Способ разработки нефтяных месторождений и блочная комплексная система установок для его осуществления

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к разработке месторождений нефти. Обеспечивает уменьшение затрат на разработку месторождений, повышение нефтеотдачи пластов. Сущность изобретения: по способу добывают жидкие и газообразные углеводороды с попутной пластовой водой из эксплуатационных нефтяных скважин и нагнетательных водяных скважин. Все объекты при разработке изготавливают блочно на одном участке поверхности земли и размещают с учетом розы ветров. Обеспечивают их пожаробезопасность и, заменяя внутрипромысловую систему сбора нефти, нагнетания рабочего агента: воды, газа, нефти в нефтеносные горизонты, и внутрипромысловую сеть электропередач, сводят их только к внутриустановочным обвязкам и магистральным нефтепроводам и высоковольтным линиям электропередач, связывающим площадку разработки с потребителями нефти и энергоснабжающими предприятиями. Строительство их осуществляют одновременно с бурением скважин и с последовательным вводом их в эксплуатацию, обвязкой их с нефтяными и водяными выкидными трубопроводами, воздушными или кабельными линиями электропередач, при необходимости проложив их в быстроразборные трубы, соединенные друг с другом накладными муфтами. Обеспечивают электроэнергией все объекты с кольцевым питанием от различных фидеров, при котором эксплуатационные скважины располагают кустами, несколькими рядами, забои которых за счет сочетания различных видов бурения с вертикальными, наклонными и горизонтальными стволами, пробуренными в нескольких направлениях из одного ствола, обеспечивают равномерное дренирование всей нефтеносной залежи и поддержание оптимальной величины пластового давления и оптимального режима фильтрации пластовой жидкости к скважинам за счет избирательной закачки нефтяного газа в плохопроницаемые зоны нефтеносного пласта. Одновременно используют обратную закачку в пласт попутно добываемой воды как в его законтурную зону, так и избирательно, в пониженные участки внутри контура нефтеносности. Используют также газоводяную смесь как рабочий агент для поддержания в пласте рациональной величины пластового давления. При этом закачивают в пласт или в скважину как остаточный газ, так и газ, подведенный для его использования как топливо огневого подогревателя, применяемого для подогрева скважинной продукции и обеспечения полной подготовки нефти, газа и воды для их реализации. При добыче неэмульсионной или слабоэмульсионной нефти ее подают непосредственно в трубный газоводоотделитель, из которого выделившиеся из нефти газ и вода соответственно подают в накопительную емкость и в нижнюю часть газоводоотделителя со стабилизационной колонной головкой. Нефть с небольшим содержанием остаточной воды, которую при необходимости более глубокого обессоливания смешивают с горячей пресной водой с деэмульгатором, подают при обработке эмульсионной нефти в вертикальный сепаратор-газоводоотделитель. При обработке неэмульсионной нефти ее подают в трубный газоводоотделитель в среднюю часть его верхней половины. Остаточный газ через верхний газоперепускной клапан выпускают в общую газовую линию, а воду - через автоматический регулируемый клапан, приоткрывая его или прикрывая его, регулируют положение водонефтяного контакта между двумя, верхней и нижней допускаемыми точками, контролируемыми указателями уровня. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к разработке месторождений нефти.

Известен способ разработки нефтяных месторождений путем применения рассредоточенных объектов (скважин, системы сбора и нагнетания с установками для измерения дебитов скважинных продукций, подготовки нефти, газа и воды, и для их реализации) на поверхности земли на всей площади, занимаемой нефтяным месторождением (1).

Способ связан с использованием переплетенной сети нефтепроводов, газопроводов, водоводов, связывающих скважины с объектами измерения, подготовки и закачки, требующих больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

Недостатки известного способа: - Большие затраты на бурение скважин, обустройства площади нефтяного месторождения, большие транспортные, энергозатраты, на непосредственное обслуживание объектов добычи и реализации нефти, газа, воды и на проведение работ на других вспомогательных объектах производства, которые увеличиваются с уменьшением запасов нефти, особенно из трудноизвлекаемых и малодебитных нефтеносных залежей; - Большие капитальные и трудовые затраты на сохранение экологической безопасности, техники безопасности и пожарной безопасности; - Большие затраты на автоматизацию, компьютеризацию работы объектов производства, затормаживающие развитие техники и технологии производства добычи нефти.

Наиболее близким техническим решением является способ разработки нефтяных месторождений с использованием кустового расположения эксплуатационных нефтяных скважин продукций, которые до групповых измерительных установок транспортируют по индивидуальным нефтепроводам, после которых сбор до дожимных насосных установок осуществляют по общим отдельным нефтепроводам, где производят раздельную откачку выделившийся части воды или газа к потребителям, а нефть остаточным газом и водой откачивают до пунктов подготовки нефти, расположенных в большей части в удалении от разрабатываемого нефтяного месторождения (2).

