УСТАНОВКА ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НЕФТИ НА НЕОБУСТРОЕННЫХ СКВАЖИНАХ

Установка для предварительного обезвоживания нефти на необустроенных скважинах
Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для предварительной подготовки продукции необустроенных скважин. Известно, что обводнение нефти приводит к образованию стойких водонефтяных эмульсий в подземном оборудовании добывающих скважин. Подъем обводненной продукции по колонне насосно-компрессорных труб сопровождается ее диспергированием насосными штангами и образованием стойких эмульсий, разрушение которых на пунктах подготовки нефти связано с высокими затратами деэмульгаторов и электроэнергии.
Добыча обводненной нефти на необустроенных скважинах связана с отсутствием условий обезвоживания нефти, подобных централизованным пунктам подготовки нефти. Вместе с тем, для вывоза добытой продукции таких скважин автотранспортом требуется глубокое обезвоживание нефти непосредственно на площадках вблизи устья этих скважин.
Известна штанговая насосная установка для одновременно-раздельной добычи нефти из двух пластов, которая позволяет при отсутствии пакера раздельно добывать нефть и воду из обводненной скважины и не допускать их смешения /1/.
Она содержит два насоса разных диаметров, сочлененных между собой патрубком, боковой всасывающий клапан верхнего насоса, колонну полых штанг, пакер, разобщающий пласты. Плунжер верхнего насоса герметично содержит внутри себя цилиндр, верхняя полость которого соединена с колонной полых штанг, а нижняя - с патрубком, внутри цилиндра по обе стороны плунжера расположены два сквозных горизонтальных канала, соединенных между собой вертикальным каналом цилиндра, внутри которого расположен нагнетательный клапан верхнего плунжера.
Установка обладает недостатком, состоящим в том, что некоторая часть водонефтяной смеси эмульгируется в скважине. Это связано с тем, что конструкция насоса предусматривает строго определенные соотношения объемов откачки нефти и воды. Соотношения же объемов нефти и воды в добываемой продукции в той или иной мере отличаются от них.
Известно, что для разрушения эмульсии и разделения пластовой жидкости на поверхности используется трубный водоотделитель /2/, содержащий коллектор подвода водонефтяной смеси, соединенный с наклонным трубопроводом, параллельно которому расположен газоотводящий трубопровод, трубопроводы для сброса воды и вывода нефти. Установка снабжена успокоителем потока, размещенным в месте соединения коллектора подвода газоводонефтяной смеси с наклонным трубопроводом, а газоотводящий трубопровод расположен над наклонным трубопроводом и соединен с ним перемычками.
Однако, они имеют большую металлоемкость и не позволяют раздельно подготавливать нефть и воду, ввиду их совместного движения вдоль оси трубы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой установке является установка трубная для сброса воды /3/, которая содержит наклонные нефтяные и водные секции, выполненные из отдельных труб, заглушенных с обоих торцов, трубопроводы подвода водонефтяной смеси и отвода нефти и воды. Трубопровод подвода водонефтяной смеси подсоединен к сепарационному узлу предварительного деления, выполненному в виде заглушенной с обеих торцов горизонтальной трубы. Сепарационный узел предварительного деления соединен патрубком отвода нефти с нефтяной секцией и патрубком отвода воды с водной секцией. Нефтяная и водная секции представляют собой наклонные трубопроводы. Патрубок отвода нефти сепарационного узла предварительного деления соединен с нижней частью нефтяной секции, патрубок отвода воды - с верхней частью водной секции.
Недостатками данной установки являются большие габаритные размеры и низкое качество предварительной подготовки нефти.
Техической задачей предлагаемой установки является повышение качества разделения нефти и воды.
Поставленная задача решается тем, что в известном установке для предварительного обезвоживания нефти на необустроенных скважинах, включающей штанговую установку с двумя последовательно соединенными насосами, колонны полых штанг для откачки воды и насосно-компрессорных труб для откачки нефти, хвостовик, опущенный ниже интервала перфорации, наклонную трубу на дневной поверхности для разделения нефти и воды, согласно полезной модели, внутри наклонной трубы концентрично размещена труба меньшего диаметра, верхняя часть которой соединена с колонной полых штанг, а нижняя часть наружной трубы соединена с колонной насосно-компрессорных труб, причем оба ввода скважинных жидкостей выполнены на расстояниях от торцов наружной трубы, равных 1/3 ее длины, а на торцевых частях наружной трубы выполнены верхний отвод для обезвоженной нефти с газом и нижний отвод для воды.
