МОРСКАЯ БУРОВАЯ ПЛАТФОРМА И СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АКВАТОРИИ ПЛАСТОВЫМИ ВОДАМИ
OFF-SHORE DRILLING PLATFORM AND METHOD FOR PREVENTION OF WATER BASIN CONTAMINATION WITH FORMATION WATER

Изобретение относится к морским платформам для бурения нефтяных и газовых скважин. Изобретение позволяет предотвратить загрязнение акватории пластовыми водами.
Известна платформа морского бурения нефтяных и газовых скважин по патенту РФ №2166611, которая имеет буровую площадку, установленную на плавсредствах. Недостаток - низкая надежность устройства, неспособного противостоять сильным штормам, течениям и смещению ледяного покрова.
Известно изобретение по патенту РФ №2288320. Морская платформа может быть установлена в акватории океана и содержит основание и опоры с защитным блоком и источник электроэнергии, подключенный к потребителям энергии. Платформа имеет защитный блок, выполненный в виде бандажной конструкции, установленный на грунте водоема и закрепленный на нем. По отношению к опоре морского инженерного сооружения он расположен с зазором между его стенкой и опорой морского инженерного сооружения, что исключает соприкосновение защитного блока с опорой морского инженерного сооружения. Величина зазора составляет не менее значения, определяемого по расчетному соотношению. Предусмотрена возможность подогрева жидкости (морской воды), находящейся в пространстве, образованном зазором между опорой морского инженерного сооружения и стенкой защитного блока, например, путем сообщения указанного пространства с источником.
Недостатком изобретения является загрязнение акватории пластовыми водами, которые отделяют от нефти путем сепарации.
Известна морская буровая платформа по патенту РФ на изобретение №2312185, прототип. Эта платформа содержит опоры для крепления к грунту, основание платформы, на котором установлена буровая вышка, обсадную колонну со скважинными фильтрами, установленными в нефтеносном пласте, насос с подключенным к его выходу сепаратором.
Задача создания изобретения - предотвращение загрязнения акватории пластовыми водами.
Решение указанных задач достигнуто в морской буровой платформе, включающей опоры и платформу, на которой установлено устьевое оборудование для добычи нефти, соединяющее колонну труб добывающей скважины с входом в сепаратор, первый выход которого подключен к нефтенакопительному резервуару, тем, что второй выход сепаратора через нагнетательный насос соединен с трубопроводом подачи пластовой воды в нагнетательную скважину, горизонтальная часть которой расположена ниже продуктивного пласта. Между вторым выходом сепаратора и трубопроводом подачи пластовой воды в нагнетательную скважину установлена дополнительная емкость для пластовой воды и водяной насос для ее подачи из сепаратора. В качестве нагнетательного насоса для закачки пластовой воды в нагнетательную скважину используется поршневой насос. Между первым выходом сепаратора и нефтенакопительным резервуаром установлен промежуточный насос. Для перекачки нефти в танкер она снабжена причальным буем, вынесенным в море, закрепленным к морскому дну тросом или цепью и соединенным гибким рукавом с трубопроводом подачи нефти, проложенным по дну от морской платформы. Гибкий рукав, закрепленный на причальном буе, соединен с задвижкой, выполненной с быстроразъемным соединением, например байонетным, для соединения с нефтеналивным рукавом танкера. Между выходом из нефтенакопительного резервуара и трубопроводом подачи нефти установлен перекачивающий насос и расходомер. В продуктивном пласте добывающей скважины установлены скважинные фильтры и скважинный погружной насос. В нагнетательной скважине установлены скважинные фильтры.
Решение указанных задач достигнуто в способе предотвращения загрязнения акватории пластовыми водами, включающем добычу нефти, содержащей пластовую воду, ее сепарацию от нефти, тем, что отделенную от нефти пластовую воду закачивают в скважину, горизонтальная часть которой расположена ниже продуктивного пласта. Одновременно с сепарацией пластовой воды осуществляют отделение попутного газа. Одновременно с сепарацией пластовой воды осуществляют отделение твердых частиц породы.
Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е всеми критериями изобретения.
Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями, изобретательский уровень - достижением нового технического эффекта предотвращение загрязнения акватории в месте установки морских платформ пластовыми водами, отделенными в сепараторе от нефти и ранее сбрасываемыми в океан. Промышленная применимость обусловлена тем, что для реализации изобретения требуются известные материалы и технологии.