Недостатки способа: - сохраняются в несколько уменьшенном виде по сравнению с первым способом основные недостатки; - большие затраты на обратную транспортировку к объектам нагнетания, добываемой из скважин попутной воды и других сбросовых вод; - большие потери нефти и газа из различных нефтепромысловых объектах, разбросанных по всему месторождению нефти, из-за несовершенной технологии, из-за аварий, происходящих в нефтегазоводопроводах и на других объектах; - большие капитальные затраты средств на автоматизацию и диспетчеризацию процессов производства в нефтедобывающем предприятии.

Цель изобретения: уменьшение затрат на разработку нефтяных месторождений: капитальных, материальных, трудовых и др., особенно на малых и средних месторождениях, улучшение состояния охраны труда и природы, повышение нефтеотдачи пластов.

Поставленная цель достигается концентрацией всех объектов системы разработки нефтяных месторождений: скважин, измерительных установок, установки по подготовке нефти, закачки рабочих агентов для поддержания величины пластового давления, электротрансформаторных подстанций, диспетчерских пунктов и других изготовленных блочно, на одном участке на поверхности земли площади разрабатываемого месторождения, что фактически ликвидирует внутрипромысловую систему сбора нефти, нагнетания рабочего агента: воды, газа, нефти в нефтеносные горизонты и внутрипромысловую сеть электропередач, сводя их только к внутриустановочным обвязкам, магистральным нефтепроводам и высоковольтным линиям, связывающим площадку разработки с электростанциями, строительство которых осуществляют одновременно с бурением скважин и последовательным вводом их в эксплуатацию, обвязкой их с нефтяными и водяными выкидными трубопроводами, воздушными или кабельными линиями электропередачи, при необходимости проложив их в быстроразборные трубы, соединенные друг с другом накладными муфтами, обеспечивающие электроэнергией все объекты с кольцевым питанием от различных фидеров, при котором эксплуатационные скважины располагаются кустами, несколькими рядами, забой которых за счет сочетания различных видов бурения с вертикальными, наклонными и горизонтальными стволами, пробуренными в нескольких направлениях из одного ствола, обеспечивает равномерное дренирование всей нефтеносной залежи, поддержание оптимальной величины пластового давления и оптимального режима фильтрации пластовой жидкости к скважинам за счет избирательной закачки и нефтяного газа в плохопроницаемые зоны нефтеносного пласта, одновременно с обратной закачкой в пласт попутнодобываемой воды как в его законтурную зону, так и избирательно, в пониженные участки внутри контура нефтеносности, при помощи, соответственно, газовых компрессоров или универсальных насосов, проводимых в работу энергоносителями: водой, нефтью, газом, прокачиваемыми через их насосы-двигатели и нагнетаемыми далее в скважину. как подъемную энергию, или в нефтеносный пласт, использовав также газоводяную смесь как рабочий агент для поддержания в пласте рациональной величины пластового давления, при этом закачивают в пласт или в скважину как остаточный газ, так и газ, проведенный для его использования как топливо огневого подогревателя, применяемого для подогрева скважинной продукции и обеспечения полной подготовки нефти, газа и воды для их реализации путем ступенчатой подготовки, в ромбических, вертикально установленных теплообменниках типа "труба в трубе" с предварительным сбросом воды с их нижних точек и выпуском, выделившегося из нефти газа - с высоких точек, вновь поступающей скважинной продукции из последних секций теплообменников, при входе в огневой подогреватель, после предварительного ее подогрева теплом выходящей из печи встречным потоком продукции, нагретой до температуры 80-90^oС, из которой также перед ее выходом в вертикальный газоводоотделитель, а при добыче неэмульсионных или слабоэмульсионных нефтей непосредственно в трубный газоводоотделитель, из которого выделившиеся из нефти газ и вода, соответственно, поступают в накопительную емкость и в нижнюю часть газоводоотделителя со стабилизационной колонной, а нефть с небольшим содержанием остаточной воды, которую при необходимости более глубокого обессоливания смешивают с горячей пресной водой с деэмульгатором, подают при обработке эмульсионных нефтей в вертикальный сепаратор -газоводоотделитель, а при обработке неэмульсионных нефтей в - трубный газоводоотделитель в среднюю часть его верхней половины, несколько ниже с границы водонефтяного контакта, но выше перегородок, препятствующих непосредственному уносу остаточных капелек нефти по нижней поверхности трубы в зону забора воды и обеспечения подъема нефти в зоне спокойного движения продукции в верхнюю часть газа водоотделителя, в стабилизационную колонну, расположенную на верхнем конце газоводоотделителя, откуда нефть с заданной плотностью через спускной клапан, регулируемый поплавковым регулятором - ареометром, перепускают в трубное измерительное устройство, по которому определяют количество откачиваемой нефти к потребителям, остаточный газ через верхний газоперепускной клапан выпускают в общую газовую линию, а воду - через автоматический регулируемый клапан, приоткрывая его или прикрывая его, регулируют положение водонефтяного контакта между двумя верхним и нижним допускаемыми точками, контролируемыми указателями уровня.

