УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ КУСТА НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

Полезная модель относится к нефтяной отрасли и может быть использована в системах сбора и транспорта нефти на эксплуатируемых месторождениях.
Нефтяные месторождения, как правило, обустраиваются следующим образом. На кустовой площадке находится несколько нефтедобывающих скважин, оснащенных глубинным насосным оборудованием. Все добывающие скважины подключаются к групповым замерным установкам (ГЗУ), обеспечивающим периодический контроль дебита каждой отдельной скважины (Абрамов Г.С., Барычев А.В. Практическая расходометрия в нефтяной промышленности. - М.ОАО «ВНИИОЭНГ», 2002., стр.28, 29; 36-40).
Давление в нефтесборном коллекторе на кустовых площадках выбирается таким образом, чтобы оно было достаточным для транспорта нефти до дожимной насосной станции (ДНС) или установки подготовки нефти (УПН), и, как правило, варьируется в диапазоне от 0,4 МПа до 4,0 МПа. Большинство нефтесборных коллекторов Западной Сибири работают под давлением 0,8…2,2 МПа.
С кустовых площадок продукция скважин поступает на ДНС, где производится ряд технологических операций, в том числе частичное отделение попутного газа и (или) частичное отделение пластовой воды, с последующим повышением давления для дальнейшей транспортировки нефти до УПН. В зависимости от размеров месторождения на нефтепромысле может быть несколько ДНС, либо ни одной.
В пункте подготовки нефти производится окончательная подготовка сырья до товарной кондиции с последующей сдачей нефти в магистральный трубопровод Транснефть.
Расстояния от кустовых площадок до ДНС, количество кустовых площадок, ДНС и их расположение, в основном, определяются количеством скважин и их расположением (сеткой разбуривания), расстояниями от кустов до ДНС и давлением нефтесборного коллектора.
Известно устройство для замера и транспортировки нефти куста нефтяных скважин, реализующее самотечный двухтрубный сбор продукции нефтяных скважин, при котором происходит отделение газа от нефти, после чего отделившийся газ под собственным давлением транспортируется до компрессорной станции или на газоперерабатывающий завод (ГПЗ), если последний расположен поблизости, а жидкая фаза (нефть с водой) направляется на вторую ступень сепарации. Водонефтяная смесь самотеком (за счет разности нивелирных высот) поступает в резервуары участкового сборного пункта, откуда подается насосом в резервуары центрального сборного пункта (ЦСП). (Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. Учебник для ВУЗов. Издание второе, дополненное и исправленное: - Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002, стр.193…195).
При реализации такого самотечного перемещения жидкости уменьшаются энергозатраты на ее транспортировку, однако имеются и существенные недостатки:
- при увеличении дебита скважин или вязкости жидкости (например, за счет увеличения обводненности) система требует реконструкции;
- для предотвращения образования газовых скоплений в трубопроводах требуется глубокая дегазация нефти;
- из-за низких скоростей движения продукции возможно запарафинивание трубопроводов, приводящее к снижению их пропускной способности;
- из-за негерметичности резервуаров и трудностей с использованием газов 2-ой ступени сепарации потери углеводородов при данной системе сбора продукции достигают 2…..3% от общей добычи нефти.
Известно также устройство для сбора и транспортировки нефти, реализующее высоконапорный однотрубный сбор продукции скважин, при котором осуществляется транспортировка на расстояния в несколько десятков километров за счет высоких устьевых давлений (до 6…7 МПа). (Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. Учебник для ВУЗов. Издание второе, дополненное и исправленное: - Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002, стр.195).
Данное решение позволяет отказаться от сооружения участковых сборных пунктов и перенести операции по сепарации нефти на центральные сборные пункты. Вместе с тем, при высоком содержании газа в смеси (до 90% по объему) в нефтесборном коллекторе возникают значительные пульсации давления массового расхода жидкости и газа. Это, естественно, нарушает устойчивость трубопроводов, ускоряет их разрушение, а также отрицательно влияет на работу сепараторов и контрольно-измерительной аппаратуры.
Наиболее близким техническим решением является устройство для замера и транспортировки нефти куста нефтяных скважин, содержащее связанную с кустом нефтяных скважин групповую замерную установку, подсоединенную своим выходом к нефтесборному коллектору, и дожимную насосную станцию. Данное устройство предусматривает однотрубный транспорт нефти и газа на участковые сепарационные установки, расположенные на расстоянии до 7-ми километров от скважин, и транспорт газонасыщенных нефтей до ЦСП (Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. Учебник для ВУЗов. Издание второе, дополненное и исправленное: - Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002, стр.195-196).
Продукция скважин подается сначала на площадку дожимной насосной станции (ДНС), где при давлении 0.6…0.8 МПа в сепараторах 1-й ступени происходит отделение части газа, транспортируемого затем на ГПЗ бескомпрессорным способом. Далее нефть с оставшимся растворенным газом центробежными насосами перекачивается на площадку центрального пункта сбора, где в сепараторах 2-й ступени происходит окончательное отделение газа, после чего газ подается на ГПЗ, а дегазированная нефть самотеком поступает в сырьевые резервуары.
