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 устройству является «Приустьевая фильтровальная установка» (Патент RU №41793, МПК Е 21 В 43/08, опубл. БИ №31 от 10.11.2004 г.), включающая корпус с фильтром, водовод, насосно-компрессорные трубы, помещенные в скважине и гидравлически связанные с корпусом, распределительные устройства. Корпус фильтровальной установки выполнен в виде вертикального трубного элемента с фильтром в средней части и водоводом в нижней, при этом верхняя часть связана с насосно-компрессорными трубами через распределительное устройство, пропускающее только к корпусу, а нижняя - через распределительное устройство, пропускающее только от корпуса. Приустьевая фильтровальная установка позволяет производить очистку излива из нагнетательных скважин от загрязнений, выносимых из призабойной зоны продуктивного пласта, и регенерацию фильтрующего материала изменением направления потока воды через фильтр путем манипуляции задвижками.
Недостатком является то, что приустьевая фильтровальная установка не позволяет производить дополнительную очистку воды, закачиваемой в продуктивный пласт, например, от аварийного (залпового) превышения содержания загрязняющих частиц в воде после
головных очистных сооружений. При этом загрязняющие вещества попадают в пласт, загрязняя призабойную зону и снижая тем самым приемистость нагнетательных скважин.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение степени очистки закачиваемой воды, снижение потери приемистости пластов, увеличение времени между очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономия материальных затрат на поддержание пластового давления за счет исключения дополнительных затрат на очистку призабойной зоны нагнетательных скважин, сокращения затрат на промывку подводящих высоконапорных водоводов, повышения работоспособности нагнетательных скважин при прерывистом характере закачки воды, а также за счет дополнительной защиты нагнетательных скважин от залповых поступлений загрязняющих веществ с головных очистных сооружений.
Поставленная задача решается предлагаемой приустьевой фильтровальной установкой, включающей вертикальный трубный корпус с фильтром в средней части, водовод, насосно-компрессорные трубы, помещенные в скважине и гидравлически связанные с корпусом, распределительные устройства.
Новым является то, что верхняя и нижняя части корпуса через распределительные устройства гидравлически соединены как с водоводом, так и с насосно-компрессорными трубами, при этом распределительные устройства выполнены так, что верхняя часть корпуса использована для приема жидкости, а нижняя - для слива,
На чертеже изображено устройство приустьевой фильтровальной установки, при этом: I - закачка воды в пласт, II - излив воды из пласта и нагнетательной скважины, III - удаляемые промывкой загрязняющие вещества.
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, трубопровод 4 с запорной арматурой 5, соединяющий корпус 1 с водоводом 6, трубопровод 7, соединяющий корпус 1 с насосно-компрессорными трубами 8 нагнетательной скважины 9, распределительные устройства (обратные клапаны, задвижки и т.д.) 10-13, причем верхняя часть 14 корпуса соединена с водоводом 6 и насосно-компрессорными трубами 8 через распределительные устройства 11 и 12 и работает на прием жидкости к корпусу 1, а нижняя часть корпуса 15 соединена с водоводом 6, а также с насосно-компрессорными трубами 8 через распределительные устройства 10 и 13 и работает на слив жидкости из корпуса 1, при этом верхняя 14 и нижняя 15 части корпуса 1 снабжены сливными патрубками 16 и 17 соответственно. Насосно-компрессорные трубы 8 гидравлически связаны с пластом 18 через призабойную зону 19.
3
Устройство работает следующим образом (на примере конкретного выполнения). Вода, подготовленная на головных очистных сооружениях, подается насосами в водовод 6 и закачивается в нагнетательную скважину 9 в количестве 200 м/сут при устьевом давлении 15 МПа для поддержания пластового давления в пласте 18. При закачке воды в нагнетательную скважину 9 поток воды I движется по водоводу 6, далее по трубопроводу 4 через открытые задвижку 5 и распределительное устройство 11 подается в верхнюю часть 14 корпуса 1, проходит через фильтр 3 и затем из нижней части 15 корпуса 1 через открытое распределительное устройство 13 подается в насосно-компрессорные трубы 8, при этом распределительное устройство 10 закрывает нижнюю часть 15 корпуса 1 от водовода 6, распределительное устройство 12 закрывает трубопровод 7. На Фиг. в качестве распределительных устройств 10, 11, 12, 13 условно показаны обратные клапаны. В скважину 9 закачивается вода с низкой концентрацией нефти и твердых взвешенных частиц (порядка 10...20 мг/л) и незначительных их размерах - порядка 2...20 мкм. Дополнительная очистка закачиваемой воды на фильтре 3 позволяет улавливать отдельные возможные залповые поступления загрязняющих веществ (твердых взвешенных частиц и нефти) в случае аварийных сбоев в работе головных очистных сооружений, когда их концентрация многократно превышает 10...20 мг/л.