Поставленная цель достигается и тем, что осуществляют непрерывный контроль за работой всей системы пласт-скважина, объекты измерения - подготовки, нагнетания в пласт и в скважины, и реализацией продукции измерением дебитов нефти, газа и воды, давлений и температуры отдельных скважин и суммарного количества продукции всех скважин, также их измерением в отдельных блоках подготовки и реализации, а также измерением потребляемой электроэнергии непрерывно во времени на отдельных блоках и объектах, и в целом по нефтяному месторождению, при котором все параметры измеряют: дебиты отдельных скважин и их суммарное количество по направлениям скважин и по всему месторождению нефти в трубных объемно-массовых измерительных устройствах, установленных на общем измерительном блоке эксплуатационной площадки, по два устройства для отдельных направлений - одно для последовательно-поочередного измерения дебитов отдельных скважин, а другое - для измерения дебитов всех скважин данного направления, в которых одновременно фиксируют величины давлений и температур и их средние значения во времени, а также по отдельным скважинам и по группам скважин, подключенным к трансформаторным подстанциям величин потребляемой электроэнергии, также указанные параметры, характеризующие режимы работы в отдельных звеньев, измеряются во всех других блоках системы разработки, которые обрабатываются в отдельных или в общих электронных блоках и непрерывно во времени передаются в общее диспетчерское управление.

Поставленная цель достигается также и тем, что в тех случаях, когда нефтяные месторождения занимают большие площади, когда скважинами, расположенными только по одной площадке охватить разработкой все нефтяное месторождение не удается, строят таких площадок несколько, а основную из них, где производят полную подготовку скважинных продукций, размещают исходя из обеспечения условий для разработки всего месторождения во все этапы эксплуатации объектов при минимальных затратах средств, максимально используя энергию, накопленную в пластах с самого начало добычи углеводородов, для поддержания ее рациональной величины путем обратной регулируемой закачки добываемой воды и части легких газовых фракций нефти в скважины и в нефтеносные пласты как энергоноситель для добычи, применяя скважинный газлифт, или гидростатическое давление части скважинной воды, подаваемой в скважину при помощи дифференциальных универсальных насосов, устанавливаемых как на поверхности земли, так и в скважинах, используя эти же насосы и для внутрипромысловой перекачки различных составляющих добываемой продукции, применив для их привода также и станки-качалки глубиннонасосных установок, для которых используемые компоненты в качестве энергоносителей поступают из накопительных емкостей, которые являются частью установок по подготовке нефти и которые в зависимости от требований к подготовке основную установку обеспечивают огневыми подогревателями, а на остальных площадках устанавливают только трубные газоводоотделители, при которых при добыче вязких и эмульсионных газожидкостных смесей для обеспечения необходимого качества подготавливаемой продукции непосредственно в скважины подают деэмульгаторы, производят раздельный подъем и сбор нефти и воды, или поступающую на забой скважин продукцию нагревают до рациональных температур при помощи скважинных огневых подогревателей.

Поставленная цель достигается и комплексной системой блочных установок, когда все установки, устройства и сооружения устанавливают отдельными блоками с учетом обеспечения безопасного их обслуживания, на одной площадке на поверхности земли на площади, занимаемой нефтяным месторождением, где сосредоточены кусты эксплуатационных и нагнетательных скважин, расположенных рядами, блока комплекса измерительных устройств, где размещены трубные объемно-массовые измерители - расходомеры воды, электросчетчики, датчики давлений и температуры, аппаратуры обработки и передачи данных измерений в диспетчерский пульт контроля и управления, установке по подготовке продукции скважин, включающей путевой огневой подогреватель в комплекте с ромбическими теплообменниками типа "труба в трубе", установленных вертикально с отводами. Вертикальный сепаратор-газоводоотделитель, трубный газоводоотделитель со стабилизационными колонными головками, с поплавковыми регуляторами уровней нефти и воды по их плотности, газоперепускными клапанами, автоматическими средствами контроля и управления за сдачей реализуемых нефти и воды, трубные объемно-массовые измерители, лоточные плотмометры в нефтепроводе и водопроводе, водоотделители, накопительные емкости, силовые агрегаты, устанавливаемые на поверхности земли, наземные и подземные дифференциальные или универсальные насосы, насосы-компрессоры, связывающие отдельные устройства трубопроводы, электропроводы, блоки управления и контроля.

