Установка для предварительного сброса воды

 

Изобретение относится к установкам для предварительного сброса воды и может использоваться в нефтяной промышленности при добыче нефти. Установка содержит аппарат для предварительного разделения продукции скважин в виде наклонного трубопровода, на линии отвода воды которого установлен газосепаратор, нефтяной и водяной сепараторы, связанные с линией отвода нефти из аппарата и линией отвода воды из газосепаратора соответственно, буферные емкости для нефти и воды, подогреватель, установленный на линии отвода нефти из буферной емкости. Технический результат состоит в уменьшении затрат на добычу и подготовку нефти. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в системах сбора нефти, газа и воды на промыслах.

Известна установка для предварительного сброса пластовой воды в системе сбора нефти (авт. св. № 1423142, MПK 4 B 01 D 19/00, 17/035, опубл. 15.09.88, Бюл. № 34). Установка включает трубопровод, устройство для предварительного отбора газа, связанное с трехфазным сепаратором с отводом газа, нефти и воды, нефтяную и водяную буферные емкости.

Установка работает не эффективно, использованные аппараты не обеспечивают достаточное разделение нефти и воды, очистка воды в буферной емкости и при подаче газа не позволяет достигать необходимой степени очистки. А пропускание газа через слой воды, наоборот, препятствует осаждению механических примесей, т.е. очистки воды от механических примесей.

Известна установка подготовки продукции скважин (патент РФ №2045982, МПК 6 В 01 D 17/00, 19/00, опубл. 20.10.95, бюл. № 29), которая наиболее близка к предлагаемому изобретению. Установка включает трехфазный делитель фаз, трехфазные нефтяной и водяной сепараторы, шламосборник, нефтяную и водяную буферные емкости с насосами, подогреватель сырья, узел разрушения бронирующих оболочек.

Однако использованные аппараты, их компановка к технологические процессы в них не обеспечивают решение задачи при предварительном сбросе воды из системы сбора продукции скважин. Использованный делитель фаз практически позволяет только частичное удаление свободного газа и тем самым уменьшить пульсацию потока в последующих аппаратах. Использование однотипных трехфазных сепараторов для подготовки нефти и воды является не эффективным, при этом не достигается очистка воды до необходимой степени качества для целей закачки обратно в пласт для поддержания пластового давления. Использование подогревателя для подогрева всей массы сильнообводненной продукции скважин является малоэффективным и связано с большими затратами энергии.

Технической задачей является обеспечение более высокой степени разделения нефти, воды и газа, очистка сбрасываемой воды от остатков нефти, газа, механических примесей, получение нефти с малым содержанием воды при больших расходах потока жидкости, выполнение технических и экологических требований при утилизации сбрасываемой воды путем закачки в систему поддержания пластового давления на нефтяном месторождении или закачки в поглощающий пласт.

Поставленная задача решается тем, что в установке для предварительного сброса воды, включающей аппарат предварительного разделения продукции скважин на фазы с отводом их в нефтяной и водяной сепараторы, буферные емкости для нефти и воды с насосами и подогреватель, согласно изобретению установка дополнительно содержит газосепаратор, установленный на линии отвода воды из аппарата предварительного разделения продукции скважин на фазы, выполненный в виде наклонной трубы с линией подачи воды выше уровня жидкости и связанный с водяным сепаратором, при этом упомянутый аппарат выполнен в виде наклонного трубопровода с линиями подвода продукции скважин, вывода воды, нефти и газа, нефтяной сепаратор - в виде емкости с перегородками, водяной сепаратор - в виде отстойника с гидрофобным слоем, а подогреватель установлен на линии отвода нефти из буферной емкости для нефти с возможностью подачи подогретой нефти в линию подвода продукции скважин и в линию ввода нефти в нефтяной сепаратор, при этом линии вывода газа из всех аппаратов установки связаны с общим газопроводом с возможностью подачи газа в качестве топлива в подогреватель.

При использовании предлагаемой установки достигается сброс воды из системы сбора продукции скважин при рабочем давлении и при расходах потока жидкости до 100 тыс.м³/сут с обеспечением достаточной очистки сбрасываемой воды и утилизации воды закачкой в систему поддержания пластового давления или в поглощающие пласты.

Газосепаратор (патент РФ №2042376, МПК 6 В 01 D 19/00, опубл. 27.08.95, Бюл. №24), установленный на линии отвода воды из аппарата предварительного разделения продукции скважин, обеспечивает дегазацию воды до уровня безопасной работы водяных насосов за счет подачи воды выше уровня жидкости и улучшает работу водяного сепаратора с гидрофобным слоем (патент РФ №2094081, МПК 6 Б 01 D 17/028, опубл. 27.10.97, Бюл. №30), который обеспечивает очистку воды от остатков нефти и механических примесей, не превышающих 10-15 мг/л в воде.

Выполнение аппарата предварительного разделения продукции скважины на фазы в виде наклонного трубопровода (патент РФ №2098166, МПК 6 В 01 D 19/00, опубл. 10.12.97, Бюл. №34) дает возможность организовать технологический процесс предварительного сброса воды при расходах продукции скважин до 100 тыс.м³/сут при минимальных материальных и эксплуатационных затратах.