Данный способ замера и транспортировки продукции скважин особенно эффективен для нефтяных месторождений Западной Сибири, где за счет кустового разбуривания и обустройства достигнуты высокие темпы развития нефтяной промышленности (Пчелинцев Ю.В., Кучумов P.P. Эксплуатация и моделирование работы часто ремонтируемых наклонно направленных скважин. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2000. стр.15) и позволяет сконцентрировать на ЦСП промысловое оборудование по подготовке нефти, газа и воды для группы промыслов, расположенных на значительных расстояниях (до 100 км) друг от друга, а также снизить капиталовложения и металлоемкость системы сбора, благодаря отказу от строительства на территории промысла компрессорных станций и газопроводов для транспортировки нефтяного газа низкого давления.
Однако данное устройство имеет существенный недостаток, заключающийся в ограниченном давлении в нефтесборных коллекторах (0,8…2,2 МПа) месторождений Западной Сибири, ограничивающем, в свою очередь протяженность коллекторов от кустовых площадок до ДНС или до установок подготовки нефти (УПН), что не позволяет применить его с большой эффективностью на эксплуатируемых нефтяных месторождениях Западной Сибири.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение потребительских свойств устройства сбора и транспортировки нефти куста нефтяных скважин, за счет введения дополнительного источника энергии в нефтесборный коллектор, позволяющем увеличить протяженность коллектора от кустовых площадок до ДНС с одновременным уменьшением расстояния от пункта подготовки нефти до трубопровода Транснефть.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для замера и транспортировки нефти куста нефтяных скважин, содержащем связанную с кустом нефтяных скважин групповую замерную установку, выход которой подсоединен к нефтесборному коллектору, и дожимную насосную станцию, на нефтесборном коллекторе, между групповой замерной установкой и дожимной насосной станцией, установлен насосный мультифазный агрегат в сборе с электродвигателем.
Установка на нефтесборном коллекторе между групповой замерной установкой и дожимной насосной станцией, насосного мультифазного агрегата в сборе с электродвигателем позволяет, за счет введения дополнительного источника энергии, обеспечить объекту более высокие потребительские свойства.
Полезная модель поясняется графически, где на рисунке изображена схема устройства для замера и транспортировки нефти куста нефтяных скважин.
Устройство содержит связанную с кустом 1 нефтяных скважин, групповую замерную установку 2, нефтесборный коллектор 3, дожимную насосную станцию 4 и мультифазный агрегат 5 с электродвигателем, установленный на нефтесборном коллекторе 3 между групповой замерной установкой 2 и дожимной насосной станцией 4.
В каждом конкретном случае модификация насосного мультифазного агрегата 5 в сборе с электродвигателем выбирается с учетом интегрального дебита продукции куста скважин и линейной протяженности нефтесборного коллектора от места установки агрегата до дожимной насосной станции.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
От куста 1 нефтяных скважин продукция подается на вход групповой замерной установки, где измеренная по раздельным дебитам (нефть, газ, вода) в режиме циклического опроса, продукция каждой отдельной скважины (в момент измерения дебита отдельной скважины все остальные скважины нефтяного куста 1 подключены к нефтесборному коллектору 3) подается в нефтесборный коллектор 3, из которого под действием насосного мультифазного агрегата 5 с электродвигателем интегральный дебит под повышенным давлением поступает на вход дожимной насосной станции 4. С выхода ДНС продукция поступает для окончательной переработки на ЦСП.
Таким образом, полезная модель позволяет:
- реализовать возможность изменения (уменьшения) рабочего (избыточного) давления на буфере скважин, что в свою очередь позволяет выбирать запорно-регулирующую арматуру и прочее технологическое оборудование на меньшее давление;
- осуществлять выбор глубинного насосного оборудования, развивающего меньшее давление на устье скважин, при сохранении прежней производительности скважин;
- уменьшить давление на устье скважин (противодавления на пласт) позволит увеличить производительность скважин - отдачу пласта при сохранении постоянства давления в системе поддержания пластового давления;
- повысить давление в нефтесборном коллекторе (ориентировочно с 0.6…1,2 МПа до 3,0…4,0 МПа), что позволит уменьшить потери давления при транспортировке водонефтегазовой смеси за счет уменьшения объема свободного попутного нефтяного газа (часть свободного попутного нефтяного газа растворится в нефти), что приведет к снижению вязкости смеси и к уменьшению пульсаций давления в трубопроводе.
В результате установки мультифазных насосов в нефтесборных коллекторах нефтепромысла может уменьшиться количество ДНС или отпадет необходимость в их строительстве. При отказе от ДНС вся продукция скважин поступает на УПН, где локально размещено все необходимое оборудование для подготовки нефти, причем, УПН можно разместить ближе к пункту сдачи нефти. Уменьшение количества ДНС, в свою очередь, приведет к отказу от строительства дополнительных газопроводов от ДНС, так как попутный нефтяной газ вместе с нефтью поступает в УПН, где и происходит окончательное доведение смеси до коммерческого продукта.
Совокупность существенных признаков (в том числе и отличительных) заявляемого устройства для замера и транспортировки нефти куста нефтяных скважин обеспечивает достижение требуемого технического результата, соответствует критериям «полезной модели» и подлежит защите охранным документом (патентом) РФ в соответствии с просьбой заявителя.