Поставленная цель достигается и тем, что когда разработка месторождения нефти, занимающего большие площади, производится из нескольких площадок с концентрацией на них блочных комплексных систем установок и сооружений, полную подготовку нефти производят только в центральной площадке, а на остальных площадках устанавливают только установки для предварительной подготовки нефти, состоящей только из трубного газоводоотделителя, который при добыче высокоэмульгированных и вязких газожидкостных смесей оборудуют концевыми вертикальными стабилизационными колоннами, установленными для стабилизации нефти - на верхнем торце наклонного трубного газоводотделителя, а для стабилизации воды - ниже нижнего торца газоводоотделителя, которые соединены соответственно с накопителем для газа и воды с выкидными трубопроводами, а также трубопроводами со скважинами и системой сбора нефти и газа, а в случае добычи высоковязких и высокоэффективных нефтей скважины оборудуют оборудованием для внутрискважинного огневого подогрева забойными огневыми подогревателями, воздушными и газовыми компрессорами или универсальными воздушными и газовыми насосами - компрессорами дифференциального действия, приводимыми в работу силовыми агрегатами и связывающими их трубопроводами.

Заявляемые технические решения отличаются от прототипа тем, что разработку нефтяного месторождения небольших размеров производят в основном из одной площадке земли, а больших размеров месторождений - на нескольких площадках, на которых сосредотачивают все объекты - системы разработки, что позволяет уменьшить все виды затрат на разработки: капитальные, материальные, трудовые и др., и осуществлять полный контроль за работой всех наземных и подземных объектов и создает условия для оперативного внедрения новой техники и технологий для повышения эффективности работ всей системы разработки и осуществлять полную автоматизацию всех технологических процессов добычи нефти, производить оперативный контроль и регулировать режимы работ всех звеньев системы, пласт - скважина - оборудование.

Отличается и тем, что сосредоточение всех объектов системы разработки на одной площадке и блочное их изготовление позволяют значительно повысить производительность труда выполняемых работ, а следовательно уменьшить затраты на разработку нефтяного месторождения.

Концентрирование объектов разработки на одной площадке позволяет без больших затрат возвратить полностью попутную воду и часть газа, оставшихся их использования, как рабочий агент в нефтеносный пласт.

При этом резко сокращается внутрипромысловая система сбора, система закачки и система промысловой сети линий электропередач, связи, а следовательно, сокращаются затраты на земельную ренту, на их строительство и обслуживание.

Отличается также и тем, что в случае, когда для охвата разработкой больших месторождений используются несколько площадок на них, кроме основной площадки, производят только предварительную подготовку, в основном, только в трубных водогазоотделителях. При этом обеспечивается централизованная подача: теплоносителя, химических реагентов в скважины, газа и воздуха на их забой при подогреве забойными подогревателями, газа - при применении газлифтной эксплуатации своим газом для промывки скважин и глушения.

Отличается также тем, что способы измерения необходимых параметров, характеризующих работу комплексной блочной системы: дебитов нефти, газа и воды при помощи трубных объемно-массовых измерительных устройств, установленных по два устройства для отдельных направлений скважин, одно - для последовательно поочередного измерения дебитов отдельных скважин, а другое - для измерения дебитов всех скважин данного направления, в которых одновременно фиксируют величины давлений и температур, и изменения их усредненных значений во времени, а также по отдельным скважинам и по группам скважин, подключенным к трансформаторным подстанциям, величины потребляемой электроэнергии, далее полученные данные измерения обрабатываются в электронных блоках и непрерывно во времени передаются в диспетчерское управление, что позволяет автоматический контролировать и управлять процессами производства, обеспечивая необходимую рентабельность разработки нефтяных месторождений.

Установка по подготовке нефти отличается трубным теплообменником, имеющим вертикально установленную ромбическую форму, из которой часть воды и газа, отделившиеся еще в системе сбора и выделившиеся при подогреве в теплообменнике отводят, соответственно, в трубный газоводоотделитель и газовую линию, что позволяет значительно уменьшить расход энергии, расходуемой на подогрев скважинной продукции в огневом подогревателе, а последующее их разделение в вертикальном сепараторе, представляющем вторую ступень сепарации, и раздельная их подача: газа - в газопровод, а нефти и воды в соответствующие отсеки трубного водоотделителя повышает качество подготовки нефти при значительном уменьшении рабочего объема установки по подготовке нефти.

