Трубная обвязка замерно-распределительного узла кустовой насосной станции
Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к системам заводнения пластов и поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений.
Сущность полезной модели заключается в том, что линия водовода замерно-распределительного узла кустовой насосной станции, соединяющая коллектор с низкоприемистой нагнетательной скважиной, соединена с линией водовода замерно-распределительного узла кустовой насосной станции, соединяющего коллектор с низкоприемистой нагнетательной скважиной, трубопроводом, содержащим регулятор расхода и задвижки.
Использование данного предложения позволяет с помощью существующей системы поддержания пластового давления при небольших дополнительных капитальных затратах сохранить энергию пласта во время остановок работы насосов за счет незначительного объема излива жидкости, предотвратить загрязнение водоводов нефтью и твердыми взвешенными частицами, содержащимися в жидкости излива из низкоприемистых нагнетательных скважин, за счет ограничения скорости излива жидкости величиной, меньшей скорости выноса загрязнений потоком излива жидкости из призабойной зоны пласта и подъема их на устье нагнетательной скважины, предотвратить замерзание воды в замерно-распределительном узле кустовой насосной станции, устьевой арматуре нагнетательных скважин и водоводе в зимний период за счет сохранения подвижности воды и исключения застойных участков, увеличить продолжительность межремонтного периода работы наземного оборудования нагнетательных скважин и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание пластового давления.
1 илл. на 1 л.
Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к системам заводнения пластов и поддержания пластового давления при разработке нефтяных месторождений.
Известна трубная обвязка кустовой насосной станции, содержащая водовод, коллектор, насосы, задвижки (см. книгу: Еронин В.А. и др.: Эксплуатация системы заводнения пластов - М.: Недра, 1964, - с.128-129). Трубная обвязка кустовой насосной станции позволяет производить закачку насосами и распределение по нагнетательным скважинам системы поддержания пластового давления подготовленной на очистных сооружениях воды и далее до пласта для восполнения его энергии, расходуемой при добыче нефти.
Недостатком трубной обвязки кустовой насосной станции является то, что замерно-распределительный узел кустовой насосной станции выполнен единым целым с кустовой насосной станцией, поэтому строительство и подключение новых водоводов к новым нагнетательным скважинам, подключаемым к кустовой насосной станции, потребует значительных работ по ее реконструкции, связанных с уплотнением замерно-распределительного узла по причине ограниченной площади здания кустовой насосной станции. Кроме того, при остановке работы насосов, при наличии в единой гидродинамической системе водоводов нагнетательных скважин с разной приемистостью, происходит неконтролируемый излив жидкости из низкоприемистых нагнетательных скважин в высокоприемистые нагнетательные скважины, при этом трубная обвязка устьевой арматуры нагнетательной скважины не обеспечивает защиту системы водоводов и призабойной зоны пласта высокоприемистых нагнетательных скважин от загрязнения нефтью и твердыми взвешенными частицами, содержащимися в жидкости излива из низкоприемистых нагнетательных скважин, накопление которых в призабойной зоне пласта приводит к снижению приемистости.
Наиболее близкими к предлагаемой трубной обвязке замерно-распределительного узла кустовой насосной станции являются «Блок гребенки» и «Блок распределения воды» для кустовых насосных станций (см. книгу: Нефтепромысловое оборудование: Комплект каталогов / Под ред. В.Г.Креца, В.Г.Лукьянова. - Томск: Изд-во Том. Ун-та, 1999,
- с.IX-14 - IX-15), содержащие водовод, коллектор, задвижки, устройства замера расхода воды. Блок гребенки и блок распределения воды позволяют производить распределение закачиваемой воды по водоводам нагнетательных скважин различной приемистости системы поддержания пластового давления и регулирование расхода воды по каждому водоводу с помощью устройства замера расхода воды, а также представляют собой самостоятельные компактные технологические узлы, что позволяет оперативно и с незначительными капитальными затратами производить реконструкцию замерно-распределительного узла кустовой насосной станции в целом путем их замены или добавления дополнительных узлов заводского исполнения.
