СПОСОБ ВНУТРИСКВАЖИННОЙ СЕПАРАЦИИ НЕФТИ, ГАЗА, ВОДЫ И ПЕСКА И СЕПАРАТОР

1. Способ внутрискважинной сепарации нефти, газа, воды и песка, включающий:
этап 1, на котором нефтяное затрубное пространство разделяют на множество пространств в направлении выхода потока добываемой жидкости,
причем каждое пространство снабжено вмещающей полостью, сообщающейся с нефтяным затрубным пространством таким образом, что сырая нефть в нефтяном затрубном пространстве разделяется на множество частей, которые протекают во множество вмещающих полостей, соответственно,
при этом скорость нисходящего потока жидкости в сырой нефти в каждой из указанных вмещающих полостей уменьшается относительно скорости нисходящего потока жидкости в сырой нефти в нефтяном затрубном пространстве, а скорость восходящего потока нефтяных капель или пузырьков в сырой нефти в каждой из вмещающих полостей увеличивается относительно скорости восходящего потока нефтяных капель или пузырьков в сырой нефти в нефтяном затрубном пространстве;
этап 2, на котором в выпускном трубопроводе для жидкости добываемой жидкости в направлении выхода ее потока выполняют множество групп входных отверстий для жидкости, причем каждая из групп входных отверстий для жидкости сообщается с одной из указанных вмещающих полостей; и
этап 3, на котором после протекания сырой нефти в нефтяном затрубном пространстве в каждую из вмещающих полостей сепарируют нефть, газ и воду,
причем сепарированные нефтяные капли или пузырьки протекают обратно в нефтяное затрубное пространство из вмещающих полостей, а сепарированная добываемая жидкость одновременно протекает в выпускной трубопровод для жидкости через указанное множество групп входных отверстий для жидкости,
причем этап 3 включает:
этап, на котором определяют разности давления в нефтяном затрубном пространстве и выпускном трубопроводе для жидкости в соответствии с производительностью различных нефтяных скважин по добыче жидкости, площадями различных нефтяных затрубных пространств и площадью выпускного трубопровода для жидкости; и
этап, на котором регулируют площади пропускного сечения групп входных отверстий для жидкости в различных положениях на выпускном трубопроводе для жидкости в соответствии с указанными разностями давления таким образом, что расходы потоков добываемой жидкости, одновременно протекающих в выпускной трубопровод для жидкости через каждую из указанных групп входных отверстий для жидкости, равны.
2. Способ внутрискважинной сепарации нефти, газа, воды и песка по п. 1, в котором количество N вмещающих полостей вычисляют по следующей формуле:
t
где Q - производительность нефтяной скважины по добыче жидкости; T - ожидаемое время пребывания сырой нефти во вмещающей полости; и V - объем вмещающей полости.
t
3. Способ внутрискважинной сепарации нефти, газа, воды и песка по п. 2, в котором ожидаемое время T пребывания сырой нефти во вмещающей полости составляет от 25 с до 150 с.
4. Способ внутрискважинной сепарации нефти, газа, воды и песка по п. 2, в котором объем V вмещающей полости составляет от 50 мл до 250 мл.
5. Способ внутрискважинной сепарации нефти, газа, воды и песка по п. 1, в котором на этапе 2 каждая из групп входных отверстий для жидкости содержит множество входных отверстий для жидкости, расположенных на расстоянии в периферическом направлении выпускного трубопровода для жидкости, а диаметр d выходного отверстия для жидкости вычисляют по следующей формуле:
где q - расход потока добываемой жидкости, протекающей через входное отверстие для жидкости, ρ - плотность добываемой жидкости; и Δр - разность давления между внутренней частью и наружной частью выпускного трубопровода для жидкости.
6. Способ внутрискважинной сепарации нефти, газа, воды и песка по п. 5, в котором разность давления между внутренней частью и наружной частью выпускного трубопровода для жидкости вычисляют по следующей формуле: Δр
где v - скорость потока добываемой жидкости, проходящей через входное отверстие для жидкости.
7. Способ внутрискважинной сепарации нефти, газа, воды и песка по п. 5, в котором расход q потока добываемой жидкости, протекающего через входное отверстие для жидкости, вычисляют по следующей формуле:
где Q - производительность нефтяной скважины по добыче жидкости; N - количество вмещающих полостей; и n - количество входных отверстий для жидкости в каждой из групп входных отверстий для жидкости.
8. Способ внутрискважинной сепарации нефти, газа, воды и песка по п. 1, в котором расстояние между любыми двумя соседними группами входных отверстий для жидкости составляет от 10 мм до 55 мм.
9. Способ внутрискважинной сепарации нефти, газа, воды и песка по п. 1, дополнительно включающий:
этап 4, на котором в каждой из вмещающих полостей размещают фильтрующий материал таким образом, что нефтяные капли в сырой нефти при протекании через указанный фильтрующий материал становятся нефтяными пленками,
причем направленный вверх градиент давления, которому подвергаются нефтяные пленки в фильтрующем материале, больше, чем направленный вниз градиент давления, которому подвергаются нефтяные пленки, что способствует перемещению вверх нефтяных пленок в фильтрующем материале.
10. Способ внутрискважинной сепарации нефти, газа, воды и песка по п. 1, в котором вмещающая полость снабжена множеством выходных отверстий для песка, сообщающихся с нефтяным затрубным пространством.
11. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка, содержащий:
выпускной трубопровод для жидкости, снабженный множеством групп входных отверстий для жидкости, расположенных на расстоянии в его осевом направлении; и
множество отстойных чаш, соединенных друг с другом и расположенных вокруг выпускного трубопровода для жидкости, при этом каждая из чаш имеет вмещающую полость, сообщающуюся с каждой из групп входных отверстий для жидкости, и имеет вход для жидкости;
причем отстойная чаша содержит:
корпус чаши, имеющий периферическую стенку и донную стенку, при этом донная стенка имеет внутреннюю кольцевую сторону и наружную кольцевую сторону, при этом нижний конец периферической стенки соединен с наружной кольцевой стороной донной стенки, уровень наружной кольцевой стороны выше уровня внутренней кольцевой стороны, а вмещающая полость образована между корпусом чаши и выпускным трубопроводом для жидкости; и
основание чаши, имеющее верхний конец, соединенный с внутренней кольцевой стороной донной стенки, и расположенное вокруг выпускного трубопровода для жидкости.
12. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 11, расположенный в скважинной обсадной колонне, причем выпускной трубопровод для жидкости соединен с нефтяной трубой, расположенной в обсадной колонне, а нефтяное затрубное пространство, образованное между обсадной колонной и нефтяной трубой, сообщается с вмещающей полостью через вход для жидкости.
13. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 11, в котором каждая из групп входных отверстий для жидкости содержит множество входных отверстий для жидкости, расположенных на расстоянии в периферическом направлении выпускного трубопровода для жидкости, а диаметр выходного отверстия для жидкости, расположенного на выходном конце для жидкости выпускного трубопровода для жидкости, больше диаметра выходного отверстия для жидкости, расположенного на хвостовом конце выпускного трубопровода для жидкости.
14. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 11, в котором отстойная чаша снабжена коробкой с фильтрующим материалом, которая расположена вокруг выпускного трубопровода для жидкости, находится на расположенном ниже по потоку конце одной из групп входных отверстий для жидкости, соответственно сообщающихся с каждой из вмещающих полостей в направлении выхода потока добываемой жидкости, и снабжена фильтрующим материалом.
15. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 11, в котором отстойная чаша имеет множество выходных отверстий для песка.
16. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 11, в котором корпус чаши каждой из отстойных чаш снабжен перегородкой, которая расположена вокруг выпускного трубопровода для жидкости, размещена над группой входных отверстий для жидкости, соответствующей корпусу чаши каждой из отстойных чаш, и имеет внутреннюю кольцевую сторону перегородки и наружную кольцевую сторону перегородки,
причем уровень наружной кольцевой стороны перегородки выше уровня внутренней кольцевой стороны перегородки; и между наружной кольцевой стороной перегородки и внутренней кольцевой стороной перегородки обеспечено множество частей слияния перегородки, последовательно соединенных в периферическом направлении и снабженных множеством сквозных отверстий.
17. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 16, в котором часть слияния перегородки содержит первую наклонную поверхность перегородки и вторую наклонную поверхность перегородки,
причем верхний конец первой наклонной поверхности перегородки соединен с верхним концом второй наклонной поверхности перегородки для образования верхнего наклонного края перегородки, между нижним концом первой наклонной поверхности перегородки и нижним концом второй наклонной поверхности перегородки образовано отверстие перегородки, между верхним наклонным краем перегородки и горизонтальной плоскостью образован прилежащий угол перегородки.
18. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 17, в котором прилежащий угол перегородки составляет от 30° до 60°.
19. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 11, в котором между указанными наружной кольцевой стороной и внутренней кольцевой стороной образовано множество частей слияния, последовательно соединенных в периферическом направлении.
20. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 19, в котором часть слияния содержит первую наклонную поверхность и вторую наклонную поверхность; причем верхний конец первой наклонной поверхности соединен с верхним концом второй наклонной поверхности для образования верхнего наклонного края, между нижним концом первой наклонной поверхности и нижним концом второй наклонной поверхности образовано отверстие, между верхним наклонным краем и горизонтальной плоскостью образован прилежащий угол.
21. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 20, в котором прилежащий угол составляет от 30° до 60°.
22. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 19, в котором на верхнем конце периферической стенки образована зубчатая наружная кромка, а форма этой зубчатой наружной кромки соответствует форме наружной кольцевой стороны донной стенки корпуса чаши.
23. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 11, в котором нижний конец основания чаши снабжен множеством позиционирующих штифтов, выступающих от него, верхний конец основания чаши снабжен множеством позиционирующих отверстий,
причем позиционирующие штифты и позиционирующие отверстия расположены противоположно и вертикально, и каждые две соседние отстойные чаши соединены друг с другом посредством вставки позиционирующих штифтов одной из этих отстойных чаш в позиционирующие отверстия другой из этих отстойных чаш.
24. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 11, в котором нижний конец основания чаши снабжен множеством открывающихся канавок, расположенных на расстоянии в периферическом направлении, для того, чтобы открываться в группы входных отверстий для жидкости.
25. Внутрискважинный сепаратор для нефти, газа, воды и песка по п. 11, в котором между каждыми двумя соседними корпусами чаши образован зазор, который представляет собой вход для жидкости отстойной чаши.