ПРИУСТЬЕВАЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к системам заводнения пластов и поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений, в частности, при эксплуатации высоко- и низкопроницаемых пластов.
Известна фильтровальная установка для нагнетательной скважины, включающая фильтр с приемной и выходными частями и насосно-компрессорные трубы, помещенные в скважине и гидравлически связанные с фильтром (ав. св. SU №1534184, МПК Е 21 В 43/08, опубл. БИ №1 от 07.01.1990 г.). Фильтровальная установка позволяет производить очистку закачиваемой воды непосредственно на уровне продуктивного пласта.
Недостатком этой фильтровальной установки является сложность в эксплуатации, поскольку фильтр размещен в скважине на уровне продуктивного пласта и при забивании его кольматирующими частицами, механическими примесями и т.п. требуется обязательная остановка скважины и подъем фильтра на поверхность с целью его очистки или замены на новый. Кроме остановки работы нагнетательной скважины, это требует еще значительного времени и дополнительных технических средств.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является "Фильтровальная установка для нагнетательной скважины" (Патент RU №2065928, МПК Е 21 В 43/20, опубл. БИ №24 от 27.08.1996 г.), включающая фильтр с приемной и выходными частями и насосно-компрессорные трубы, помещенные в скважине и гидравлически связанные с фильтром, снабженная нагнетательным трубопроводом с приемной, распределительной и устьевой задвижками, связанным с приемной частью фильтра через приемную задвижку, с выходной частью фильтра через распределительную задвижку и с насосно-компрессорными трубами через распределительную и устьевую задвижки, при этом нагнетательный трубопровод между приемной задвижкой и приемной частью фильтра выполнен со сливным трубопроводом и помещенной на нем задвижкой, а фильтр выполнен в виде сплошного корпуса с решетками, установленными с торцов фильтра, внутреннее пространство между которыми заполнено фильтрующим материалом. Фильтровальная установка позволяет производить очистку закачиваемой в продуктивный пласт воды и регенерацию фильтрующего материала изменением направления потока воды через фильтр путем манипуляции задвижками.
Недостатком является то, что фильтровальная установка является неработоспособной при установке на нагнетательной скважине, которая изливает во время остановки работы насосов. При этом кольматирующий материал и нефть из призабойной зоны пласта загрязняет фильтр, снижая его ресурс. При возобновлении закачки основная часть загрязнений возвращается в пласт, загрязняя призабойную зону и снижая тем самым приемистость нагнетательной скважины.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является упрощение эксплуатационного обслуживания фильтровальной установки, снижение потери приемистости пластов, увеличение времени между очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономия материальных затрат на поддержание пластового давления.
Поставленная задача решается предлагаемой приустьевой фильтровальной установкой, включающей корпус с фильтром, водовод, насосно-компрессорные трубы, помещенные в скважине и гидравлически связанные с корпусом, распределительные устройства.
Новым является то, что корпус выполнен в виде вертикального трубного элемента с фильтром в средней части и водоводом в нижней, при этом верхняя часть связана с насосно-компрессорньми трубами через распределительное устройство, пропускающее только к корпусу, а нижняя - через распределительное устройство, пропускающее только от корпуса.
На чертеже изображено устройство приустьевой фильтровальной установки, при этом: I - закачка воды в пласт, II - излив воды из низкопроницаемого в высокопроницаемый пласт, III - удаляемые промывкой загрязнения.
Приустьевая фильтровальная установка представляет собой корпус 1, выполненный в виде вертикального трубного элемента со съемной верхней крышкой 2, фильтр 3, размещенный в средней части корпуса, трубопроводы 4, соединяющие корпус 1 с насосно-компрессорными трубами 5 нагнетательной скважины 6, распределительные устройства (обратные клапаны, задвижки и т.д.) 7 и 8, причем верхняя часть 9 корпуса соединена с насосно-компрессорными трубами через распределительное устройство 7, пропускающее поток только к корпусу 1, а нижняя часть корпуса 10 соединена с водоводом 11, а также с насосно-компрессорными трубами через распределительное устройство 8, пропускающее поток только от корпуса 1, при этом верхняя 9 и нижняя 10 части корпуса снабжены сливными патрубками 12 и 13 соответственно.
Устройство работает следующим образом.
Вода, подготовленная на головных очистных сооружениях, подается насосами в водовод 11 и закачивается в нагнетательную скважину б для поддержания пластового давления в продуктивном пласте 14. При закачке воды в нагнетательную скважину б поток воды I движется по водоводу 11 и проходит через нижнюю часть 10 фильтровальной установки через открытое распределительное устройство 8, при этом распределительное устройство 7 закрывает линию 4, фильтр 3 не участвует в очистке закачиваемой в пласт воды I. На Фиг. в качестве распределительного устройства условно показан обратный клапан. В скважину 6 закачивается вода с низкой концентрацией нефтяных частиц и твердых взвешенных частиц (порядка 10...20 мг/л) и незначительных их размерах - порядка 2...20 мкм.
