способ внутрискважинной сепарации водогазонефтяной смеси

Формула изобретения

Способ внутрискважинной сепарации водогазонефтяной смеси, включающий разделение смеси и раздельный отбор компонентов смеси на наклонном участке скважины с отбором воды вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа, отличающийся тем, что в процессе разделения водогазонефтяной смеси на наклонном участке скважины организуют замедление скорости потока смеси переходом потока в колонну труб большего диаметра, отбор воды вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа, выполняют через хвостовик, размещенный вблизи указанной противоположной стенки, снабженный отверстиями вдоль хвостовика, обращенными к указанной противоположной стенке.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение в системе поддержания пластового давления при межскважинной перекачке воды для отделения дисперсено-капельной нефти от добываемой продукции водозаборной скважины с небольшим наклоном, перешедшей из категории бывшей нефтедобывающей из-за обводнения продуктивного пласта.

Известен способ добычи нефти из подземного пласта через скважину, включающий разделение скважинного флюида, раздельный отбор нефти и воды и регулирование скорости отбора нефти и воды (Патент РФ № 2268999, опубл. 20.07.2004).

Известный способ предназначен для разделения большого содержания нефти в составе добываемого флюида.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ внутрискважинной сепарации водогазонефтяной смеси, включающий разделение смеси и раздельный отбор компонентов смеси на наклонном участке скважины с отбором воды вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа (Патент Великобритании № 2326895, опубл. 06.01.1999 - прототип).

Недостатком известного способа является неполное отделение малых объемов нефти от больших объемов воды.

В предложенном изобретении решается задача отделения и отбора малых объемов нефти от больших объемов воды.

Задача решается тем, что в способе внутрискважинной сепарации водогазонефтяной смеси, включающем разделение смеси и раздельный отбор компонентов смеси на наклонном участке скважины с отбором воды вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа, согласно изобретению, в процессе разделения водогазонефтяной смеси на наклонном участке скважины организуют замедление скорости потока смеси переходом потока в колонну труб большего диаметра, отбор воды вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа, выполняют через хвостовик, размещенный вблизи указанной противоположной стенки, снабженный отверстиями вдоль хвостовика, обращенными к указанной противоположной стенке.

Сущность изобретения

Внутрискважинная сепарация водогазонефтяной эмульсии при малом содержании нефти представляет определенные трудности из-за сложности разделения и улавливания малых объемов нефти. В предложенном изобретении решается задача отделения и отбора малых объемов нефти от больших объемов воды за счет проведения процесса в наклонном участке скважины. Задача решается следующим образом.

На фиг.1 представлен наклонный участок скважины; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1.

Внутрискважинный сепаратор содержит ступенчатую подвеску колонны насосно-компрессорных труб 1 с подсоединенным к нижней части электропогружным насосом (на рисунке не показан), спущенную в эксплуатационную колонну наклонной скважины 2. Верхняя часть подвески состоит из колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) большого диаметра 3 и размещенной в ней короткой колонной НКТ меньшего диаметра 4, которая расположена вблизи от устья скважины с зенитным углом более 3°.

Колонна НКТ меньшего диаметра 4 снабжена заглушенным с нижнего конца хвостовиком 5 с рядами впускных отверстий 6 по всей длине для поступления добываемой воды, соединенным с ней рукавом высокого давления (армированный резиновый шланг) 7. Хвостовик 5 со стороны отверстий 6 располагается на нижней образующей внутренней поверхности 8 и на некотором расстоянии от нижнего конца колонны НКТ большего диаметра 3, в которой происходит гравитационное разделение нефти и воды. Отделенная нефть движется по верхней образующей поверхности 9 колонны НКТ большего диаметра 3.

Внутрискважинный сепаратор работает следующим образом.

Для того чтобы отверстия 6 хвостовика 5 располагались на нижней образующей внутренней поверхности 8 колонны НКТ большего диаметра 3, при компоновке оборудования соблюдают азимутально-ориентированный спуск путем отметки каждой трубы колонны НКТ меньшего диаметра 3 и хвостовика 5 в соответствии с азимутом кривизны ствола скважины. Соединение хвостовика 5 с колонной НКТ меньшего диаметра 4 при помощи рукава высокого давления позволяет хвостовику всегда укладываться на нижней образующей поверхности колонны НКТ большего диаметра 3.

Длина хвостовика 5 выбирается исходя из производительности насоса таким образом, чтобы количество и диаметр отверстий 6 обеспечивали бы распределение парциальных расходов потока воды в каждой горизонтальной плоскости расположения отверстий 6 без захвата дисперсных капель нефти.

В процессе работы электроцентробежного насоса (на фигуре не показан) восходящий поток воды с нефтяными каплями движется по колонне НКТ 1. Поток, поступая в колонну НКТ большего диаметра 3, находящийся в зоне кривизны скважины, снижает скорость. При движении дисперсной структуры водонефтяной смеси до хвостовика 5 благодаря гравитации нефтяные капли всплывают в восходящем потоке и при слиянии этих капель образуется тонкая струя нефти, движущаяся вдоль верхней образующей поверхности колонны НКТ большего диаметра 3. При этом поток воды движется по нижней образующей поверхности колоны НКТ большого диаметра 3 и, проходя вдоль хвостовика 5 на каждой горизонтальной плоскости расположения отверстия 6, парциально равномерно распределяется. Причем скорость движения восходящего потока вдоль хвостовика 5 после прохождения каждой плоскости отверстий 6 снижается за счет парциального отбора воды, а внутри хвостовика 5 увеличивается за счет вновь поступающей порции воды. Благодаря расположению отверстий 6 хвостовика 5 на нижней образующей поверхности НКТ большого диаметра 3 парциальный отбор незначительного количества воды из потока в каждой поперечной плоскости не нарушает цельности струи и изменения направления движения капель нефти. Вода через рукав высокого давления 7 поднимается по колонне НКТ меньшего диаметра 4 к устью скважины, а нефть - по колонне НКТ большего диаметра 4.

Таким образом происходит разделение смеси и раздельный отбор компонентов смеси, согласно изобретению, после разделения смеси отбор воды выполняют на наклонном участке скважины вблизи стенки колонны, противоположной стенке, вдоль которой поднимается отделившийся поток нефти и газа.

В процессе эксплуатации добываемая вода из скважины-донора (водозаборной) по выкидной и водопроводной линии закачивается в нагнетательные скважины. При этом ограниченный объем нефти добывается по колонне НКТ большего диаметра путем регулирования отбора жидкости штуцером на устье скважины и направляется в нефтепровод. По предварительным исследованиям содержания нефти в добываемой жидкости скважины-донора определяется необходимая суточная добыча нефти по линии отбора нефтепроводом. При этом оптимальным является увеличение количества суточного отбора жидкости по нефтепроводу на 30-50%, чем это требуется по результатам определения содержания нефти в добываемой воде. Это позволяет исключить попадание нефти в водопровод и добывать из продукции скважины-донора нефть с приемлемым содержанием воды.

Несложная конструкция внутрискважинного оборудования предлагаемого сепаратора позволяет использовать его для разделения дисперсной структуры капельной нефти и газа от добываемой воды в стволе скважин-доноров с зенитным углом более 3 градусов, что составляет подавляющее количество из фонда этой категории скважин.

Реализация внутрискважинного разделения нефти и воды с отбором нефти и, в том числе, газа из добываемой воды скважин-доноров с использованием предлагаемого скважинного сепаратора позволяет сохранить приемистость нагнетательных скважин за счет очистки закачиваемой воды от нефтепродуктов и добыть дополнительный объем нефти из водозаборных скважин.