Недостатком блока гребенки и блока распределения воды является то, что при остановке работы насосов, при наличии в единой гидродинамической системе водоводов нагнетательных скважин с разной приемистостью, происходит неконтролируемый излив жидкости из низкоприемистых нагнетательных скважин в высокоприемистые нагнетательные скважины, при этом трубная обвязка замерно-распределительного узла кустовой насосной станции не обеспечивает защиту системы водоводов и призабойной зоны пласта высокоприемистых нагнетательных скважин от загрязнения нефтью и твердыми взвешенными частицами, содержащимися в жидкости излива из низкоприемистых нагнетательных скважин, накопление которых в призабойной зоне пласта приводит к снижению приемистости. Применение «Типовой схемы трубной обвязки нагнетательной арматуры» для скважин различной приемистости (см. книгу: Нефтепромысловое оборудование: Комплект каталогов / Под ред. В.Г.Креца, В.Г.Лукьянова. - Томск: Изд-во Том. Ун-та, 1999, - с.1-16 - 1-17), содержащей задвижки, обратные клапаны, водоводы, позволяет предотвратить неконтролируемый излив жидкости из низкоприемистых нагнетательных скважин в высокоприемистые нагнетательные скважины путем автоматического перекрывания с помощью обратного клапана потока воды при остановке работы насосов, но при этом при эксплуатации в зимний период возникает опасность замерзания воды в устьевой арматуре нагнетательных скважин, надземных и недостаточно глубоко заложенных участках водоводов при длительной остановке работы насосов, например, в соответствии с графиком периодической (циклической) закачки.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является сохранение энергии пласта во время остановок работы насосов, предотвращение загрязнения водоводов нефтью и твердыми взвешенными частицами, содержащимися в жидкости излива из низкоприемистых нагнетательных скважин, замерзания воды в устьевой арматуре нагнетательной скважины и водоводе в приустьевой зоне нагнетательной скважины в
зимний период, увеличение тем самым межремонтного периода работы наземного оборудования нагнетательных скважин и, как результат, экономия материальных затрат на поддержание пластового давления.
Техническая задача решается предлагаемой трубной обвязкой замерно-распределительного узла кустовой насосной станции, включающей в себя водовод, коллектор, задвижки, устройства замера расхода воды, закачиваемой насосами кустовой насосной станции в нагнетательные скважины различной приемистости.
Новым является то, что линия водовода замерно-распределительного узла кустовой насосной станции, соединяющая коллектор с низкоприемистой нагнетательной скважиной, соединена с линией водовода замерно-распределительного узла кустовой насосной станции, соединяющего коллектор с низкоприемистой нагнетательной скважиной, трубопроводом, содержащим регулятор расхода и задвижки.
На чертеже изображена схема трубной обвязки замерно-распределительного узла кустовой насосной станции, при этом: I - закачка воды в пласт, II - излив жидкости из низкоприемистой нагнетательной скважины в водовод и далее в высокоприемистую нагнетательную скважину.
Трубная обвязка замерно-распределительного узла 1 кустовой насосной станции 2 содержит коллектор 3, водоводы 4, 5 с задвижками 6, 7 и устройствами замера расхода воды 8, 9, соответственно, трубопровод 10, содержащий регулятор расхода воды 11 (например, штуцер) и задвижки 12, при этом кустовая насосная станция 2 имеет в своем составе насос 13 с обратным клапаном 14, обеспечивающий закачку подготовленной на головных сооружениях 15 воды в низкоприемистые нагнетательные скважины 16 и высокоприемистые нагнетательные скважины 17, 18.
Трубная обвязка замерно-распределительного узла кустовой насосной станции работает следующим образом (на примере конкретного выполнения).
Вода, подготовленная на головных очистных сооружениях 15, подается насосом 13 с обратным клапаном 14 кустовой насосной станции 2 в коллектор 3 замерно-распределительного устройства 1 и далее (поток I) по водоводам 4, 5 закачивается в низкоприемистую нагнетательную скважину 16 с расходом 200 м 3/сут и высокоприемистую нагнетательную скважину 18 с расходом 400 м3/сут, ограниченным регулятором расхода 19 (например, штуцер), при устьевом давлении 15 МПа, а также в высокоприемистую нагнетательную скважину 17 с расходом 800 м3/cyт при устьевом давлении 10 МПа. Величина расхода воды, закачиваемой по водоводам 4 и 5 в нагнетательные скважины различной приемистости, регулируется путем манипуляции задвижками 6 и 7 при полностью открытых задвижках 12 на трубопроводе 10 и
контролируется устройствами замера расхода 8 и 9 соответственно. В нагнетательные скважины 16, 17 и 18 закачивается вода с низкой концентрацией нефтяных частиц и твердых взвешенных частиц (порядка 10...20 мг/л) и незначительных их размерах - порядка 2...20 мкм.
