подается погружным насосом высокого давления, например марки ЭЦН М5А-500-1000.

Таким образом, предлагаемой комплексной установкой, не имеющей в своем составе водозаборных скважин, обеспечивается новый способ эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды. Относительно и аналогов, и прототипа новым признаком способа эксплуатации является признак, касающийся использования в системе ППД только попутно добываемой воды, исключая, соответственно, смешение разных вод (попутно добываемой воды и воды из водозаборной скважины) с образованием осадков.

Обеспечиваемый способ эксплуатации комплексной кустовой установки обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды, включающий сбор продукции эксплуатационных скважин, ее транспортировку по трубопроводу на блок сепарации и обезвоживания нефти, подачу нефти в нефтесборный коллектор, отличается тем, что дополнительно осуществляют доочистку воды в шурфе-колодце и в систему ППД подают воду только из шурфа-колодца; перед доочисткой воды возможна ее очистка, например, в отстойнике с гидрофобным слоем.

Так как закачиваемой воды для поддержания пластового давления на кусте требуется в большем объеме, чем поступает попутно добываемой воды, то может возникнуть необходимость использования дополнительной воды, например, из водозаборной скважины. Поэтому закачку подготовленной воды в систему поддержания пластового давления ведут следующим образом. Подают из шурфа-колодца необходимый объем воды в нагнетательные скважины одного, второго и последующих кустов, а на кусте, на который не остается необходимого количества подготовленной в шурфе-колодце попутно добываемой воды, для поддержания пластового давления используют воду из водозаборной скважины (пресную или сеноманскую).

Таким образом, комплексная кустовая установка обезвоживания нефти, очистки и утилизации попутно добываемой пластовой воды позволяет организовать ранний путевой сброс в районе кустовых площадок и утилизировать отделившуюся попутно добываемую пластовую воду в систему ППД без осадкообразования. Кроме того, применение предлагаемой установки обеспечит снижение металлоемкости системы нефтесбора и поддержания пластового давления, снижение энергетических затрат за счет исключения мощных насосных агрегатов, что в конечном счете позволит разгрузить кустовые насосные станции (КНС) для системы ППД.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Авт. свид. СССР № 623049, F17D 1/00, опубл. 05.09.1978.

2. Авт. свид. СССР № 1494924, B01D 17/00, 19/00, опубл. 23.07.1989.

3. Авт. свид. СССР № 1604393, B01D 17/00, опубл. 07.11.90.

4. Пат. РФ 2076994, F17D 1/14, опубл. 10.04.1997.