Размещение на линии откачки нефти из аппарата предварительного разделения продукции скважин нефтяного сепаратора в виде емкости с перегородками (патент РФ №2077918, МПК 6 В 01 D 17/028, опубл. 27.04.97, Бюл. №12) обеспечивает снижение количества остаточной воды в нефти до 2%.

Снабжение установки подогревателем на линии отвода нефти позволяет закачивать подогретую нефть в аппарат для предварительного разделения продукции скважин и в поверхностный слой нефти нефтяного сепаратора, что обеспечивает ускоренное разделение нефти, воды и газа, устраняет образование и рост промежуточного эмульсионного слоя в аппаратах, при этом в качестве топлива для подогревателя используется газ, выделенный в аппаратах установки для предварительного сброса воды.

Схема установки для предварительного сброса воды приведена на чертеже.

Установка включает аппарат для предварительного разделения продукции скважин 1 (для простоты указан только один трубопровод), газосепаратор 2, водяной сепаратор 3, нефтяной сепаратор 4, подогреватель 5, буферные емкости для воды 6, для нефти 7, насос для откачки нефти 8, насос для откачки воды 9, линии (трубопроводы) для подвода продукции скважин 10, отвода газа 11, воды 12, нефти 13, свечу 14.

Установка для предварительного сброса воды работает следующим образом.

Продукция скважин по трубопроводу для подвода продукции скважин (по сборному коллектору) 10 поступает в аппарат для предварительного разделения продукции скважин 1, где продукция скважин разделяется на нефть, газ и воду. При достаточно большом расходе продукции скважин и в зависимости от степени подготовленности эмульсии, время пребывания продукции скважин в аппарате для предварительного разделения 1 оказывается малым и хорошего разделения на нефть, газ и воду не происходит, т.е. в нефти еще остается вода, а в воде - нефть, в воде и нефти остается еще и газ. Вода из аппарата 1 поступает в газосепаратор 2, где происходит дегазация воды, далее вода поступает в водяной сепаратор 3, где вода очищается от остатков нефти и механических примесей, очищенная вода далее поступает в буферную емкость 6, а оттуда забирается насосом 9 и утилизируется путем закачки в систему поддержания пластового давления или в поглощающий пласт.

Из аппарата 1 по трубопроводу 13 нефть поступает в нефтяной сепаратор 4, где происходит более глубокая очистка нефти от остатков воды и газа. Очищенная нефть поступает в буферную емкость 7, а оттуда откачивается насосом 8 потребителю. После насоса часть нефти направляется в подогреватель 5, а подогретая нефть подкачивается в трубопровод 10 для подвода продукции скважин и в трубопровод 13 для отвода нефти из аппарата 1 и подачи нефти в нефтяной сепаратор 4. Подкачка подогретой нефти в аппарат 1 и нефтяной сепаратор 4 ускоряет процесс разделения компонентов на нефть, воду и газ, в продукции скважин и позволяет очищать нефть и воду до требуемого качества. Отделенный газ из всех аппаратов направляется по трубопроводу 11 к потребителю, на собственные нужды и на свечу 14. Механические примеси, оседавшие в аппаратах, периодически по мере необходимости удаляются из аппаратов.

Таким образом, при использовании предлагаемой установки для предварительного сброса воды достигается новый технический результат - более высокая степень разделения нефти и воды, очистка сбрасываемой воды от остатков нефти, газа и механических примесей, получение нефти с малым содержанием воды при больших расходах потока продукции скважин и соответствующих техническим и экологическим требованиям при утилизации сбрасываемой воды путем закачки в систему поддержания пластового давления на нефтяном месторождении или закачки в поглощающие пласты. При этом новый технический результат достигается с наименьшими затратами, так как утилизация воды происходит на месте извлечения ее на нефтяном месторождении, нет необходимости транспортировать воду на большие расстояния, при этом используется небольшое число высокоэффективных аппаратов и упрощается технологический процесс сбора продукции скважин, отделения нефти и воды, очистки воды и ее утилизация на нефтяном месторождении.

Формула изобретения

Установка для предварительного сброса воды, включающая аппарат предварительного разделения продукции скважин на фазы с линиями отвода их в нефтяной и водяной сепараторы, буферные емкости для нефти и воды с насосами и подогреватель, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит газосепаратор, установленный на линии отвода воды из аппарата предварительного разделения продукции скважин на фазы, выполненный в виде наклонной трубы с линией подачи воды выше уровня жидкости и связанный с водяным сепаратором, при этом упомянутый аппарат выполнен в виде наклонного трубопровода с линиями подвода продукции скважин, вывода воды, нефти и газа, нефтяной сепаратор – в виде емкости с перегородками, водяной сепаратор – в виде отстойника с гидрофобным слоем, а подогреватель установлен на линии отвода нефти из буферной емкости для нефти с возможностью подачи подогретой нефти в линию подвода продукции скважин и в линию ввода нефти в нефтяной сепаратор, при этом линии вывода газа из всех аппаратов установки связаны с общим газопроводом с возможностью подачи газа в качестве топлива в подогреватель.

РИСУНКИ

Рисунок 1