При остановке работы насосов происходит закрытие обратного клапана 14 насоса 3 на кустовой насосной станции 2, а также происходит излив (поток II) части закачанной воды в объеме до 10 м3 из низкоприемистой нагнетательной скважины 16 в водовод 5 за счет перепада давления до 5 МПа в единой гидродинамической системе водоводов. При интенсивном изливе жидкость может содержать 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 пласта. Поток излива II из низкоприемистой нагнетательной скважины 16 в водовод 5 направляется частично в высокоприемистую нагнетательную скважину 18, соединенную с замерно-распределительным узлом 1 тем же водоводом 5 через регулятор расхода 19, ограничивающий расход принимаемой высокоприемистой нагнетательной скважиной 18 поток воды излива II. Далее на замерно-регулирующем узле 1 кустовой насосной станции поток излива II направляют по трубопроводу 10 через регулятор расхода 11 в водовод 4, соединяющий замерно-регулирующий узел 1 с высокоприемистой нагнетательной скважиной 17, при этом регулятор расхода 11 подбирают таким образом, чтобы величина скорости движения потока излива воды II в насосно-компрессорных трубах низкоприемистой нагнетательной скважины 16 была меньше скорости выноса загрязняющих частиц из призабойной зоны пласта 6 и подъема их на устье нагнетательной скважины 3. В результате незначительной скорости и объема излива жидкости II не происходит вымывание загрязнений из призабойной зоны пласта, уровень загрязнения воды излива практически не превышает первоначального уровня загрязнений, содержащихся в очищенной воде при ее закачке. И, как следствие, не происходит загрязнения водоводов 4, 5 нефтью и твердыми взвешенными частицами, содержащимися в жидкости излива II из низкоприемистой нагнетательной скважины 16.
При возобновлении работы насоса 13 кустовой насосной станции 2 происходит восстановление первоначальной схемы закачки воды I в низкоприемистую нагнетательную скважину 16 с расходом 200 м3/сут и высокоприемистую нагнетательную скважину 18 с расходом 400 м3 /сут, ограниченным регулятором расхода 19, при устьевом давлении 15 МПа, а также в высокоприемистую нагнетательную скважину 17 с расходом 800 м3/сут при устьевом давлении 10 МПа для поддержания пластового давления в продуктивном пласте. При необходимости отключить только один из работающих
водоводов 4 или 5, например, для проведения ремонтных работ на нагнетательных скважинах 17, 16 или 18 без остановки работы кустовой насосной станции 2, производят закрытие соответствующей задвижки 6 или 7 на замерно-регулирующем узле 1, а также закрытие задвижек 12 на трубопроводе 10 для предотвращения перетоков между водоводами 4 и 5.
Таким образом, трубная обвязка замерно-распределительного узла кустовой насосной станции позволяет вследствие ограничения скорости и объема излива жидкости из низкоприемистой нагнетательной скважины предотвратить загрязнение водоводов нефтью и твердыми взвешенными, предотвращает замерзание воды в замерно-распределительном узле кустовой насосной станции, устьевой арматуре нагнетательных скважин и водоводе в зимний период.
Использование данного предложения позволяет с помощью существующей системы поддержания пластового давления при небольших дополнительных капитальных затратах сохранить энергию пласта во время остановок работы насосов за счет незначительного объема излива жидкости, предотвратить загрязнение водоводов нефтью и твердыми взвешенными частицами, содержащимися в жидкости излива из низкоприемистых нагнетательных скважин, за счет ограничения скорости излива жидкости величиной, меньшей скорости выноса загрязнений потоком излива жидкости из призабойной зоны пласта и подъема их на устье нагнетательной скважины, предотвратить замерзание воды в замерно-распределительном узле кустовой насосной станции, устьевой арматуре нагнетательных скважин и водоводе в зимний период за счет сохранения подвижности воды и исключения застойных участков, увеличить продолжительность межремонтного периода работы наземного оборудования нагнетательных скважин и, как результат, экономить материальные затраты на поддержание пластового давления.
Трубная обвязка замерно-распределительного узла кустовой насосной станции, включающая в себя водовод, коллектор, задвижки, устройства замера расхода воды, закачиваемой насосами кустовой насосной станции в нагнетательные скважины различной приемистости, отличающаяся тем, что линия водовода замерно-распределительного узла кустовой насосной станции, соединяющая коллектор с низкоприемистой нагнетательной скважиной, соединена с линией водовода замерно-распределительного узла кустовой насосной станции, соединяющего коллектор с низкоприемистой нагнетательной скважиной, трубопроводом, содержащим регулятор расхода и задвижки.