Отличается и тем, что качество выходящей из установки подготовки нефти, из ее трубного водоотделителя обеспечивается поплавковым регулятором - ареометром и объемно-массовым измерителями расхода продукции, соответственно установленными в вертикальном стабилизаторе и после него, а соответствие реализуемой нефти существующим стандартам определяют данным показаний трубных объемно-массовых измерительных устройств во времени.

Указанные позволяют сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Сравнение указанных заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствия их критерии новизна.

При изучении других известных решений в данных областях техники и технологии, признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Комплексная блочная система установок для осуществления способа разработки на фиг.1 состоит из нефтяных скважин 1 и нагнетательных, 2 выкидных 3, 4 и приемных 5 трубопроводов, блочных измерительных установок 6, 7 с трубными объемно-массовыми измерителями 8, 9 - для газожидкостных смесей, нефти, водомерами 10, газодиафрагменными расходомерами 11 или спиральными сменными трубами 12 определенной длины, датчиками для измерения величин давления 13 и температур 14, счетчиками электроэнергии, потребляемой различными установками, установки по подготовки нефти 15, отделения газа и воды, состоящей из ступеней: секций вертикально установленных ромбических теплообменников типа "Труба в трубе" 16, вертикального сепаратора - газоводоотделителя 17, трубного водогазоотделителя 18 со стабилизационными колоннами 19 с поплавковыми регуляторами уровня и плотности 20 выходящей из водогазоотделителя нефти и воды, газоперепускным клапаном 21, автоматическими регулируемыми задвижками 22, работающими от положения границы раздела между водой и нефтью в трубном газоводоотделителе 18, трубного объемно-массового измерителя 23 - для измерения реализуемой нефти с остаточным содержанием воды и газа, наземных и скважинных дифференциальных универсальных насосов 24, насосов - компрессоров 25, силовых жидкостных насосов 26, и воздушных и газовых компрессоров 27, приводимыми в работу двигателями внутреннего сгорания или электродвигателями, сети коммуникационных нефтепроводов, водопроводов, газопроводов, электропередач и линий автоматического управления, блоков систем обработки информации и управления со внешней и внутренней связью, коммуникации жизнеобеспечения, обеспечения охраны труда и пожарной безопасности.

Способ осуществляют следующим образом: После изучения строения рельефа поверхности земли площади, соответствующей структуре занимаемой нефтеносной залежью, выбирают площадку для строительства объектов системы разработки нефтяных месторождений. Площадку для размещения объектов выбирают исходя из обеспечения разработки месторождения при минимальных затратах энергии, техники, материалов, транспортных средств, с учетом розы ветров с удобными подъездами.

Обустройство площадки начинают после утверждения проекта разработки и бурения скважин с последовательным вводом их в эксплуатацию, одновременным строительством магистральных нефтепроводов и высоковольтных линий электропередач, и элементов обустройства внутри площадки, сборки и обвязки блочных установок, организацией работ, подобной строительству предприятий заводского типа, за короткие сроки.

Обустройство территории площадки после бурения скважин, расположенных на кусту рядами, оптимальное количества которых определяют исходя из обеспечения рационального дренирования разрабатываемых залежей и равномерного стягивания контуров нефтеносности, за счет рационального размещения вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин и закачки в пласт, в пониженные его части, воды и нефтяного газа, особенно, в его участки с пониженными коллекторскими свойствами, позволяющих повысить коэффициенты нефтеотдачи нефтеносных залежей. При этом для закачки газа в большей части применяют универсальные дифференциальные насосы гидропоршневого типа, проводимые в работу энергоносителями, подаваемые им силовыми агрегатами: поршневыми, электроцентробежными насосами и газовыми компрессорами. В качестве энергоносителей могут быть использованы все три компоненты: вода, нефть и газ. Если в качестве энергоносителя используют воду, то ее тоже закачивают в пониженные части нефтеносного пласта, а когда для этих целей используют газ или нефть, их также используют для снижения плотности и вязкости поднимаемой скважинной продукции, что позволяет снизить величину потребляемой электроэнергии на добычу нефти.

