СКВАЖИННАЯ УСТАНОВКА СБРОСА ВОДЫ

Заявляемое техническое решение относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции нефтяных скважин на нефть, нефтяной газ и воду в напорных системах герметизированного сбора.
Известна скважинная установка сброса воды, содержащая скважину, заглушенную пакетом, в скважине расположены трубная вставка и патрубок, трубопровод подвода продукции скважин подсоединен к трубной вставке, трубопроводы отвода воды и нефти, в которой трубопровод подвода продукции скважин тангенциально подсоединен к трубной вставке, трубопровод отвода воды подсоединен к скважине, трубопровод отвода нефти подсоединен к патрубку, нижний конец патрубка расположен выше нижнего конца трубной вставки /RU 2252312, Е21В 43/38, 20.05.2005/.
Недостатками данной установки являются:
- пригодность для разделения только водонефтяных эмульсий, хотя продукция скважин представляет водонефтегазовую смесь, состоящую из жидкой (водонефтяная эмульсия) и газовой (нефтяной газ) фаз;
- недостаточное качество подготовки воды, так как не производится доочистка сброшенной воды от твердых взвешенных частиц, а также ее дегазация;
- неустойчивость работы, так как требуется поддерживать скорость водонефтяной эмульсии на входе в трубную вставку, достаточную для разделения водонефтяной эмульсии на нефть и воду под действием центробежных сил.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является скважинная установка сброса воды, содержащая скважину, заглушенную пакетом, в скважине расположены трубная вставка и патрубок, нижний конец патрубка расположен на уровне или глубже нижнего конца трубной вставки, трубопровод подвода продукции скважин подсоединен к устью скважины или трубной вставке, трубопровод отвода воды, подсоединенный к патрубку, трубопровод отвода нефти, подсоединенный к скважине или трубной вставке /Скважинная установка сброса воды для кустов скважин /В.Ф.Шаякберов // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ». 2009. №3. С.15-16/.
Недостатками данной установки являются:
- пригодность для разделения только водонефтяных эмульсий, хотя продукция скважин представляет водонефтегазовую смесь, состоящую из жидкой (водонефтяная эмульсия) и газовой (нефтяной газ) фаз;
- недостаточное качество подготовки воды, так как не производится доочистка сброшенной воды от твердых взвешенных частиц, а также ее дегазация.
Решаемой задачей и ожидаемым техническим результатом является повышение эффективности установки за счет обеспечения возможности ее применения для разделения водонефтегазовой смеси и повышения качества подготовки воды.
Указанная задача решается тем, что скважинная установка сброса воды, содержащая скважину, заглушенную пакетом, в скважине расположены трубная вставка и патрубок, нижний конец патрубка расположен на уровне или глубже нижнего конца трубной вставки, трубопровод подвода продукции скважин подсоединен к устью скважины или трубной вставке, трубопровод отвода воды из патрубка, трубопровод отвода нефти, подсоединенный к скважине или трубной вставке, отличается тем, что если трубопровод подвода продукции скважин подсоединен к трубной вставке, то трубопровод отвода газа подсоединен к верхней точке трубной вставки; если трубопровод подвода продукции скважин подсоединен к скважине, то трубопровод отвода газа подсоединен к верхней точке скважины, установка содержит дополнительно узел предварительного отбора газа, установленный на трубопроводе подвода продукции скважин, причем узел предварительного отбора газа соединен газовым патрубком с трубопроводом отвода газа. Узел предварительного отбора газа выполнен в виде прямого отрезка трубы с горизонтальной осью, диаметр отрезка не меньше диаметра трубопровода подвода продукции скважин, торцы прямого отрезка трубы соединены с трубопроводом подвода продукции скважин, газовый патрубок подсоединен к верхней поверхности прямого отрезка трубы. Выход патрубка расположен внутри вертикальной колонны, заглушенной с торцов, трубопровод отвода воды подсоединен к боковой поверхности колонны ниже выходного отверстия патрубка. К верхней точке колонны подсоединена свеча рассеивания. Выход патрубка расположен внутри цилиндрического экрана, открытого с торцов, причем входное отверстие в трубопровод отвода воды расположено выше нижнего конца цилиндрического экрана.
Выполнение части трубопровода подвода продукции скважин с узлом предварительного отбора газа, соединенным газовым патрубком с трубопроводом отвода газа, позволяет отбирать часть газа из продукции скважин до поступления ее в скважину, чем обеспечивается повышение эффективности за счет уменьшения вероятности образования газовых пробок.