Сущность изобретения поясняется на иллюстрациях фиг.1 и 2, где
на фиг.1 приведена конструкция морской платформы и упрощенная схема добычи нефти из продуктивного пласта,
на фиг.2 приведена схема сепарации пластовой воды и ее закачки в нагнетательную скважину, а также сбор и загрузка нефти в танкер.
Морская буровая платформа (фиг.1) содержит опоры 1, на которых установлено основание 2.
Основание 2 установлено выше уровня воды 3. Опоры 1 могут быть расположены на грунте 4, ниже которого находится нефтеносный пласт 5, под которым находится водоносный пласт 6. На основании 2 установлено устьевое оборудование 7 для добычи нефти, соединяющее колонну труб 8 добывающей скважины 9 с сепаратором 10. В горизонтальной части скважины 11, выполненной в продуктивном пласте 5 установлены скважинные фильтры 12. Первый выход сепаратора 10 подключен к нефтенакопительному резервуару 13, а второй выход из сепаратора 10 через нагнетательный насос 14 соединен с трубопроводом подачи пластовой воды 15 в нагнетательную скважину 16, которая расположена ниже продуктивного пласта 5, т.е. в водоносный пласт 6 (фиг.1).
Между вторым выходом сепаратора 10 и трубопроводом подачи пластовой воды 15 в нагнетательную скважину 16 может быть установлена дополнительная емкость 17 для пластовой воды и водяной насос 18 для ее подачи из сепаратора 10. Дополнительная емкость 17 для пластовой воды предназначена для компенсации разной производительности сепаратора 10 и нагнетательного насоса 14, накопления воды при отказе нагнетательного насоса 14 или его профилактическом ремонте. Между первым выходом сепаратора 10 и нефтенакопительным резервуаром 13 может быть установлен промежуточный насос 19.
Для перекачки нефти в танкер 20 морская буровая платформа снабжена причальным буем 21, вынесенным в море, закрепленным к морскому дну 22 тросом 23 (или цепью) и соединенным гибким рукавом 24 с трубопроводом подачи нефти 25, проложенным по морскому дну 22. На причальном буе 21 может быть установлена задвижка 26, выполненная с быстроразъемным соединением, например байонетным, для соединения с нефтеналивным рукавом 27 танкера 20.
Между выходом из нефтенакопительного резервуара 13 (фиг.2) и трубопроводом подачи нефти 25 установлен перекачивающий насос 28 и расходомер 29. В продуктивном пласте 5 добывающей скважины 9 может быть установлен погружной насос 30, а в нагнетательной скважине 16 - скважинные фильтры 31. На выходе из колонны труб 8 (на входе в сепаратор 10) установлен датчик давления 32. Система сепарации, закачки воды и загрузки нефти оснащена вентилями 33 или управляемыми клапанами (на фиг.2 приведены только основные клапаны и вентиля, в системе может быть применена и другая запорная арматура для вспомогательных систем, обеспечивающих функционирование основной системы, например противопожарная система, система продувки, слива конденсата и т.д)
При работе погружной насос 30 подает по колонне труб 8 смесь нефти и воды, в которой также могут быть твердые посторонние частицы и газ. Смесь в сепараторе 10 разделяется на нефть и воду, а также отделяется газ, при его присутствии и твердые примеси. Нефть поступает в нефтенакопительный резервуар 13, а вода - по трубопроводу подачи пластовой воды 15 - в нагнетательную скважину 16 и далее в водоносный пласт 6, расположенный под продуктивным пластом 5. При наличии дополнительной емкости 17 пластовая вода накапливается в ней и периодически нагнетается под продуктивный пласт 5. Смесь может быть дополнительно очищена от посторонних примесей в скважинных фильтрах 31.
Применение изобретения позволило следующее.
- Предотвратить загрязнение акватории пластовыми водами, т.к. отсепарированная вода не сбрасывается в водоем.
- Уменьшить энергетические затраты на добычу нефти за счет закачки воды в пласт и поддержания пластового давления.
- Уменьшить затраты на транспортировку нефти потребителям.
- Снизить себестоимость добычи нефти.
- Улучшить экологию окружающей среды.