Бурение эксплуатационных скважин производят кустами, размещая их параллельными рядами с одной или двух сторон объектов, служащих для сбора, подготовки нефти, газа, воды, измерения, контроля и управления. При этом из каждого направления эксплуатационных скважин прокладывают по две нефтелинии до измерительных установок 3, 4: одну - для поочередного измерения и транспортировки продукции каждой отдельной скважины 3, другую - для транспортировки и измерения добытой продукции из всех скважин вместе 4 в трубных объемно-массовых измерителях 8,9, позволяющих вести учет всей добываемой из скважин продукции до и после их подготовки 23, размещенных: для добывающих скважин - на одном общем измерительном блоке, а реализуемой продукции, покомпонентно, - в другом измерительном блоке. После измерительной установки вся продукция, + добытая из скважин, из общей гребенки пункта распределения по двум нефтепроводам поступает в блок подготовки скважинной продукции 15, в его теплообменник 16, в который перед ее поступлением подают деэмульгатор. В теплообменнике типа "труба в трубе", представляющий блоки вертикально установленных ромбов, продукция скважин, двигаясь по внешнему каналу навстречу ее потоку, выходящему из огневого подогревателя продукции с высокой температурой до 80-90^oС, нагревается до 30-50^oС, что при установлении низкого давления среды сопровождается интенсификацией выделения и отделения из нефти газа, а также отделения воды, которые далее через верхние и нижние точки секции теплообменников уходят, соответственно: газ - в газовую линию 29, вода - в нижнюю половину трубного газоводоотделителя 18, а нефть с остаточными газом и водой, в уменьшенном объеме, поступает в вертикальный сепаратор-газоводоотделитель 17, откуда накапливающийся в его верхней части газ уходит в газовую линию, а далее - в, газонакопительную емкость 30, вода с его нижней части сливается по водяной линии в газоводоотделитель 18, а нефть, с небольшим содержанием воды и газа, поступает в верхнюю половину газоводоотделителя, где происходит накопление нефти и газа в его верхней стабилизационной колонне 19, откуда нефть с содержанием остаточной воды, не превышающем установленного нормативом, через поплавковый регулятор 20 - ареометр продавливают через объемно-массовое измерительное устройство 23 в выкидной нефтепровод 28. В объемно- массовом измерительном устройстве 19 определяют как общее количество, так и компонентный состав проходящей через него жидкости, что позволяет вести непрерывный учет реализуемой продукции.

С нижней стабилизационной головки через водяную линию и счетчик воды сбрасывается в емкость - отстойник 31 попутная вода, из которого она поступает в силовые агрегаты 26, 27 и используется как энергоноситель, или как рабочий агент для поддержания рациональной величины пластового давления.

Газ, поступающий из всех ступеней установки подготовки нефти в газонакопительную емкость 30 при заданном давлении, непрерывно измеряют диафрагменным или спиральным расходомерами газа, часть которого далее подают как топливо в огневой подогреватель 32, остальное количество используют для газлифтной эксплуатации скважин, как рабочий агент для закачки в пласт - как топливо - к скважинным огневым подогревателям и другим потребителям.

Блочно-комплексная система установок, используемая для разработки нефтяных месторождений работает следующим образом: Добычу нефти из скважин, расположенных на отдельном участке эксплуатационной площадки, производят различными существующими способами. Преобладающими из них являются способы механизированной добычи: универсальными насосами гидропоршневого типа, местным газлифтом в сочетании с глубиннонасосной добычей различных конструкций, например дифференциальной гидропоршневой 24,25, приводимый в работу давлением энергоносителя, подаваемого силовым агрегатом 26,27, когда используют для подъема также и подъемный эффект газа, газонефтяной смеси, нефти; штангового глубинного насоса в сочетании местным газлифтом; электропогружного центробежного насоса в сочетании с газлифтом; чистого газлифта, с использованием газа, выделяемого из самой добываемой нефти. При этом подача энергоносителя в несколько скважин производится из одного силового агрегата, расположенного в одной насосной (компрессорной), которой обслуживаются все скважины, или скважины, расположенные на одном участке, направлений, по одному трубопроводу 33, который проходит параллельно к выкидным нефтелиниям 3,4, служащим для транспортировки скважин до пунктов измерения их дебитов. Таким образом, в те скважины, которые более рационально эксплуатировать с использованием энергоносителей, добываемых из самых нефтяных скважин, по отдельным трубопроводам подается энергоноситель, а по другим он возвращается в блок подготовки нефти 13 для многократного дальнейшего повторного его использования, что позволяет резко уменьшить общее его количество, используемое в качестве подъемной энергий, увеличить, например, использование газа как в качестве топлива для наземных и скважинных огневых подогревателей 32, а также увеличить его количество, используемое как рабочий агент - для повышения коэффициента нефтеотдачи нефтеносных пластов и поддержания в них рациональной величины давления, а также полностью использовать в этих целях добытую пластовую воду, закачав ее обратно в пласт как по специальным водопроводам 34 к нагнетательным скважинам 2, так и в наиболее отдаленные зоны горизонтальных нефтяных скважин 1, вскрывающих в конечных точках, ниже уровня водонефтяного контакта, водоносную часть пласта.