Техническим результатом установки является повышение качества разделения нефти и воды.
На рисунке показана схема предлагаемой установки.
Полированная полая штанга 1 на устье скважины соединена с колонной полых штанг 2, спущенных в насосно-компрессорные трубы 3. Штанги соединены с плунжером 4 верхнего насоса, имеющим нагнетательный клапан 5 во внутреннем цилиндрическом канале и боковой всасывающий клапан 6. Цилиндр 7 верхнего насоса соединен с цилиндром 8 нижнего насоса, имеющего плунжер 9, нагнетательный 10 и всасывающий 11 клапаны. Полированная полая штанга 1 на устье соединена с гибким рукавом высокого давления 12, а колонна труб 3 - с выкидной задвижкой 13. Нижний насос соединен с хвостовиком 14, спущенным ниже интервала перфорации скважины.
Верхнее оборудование установки для предварительного обезвоживания представляет собой емкость, состоящую из двух наклонных, концентрически расположенных труб. Внешняя труба 15 имеет входные и выходные патрубки для нефти, воды и газа. Внутренняя труба 16 имеет открытые концы, причем один из концов расположен в верхней части внешнего трубопровода с выводом его по телу внешней трубы на 1/3 его части. Другой (нижний) конец внутренней трубы не достигает нижнего конца внешней трубы на длину, равную значению 1/3 длины внешней трубы. Вдоль верхней образующей внутренней трубы имеются щелевые перфорационные каналы.
Работа установки состоит в следующем. В скважине продукция пласта расслаивается на нефть и воду. Обычно, на участке от забоя до приема насоса присутствует столб воды, в которой нефтяная фаза всплывает отдельными каплями. Поэтому в хвостовик 14 установки будет поступать водная фаза, а в прием верхнего насоса - нефтяная фаза с некоторым количеством воды. Далее вода будет нагнетаться нижним насосом через концентрическую полость верхнего плунжера в колонну полых штанг, а нефтяная фаза через клапаны 6 и 5 будет поступать в колонну труб 3 и откачиваться на дневную поверхность через задвижку 13.
Далее нефть с включениями воды и газа по выкидному трубопроводу поступает в нижнюю часть внешней трубы 15, расположенную на расстоянии порядка 1/3 его длины. Попутно добываемая вода с включениями нефти и газа поступает в верхнюю часть внутренней трубы 16, с точкой врезки, расположенной на расстоянии 1/3 длины внешней трубы от его верхней заглушки. Более легкая по плотности нефть движется в направлении верха внешней наклонной трубы, а вода, более тяжелая по плотности, движется в направлении низа внешней наклонной трубы. По мере движения нефть очищается от включений воды и газа, а вода от включений нефти и газа за счет разности плотностей и процессов коалесценции. Вода, поступающая во внутреннюю трубу, движется вниз и скапливается в нижней части внешней трубы. Нефть при этом, всплывая, движется вдоль верхней образующей внутренней трубы и через щелевые перфорационные каналы достигает верхней образующей внешней трубы. Нефть и вода скапливаются в верхней и, соответственно, в нижней части внешней трубы и, по мере накопления отводятся в специально оборудованные емкости для накопления и последующей транспортировки.
Технико-экономическим преимуществом установки является обеспечение глубокого обезвоживания нефти.
Литература.
1. Патент РФ №2430270. Штанговая насосная установка для одновременно-раздельной добычи нефти из двух пластов. Заявл. 27.10.2009.Опубл. 27.10.2011.
2. Патент РФ №2098166 РФ, МКИ В01Д 19/00. Установка сброса воды Заявл. 10.08.1993. Опубл. 10.12.1997.
3. Патент РФ №2302279 РФ, МКИ B01D 17/00. Установка трубная для сброса воды. Заявл. 19.09.2005. Опубл. 10.07.2007.