При остановке работы насосов происходит излив части закачанной воды из пласта 18 через нагнетательную скважину 9 в водовод 6 за счет перепада давления 5 МПа. Изливающаяся жидкость содержит значительную концентрацию загрязняющих веществ в интервале от 250 до 1200 мг/л, а в отдельных порциях доходя до 143 г/л (промысловые данные), выносимых из призабойной зоны 19. Продвигаясь по насосно-компрессорным трубам 8 нефтяные глобулы с твердыми взвешенными частицами дополнительно коалесцируют и укрупняются, достигая на устье скважины размеров 1...20 мм, а также образуя более крупные включения и струи. При движении потока излива II из нагнетательной скважины 9 по насосно-компрессорным трубам 8 в водовод 7 производят закрытие распределительных устройств 11 и 13 и открытие распределительных устройств 10 и 12, в результате чего излив воды II, содержащий выносимые им загрязняющие вещества из призабойной зоны 19 нагнетательной скважины 9, направляется на фильтр 3, на котором происходит очистка воды излива от загрязняющих веществ, причем глобулы нефти коалесцируют и накапливаются в верхней части 14 корпуса 1. Часть твердых взвешенных частиц, не уловленных фильтром 3, дополнительно отстаивается в нижней части 15 корпуса 1. После фильтра 3 очищенная вода излива, из которой удалили до 90% загрязняющих веществ, с остаточными мелкодисперсными загрязняющими веществами поступает в водовод 6 и далее сливается в емкость на кустовой насосной станции либо подается в высокоприемистую
нагнетательную скважину. Уловленные загрязнения III из корпуса 1 приустьевой фильтровальной установки по мере их накопления в верхней 14 и нижней 15 частях удаляют промывкой через патрубки 16 и 17, соответственно, на переработку при восстановлении закачки насосами в нагнетательную скважину 9 при открытых распределительных устройствах 11 и 13 и закрытых распределительных устройствах 10 и 12. Для осуществления обратной промывки фильтра 3 при восстановленной закачке производят принудительное открытие регулирующего устройства 10 и закрытие задвижки 5 на трубопроводе 4. При этом при открытии патрубка 16 верхней части 14 корпуса 1 происходит обратная промывка фильтра 3 чистой водой из водовода 6 и регенерация его фильтрующих свойств. При необходимости возможна замена фильтра 3 на новый через съемную верхнюю крышку 2 корпуса 1. Таким образом, установка обеспечивает дополнительную очистку закачиваемой воды на фильтре 3, улавливая отдельные возможные залповые поступления загрязняющих веществ (твердых взвешенных частиц и нефти) в случае аварийных сбоев в работе головных очистных сооружений, а также очистку воды от загрязняющих веществ в период излива из скважины с меньшей приемистостью в высокоприемистую скважину, который имеет место при наличии гидравлической связи между скважинами, вскрывшими пласты различной проницаемости, препятствуя попаданию загрязняющих веществ излива в водовод, и повторному загрязнению призабойной зоны пласта. Излив также может быть организован принудительно путем слива воды из водовода в емкость на кустовой насосной станции.
Технико-экономическая эффективность предлагаемой приустьевой фильтровальной установки достигается за счет дополнительной очистки закачиваемой воды на фильтре, исключения дополнительных затрат на очистку призабойной зоны нагнетательных скважин, сокращения затрат на промывку подводящих высоконапорных водоводов, повышения работоспособности нагнетательных скважин при прерывистом характере закачки воды, а также за счет дополнительной защиты нагнетательных скважин от залповых поступлений загрязняющих веществ с головных очистных сооружений.
Использование данного предложения позволяет с помощью существующей системы поддержания пластового давления при небольших дополнительных капитальных затратах снизить потери приемистости пластов, увеличить время между капитальными очистками призабойной зоны нагнетательных скважин и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание пластового давления.