Добытая из скважин продукция каждого направления, или нескольких направлений, к измерительным устройствам 8,9 транспортируют только по двум нефтелиниям: в одном измерительном устройстве объемно-массового типа измеряют дебиты общей продукции и составляющих ее компонентов: нефти, воды и газа, поочередно, отдельных скважин, а в другом 9 - общее количество продукций и также по компонентно, составляющих ее нефти, воды и газа - всех остальных скважин, которые далее суммируются в электронном блоке, фиксируя их величин во времени по всем скважинам площадки и месторождения нефти. В них одновременно с дебитами скважин фиксируют величины давлений в скважинах, а также на других объектах блочной комплексной системы установок.

Кроме измерения дебитов продукций скважин и расхода жидкости через отдельные блоки, изменения давления и температуры при входе и выходе ее из отдельных блоков, в них измеряют также электросчетчиками величины потребляемой в них электроэнергии, которые далее передаются в систему обработки информации, а далее в пункты контроля и управления работой всех объектов блочной комплексной системы установок, участвующих в разработке всего нефтяного месторождения, на рациональных режимах.

После измерения количества добытой продукции скважин она поступает в общую сборную гребенку, а далее по нефтепроводам 35 направляется в установку по подготовке нефти 15, в ее теплообменники 16, где она нагревается теплом встречного ей потока, выходящего из огневой печи с температурой 89-90^oС, до температуры 30-50^oС. В теплообменниках 16 часть газа и воды отделяются от нефти и отводятся, соответственно, по газопроводу 29 и водопроводу 36, в газопровод 29 и в трубный газоводоотделитель 18, нефть с остаточным газом и водой поступают в вертикальный сепаратор - газоводотделитель 17, где отделяется от нефти их основное количество, которое далее, также поступает, соответственно, в газопровод 29 и в среднюю часть газоводоотделителя 18 со стабилизационными колонными головками 19, а нефть с небольшим количеством остаточного газа, при рабочем давлении, установленном в вертикальном сепараторе -- газоводоотделителе 17, поступает в верхнюю часть трубного газоводоотделителя 18, где происходит полная дегазация и обезвоживание нефти до величин, установленных нормативами. Обезвоженная нефть постепенно отжимается из стабилизационной колонны 19 в объемно-массовый измеритель 23. Качество отжимаемой нефти регулируют при помощи поплавкового регулятора - ареометра 20.

При добыче слабоэмульсионной нефти скважинная продукция после подогрева в огневой печи 32 и отделения из нее части газа и воды в теплообменниках 16 поступает в трубный газоводоотделитель 18 со стабилизационными колонными головками 1, где обеспечивают подготовку нефти до нормативного качества, которую далее при сдаче к потребителям измеряют и контролируют на соответствие ее установленным нормативам при помощи объемных измерителей 23 во времени и откачивают через гребенку 37 в магистральный нефтепровод 28.

Источники информации
1. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, И.И.Муравьев, Р.С.Андриясов, Р.С.Гиматудинов, Г.А.Говорова, В.Т.Полозков. М.: Недра. 1968.

2. Особенности эксплуатации кустовых скважин. С.М.Гадиев. Гостоптехиздат, 1963.