Выполнение узла предварительного отбора газа в виде прямого отрезка трубы с горизонтальной осью, диаметр отрезка не меньше диаметра трубопровода подвода продукции скважин, торцы прямого отрезка трубы соединены с трубопроводом подвода продукции скважин, газовый патрубок подсоединен к верхней поверхности прямого отрезка трубы - позволяет не только осуществить отбор части газа, но и произвести предварительное расслоение эмульсии на нефть и воду, что позволяет повысить эффективность разделения. Течение становится установившимся при длине около 10 калибров (калибр - отношение длины к диаметру). Поэтому отбор газа целесообразно осуществлять после 10 калибров.
Расположение выхода патрубка, отводящего воду, внутри вертикальной колонны, заглушенной с торцов, где трубопровод отвода воды подсоединен к боковой поверхности колонны ниже выходного отверстия патрубка, - позволяет производить дегазацию воды, поступающей из патрубка в колонну, за счет увеличения рабочего объема и образования стекающей пленки воды, что обеспечивает повышение качества подготовки воды. При этом твердые взвешенные частицы оседают на дно колонны, что также способствует повышению качества воды. Кроме того, колонну легче промыть от осадков твердых частиц, чем скважину.
Подсоединение к верхней точке колонны свечи рассеивания позволяет отводить из колонны выделяющийся газ, что способствует повышению качества подготовки воды.
Расположение выхода патрубка в колонне внутри цилиндрического экрана, открытого с торцов, причем входное отверстие в трубопровод отвода воды расположено в стенке колонны выше нижнего конца цилиндрического экрана, - позволяет направить большую часть содержащихся в воде частиц на дно колонны, что приводит к повышению качества воды.
Скважинная установка сброса воды показана на фигуре 1; на фигуре 2 показана установка для повышения качества очистки воды. Обе фигуры касаются варианта, когда трубопровод подвода продукции скважин соединен с трубной вставкой.
Скважинная установка сброса воды расположена в скважине 1, заглушенной пакетом 2. В скважине 1 частично находятся трубная вставка 3 и патрубок 4. Трубопровод подвода продукции скважин 5 с узлом предварительного отбора газа 6 подсоединен к трубной вставке 3. Трубопровод отвода нефти 7 соединен со скважиной 1. Патрубок 4 соединен с трубопроводом отвода воды 8. Верхняя точка трубной вставки 3 соединена с трубопроводом отвода газа 9. Газовый патрубок 10 соединяет узел предварительного отбора газа 6 с трубопроводом отвода газа 9.
При расположении выходного отверстия патрубка 4 в колонне 11 трубопровод отвода воды 8 соединен с боковой поверхностью колонны 11.
В верхней части колонны 11 расположена свеча рассеивания 12.
Скважинная установка сброса воды работает следующим образом. По трубопроводу подвода продукции скважин 5 продукция скважин поступает в узел предварительного отбора газа 6, где происходит деление на газовую и жидкую (водонефтяная эмульсия) фазы. Часть газа по газовому патрубку 10 отводится в трубопровод отвода газа 9. Затем жидкость и оставшийся газ поступают в трубную вставку 3, откуда оставшийся выделившийся газ отводится по трубопроводу отвода газа 9. Жидкость стекает вниз по трубной вставке 3 и на выходе из нее делится на нефть и воду. Нефть, как более легкая жидкость, поднимается вверх по кольцевой полости, образованной внутренней поверхностью скважины 1 и наружной поверхностью трубной вставки 3, откуда отводится трубопроводом отвода нефти 7. Вода стекает вниз по скважине 1 и отводится из нее патрубком 4, из которого поступает в трубопровод отвода воды 8. Содержащиеся в воде твердые взвешенные частицы частично оседают на пакете 2.
В случае, если выходное отверстие патрубка 4 расположено внутри колонны 11, то вода стекает вниз. При этом происходит ее дегазация. Выделившийся при этом газ отводится через свечу рассеивания 12. Твердые взвешенные частицы оседают на дно колонны 11. Из колонны 11 дегазированная и очищенная от твердых взвешенных частиц вода отводится по трубопроводу отвода воды 8.
Расположение выхода патрубка в колонне внутри цилиндрического экрана, открытого с торцов, причем входное отверстие в трубопровод отвода воды расположено в стенке колонны выше нижнего конца цилиндрического экрана, - позволяет направить большую часть содержащихся в воде частиц на дно колонны, что приводит к повышению качества воды.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет расширить применение и повысить качество подготовки воды.