При остановке работы насосов происходит излив части закачанной воды из низкопроницаемых пластов 14 через низкоприемистые нагнетательные скважины 6 в водовод 11. Изливающаяся жидкость содержит значительную концентрацию загрязнений (250...1200 мг/л, а в отдельных порциях доходя до десятков и сотен г/л), выносимых из призабойной зоны 15. Продвигаясь по насосно-компрессорным трубам 5 нефтяные глобулы с твердыми частицами дополнительно коалесцируют и укрупняются, достигая на устье скважины размеров 1...20 мм, а в ряде случаев образуя более крупные включения и струи. При движении потока излива II из низкоприемистой нагнетательной скважины 6 по насосно-компрессорным трубам 5 в водовод 11 производят закрытие распределительного устройства 8 водовода и открытие распределительного устройства 7 на линии 4 приустьевой фильтровальной установки, в результате чего излив воды II, содержащий выносимые им загрязнения из призабойной зоны 15 низкоприемистой нагнетательной скважины 6, направляют на фильтр 3, на котором происходит очистка воды излива от загрязнений, причем крупные глобулы нефти коагулируют и накапливаются в верхней части 9 корпуса фильтровальной установки. Часть твердых взвешенных частиц, не уловленных фильтром 3, дополнительно отстаивается в нижней части 10 корпуса. После фильтра 3 очищенная вода излива поступает в водовод 11 и далее сливается в емкость либо подается через высокоприемистую скважину в высокопроницаемые продуктивные пласты в единой гидродинамической системе. Уловленные загрязнения III из корпуса 1 приустьевой фильтровальной установки по мере их накопления в верхней 9 и нижней 10 частях удаляют промывкой через патрубки 12 и 13 соответственно на переработку при восстановлении закачки насосами в низкоприемистую нагнетательную скважину 6 при открытом распределительном устройстве 8 и закрытом распределительном устройстве 7. При этом при открытии патрубка 12 верхней части корпуса 9 происходит обратная промывка фильтра 3
чистой водой из водовода 11 и регенерация его фильтрующих свойств. При необходимости возможна замена фильтра 3 на новый через съемную верхнюю крышку 2 корпуса. Таким образом, установка обеспечивает очистку воды от загрязнений в период излива из низкоприемистой скважины, который имеет место при наличии гидравлической связи между скважинами, вскрывшими пласты различной проницаемости, препятствуя попаданию загрязнений излива в водовод, в высокоприемистую скважину и повторному загрязнению призабойной зоны пласта низкоприемистых нагнетательных скважин. Излив также может быть организован принудительно путем слива воды из водовода в емкость на кустовой насосной станции.
Пример конкретного выполнения.
Имеется группа высокоприемистых нагнетательных скважин с приемистостью 800 куб. метров в сутки при устьевом давлении 10 МПа и группа низкоприемистых нагнетательных скважин, имеющих приемистость от 50 до 200 куб. метров в сутки при устьевом давлении 15 МПа, в единой гидродинамической системе.
Закачку воды I ведут насосом кустовой насосной станции через водовод 11 в высокоприемистые нагнетательные скважины (снабженные регуляторами расхода - штуцерами для ограничения объемов поступающей в них воды) и низкоприемистые нагнетательные скважины 6 через открытое распределительное устройство 8 и нижнюю часть 10 корпуса приустьевой фильтровальной установки с расходом 1400 куб. метров в сутки и давлением на выкиде насоса 11 МПа. Распределительное устройство 7 закрыто, движения воды из корпуса 1 в линию 4 нет, фильтр 3 не работает.
При остановке насосов, например, в соответствии с графиком периодической (циклической) закачки, создается депрессия до 5 МПа в гидравлической системе. Устьевое давление на низкоприемистой нагнетательной скважине 6 падает до 10 МПа, и из скважины 6 с низкопроницаемым пластом 14 происходит излив воды II в водовод 11 и далее ее сливают в емкость либо подают в скважины с высокопроницаемыми коллекторами через высокоприемистые скважины в объеме порядка 10...20 куб. метров. При этом производят закрытие распределительного устройства 8 и открытие распределительного устройства 7, поток излива направляют по линии 4 в верхнюю часть 9 приустьевой фильтровальной установки, далее через фильтр 3 в нижнюю ее часть 10 и затем в водовод 11. При движении жидкости из нагнетательной скважины 6 по насосно-компрессорным трубам 5 в водовод 11 происходит вынос загрязнений из призабойной зоны 15, состоящих в основном из твердых и нефтяных частиц. Максимальные размеры мелкодисперсных загрязняющих частиц в изливе составляют 60 мкм, а крупных включений - до 20 мм. Концентрация твердых взвешенных частиц - до 200 мг/л. Концентрация нефтяных частиц изменяется в ин
интервале от 250 до 1200 мг/л, достигая в пике величины 143 г/л (промысловые данные). При прохождении воды излива с загрязнениями, вынесенными из призабойной зоны 15 низкопроницаемого пласта 14, через фильтр 3 из нее улавливают нефть и твердые взвешенные частицы. Вода, из которой удалили 90% загрязнений, с остаточными мелкодисперсными загрязнениями, поступает в водовод 11 и далее в емкость либо в высокоприемистые скважины. Уловленные загрязнения III из корпуса 1 приустьевой фильтровальной установки по мере их накопления в верхней 9 и нижней 10 частях удаляют промывкой через патрубки 12 и 13 соответственно на переработку при восстановлении закачки насосами в низкоприемистую нагнетательную скважину 6 при открытом распределительном устройстве 8 и закрытом распределительном устройстве 7. При этом при открытии патрубка 12 верхней части корпуса 9 происходит обратная промывка фильтра 3 чистой водой из водовода 11 и регенерация его фильтрующих свойств.
Технико-экономическая эффективность предлагаемой приустьевой фильтровальной установки достигается за счет исключения дополнительных затрат на очистку фильтра от загрязнений, выносимых изливом из призабойной зоны пласта, сокращения затрат на промывку подводящих высоконапорных водоводов, повышения работоспособности нагнетательных скважин при прерывистом характере закачки воды.
Использование данного предложения позволяет с помощью существующей системы ППД снизить потери приемистости пластов, увеличить время между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание пластового давления.