Формула изобретения

1. Способ разработки нефтяных месторождений, заключающийся в добыче жидких и газообразных углеводородов с попутной пластовой водой из эксплуатационных нефтяных скважин и нагнетательных водяных скважин, расположенных отдельно и кустами, связанных с другими нефтепромысловыми объектами: групповыми измерительными установками, дожимными насосными станциями, установками сбора и подготовки нефти и воды, компрессорными станциями, кустовыми нагнетательными водяными станциями, сетью трубопроводов, служащих для внутрипромыслового сбора нефти, газа и воды, для их реализации, и магистральных нефтепроводов, газопроводов, высоковольтных линий электропередач, сети связи и автоматики, а также сетью подъездных дорог на все нефтепромысловые объекты, отличающийся тем, что все объекты системы разработки нефтяных месторождений: скважины измерительных установок, установки по подготовке нефти, закачке рабочих агентов для поддержания величины пластового давления, электротрансформаторные подстанции и диспетчерские пункты, изготавливают блочно на одном участке поверхности земли, площади разрабатываемого месторождения, размещают с учетом розы ветров, обеспечивая их пожаробезопасность, и заменяют внутрипромысловую систему сбора нефти, нагнетания рабочего агента: воды, газа, нефти, в нефтеносные горизонты и внутрипромысловую сеть электропередач на внутриустановочные обвязки, магистральные нефтепроводы и высоковольтные линии электропередач, связывающие площадку разработки с потребителями нефти и энергоснабжающими предприятиями, строительство которых осуществляют одновременно с бурением скважин и с последовательным вводом их в эксплуатацию, обвязкой их с нефтяными и водяными выкидными трубопроводами, воздушными или кабельными линиями электропередач, при необходимости прокладывают их в быстроразборные трубы, соединенные друг с другом накладными муфтами, обеспечивают электроэнергией все объекты с кольцевым питанием от различных фидеров, при котором эксплуатационные скважины располагают кустами, несколькими рядами, забои которых за счет сочетания различных видов бурения, с вертикальными, наклонными и горизонтальными стволами, пробуренными в нескольких направлениях из одного ствола, обеспечивают равномерное дренирование всей нефтеносной залежи и поддержание оптимальной величины пластового давления и оптимального режима фильтрации пластовой жидкости к скважинам за счет избирательной закачки нефтяного газа в плохопроницаемые зоны нефтеносного пласта, одновременно с обратной закачкой в пласт попутнодобываемой воды, как в его законтурную зону, так и избирательно, в пониженные участки внутри контура нефтеносности при помощи соответственно газовых компрессоров и универсальных насосов, приводимых в работу энергоносителями: водой, нефтью, газом, прокачиваемыми через их насосы-двигатели и нагнетаемыми далее в скважину как подъемная энергия или в нефтеносный пласт, используют также газоводяную смесь как рабочий агент для поддержания в пласте рациональной величины пластового давления, при этом закачивают в пласт или в скважину как остаточный газ, так и газ, подведенный для его использования как топливо огневого подогревателя, применяемого для подогрева скважинной продукции и обеспечения полной подготовки нефти, газа и воды для их реализации путем ступенчатой подготовки в ромбических вертикально установленных теплообменниках типа "труба в трубе" с предварительным сбросом воды с нижних точек и выпуском выделившегося из нефти газа с высоких точек вновь поступающей скважинной продукции из последней секции теплообменника при входе в огневой подогреватель после предварительного ее подогрева теплом выходящей из печи встречным потоком продукции, нагретой до 80-90^oС, из которой также перед ее выходом в вертикальный газоводоотделитель, а при добыче неэмульсионной или слабоэмульсионной нефти - непосредственно в трубный газоводоотделитель, из которого выделившиеся из нефти газ и вода соответственно поступают в накопительную емкость и в нижнюю часть газоводоотделителя со стабилизационной колонной головкой, а нефть с небольшим содержанием остаточной воды, которую при необходимости более глубокого обессоливания смешивают с горячей пресной водой с деэмульгатором, подают при обработке эмульсионной нефти в вертикальный сепаратор-газоводоотделитель, а при обработке неэмульсионной нефти - в трубный газоводоотделитель в среднюю часть его верхней половины несколько ниже границы водонефтяного контакта, но выше перегородок, препятствующих непосредственному уносу остаточных капелек нефти, по нижней поверхности трубы в зону забора воды и обеспечения подъема нефти в зоне спокойного движения продукции в верхнюю часть водоотделителя в стабилизационную колонную головку, расположенную на верхнем конце газоводоотделителя, откуда нефть с заданной плотностью через спускной клапан, регулируемый поплавковым регулятором-ареометром, перепускают в трубное измерительное устройство, по которому определяют количество откачиваемой нефти к потребителям, остаточный газ через верхний газоперепускной клапан выпускают в общую газовую линию, а воду - через автоматический регулируемый клапан, приоткрывая его или прикрывая его, регулируют положение водонефтяного контакта между двумя, верхней и нижней, допускаемыми точками, контролируемыми указателями уровня.

2. Способ разработки нефтяных месторождений по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют непрерывный контроль за работой всей системы пласт - скважина - объекты измерения - объекты подготовки, нагнетания в пласт и скважины и реализации продукции измерением дебитов нефти, газа и воды, давлений и температуры отдельных скважин и суммарного количества продукций всех скважин, также их измерения в отдельных блоках подготовки и реализации, а также измерением потребляемой электроэнергии непрерывно во времени на отдельных блоках и объектах и в целом по нефтяному месторождению, при котором измеряют все параметры: дебиты отдельных скважин и их суммарное количество по направлениям скважин и по всему месторождению нефти - в трубных объемно-массовых измерительных устройствах, установленных на общем измерительном блоке эксплуатационной площадки, по два устройства для отдельных направлений, одно для последовательной поочередного измерения дебитов отдельных скважин, а другое для измерения дебитов всех скважин данного направления, в которых одновременно фиксируют величины давлений и температур и их средние значения во времени, а также по отдельным скважинам и по группам скважин, подключенным к трансформаторным подстанциям, величины потребляемой электроэнергии, также указанные параметры, характеризующие режимы работы отдельных звеньев, измеряют во всех других блоках системы разработки, которые обрабатывают в отдельных или, в общем, электронных блоках и непрерывно во времени, передают в общее диспетчерское управление.

3. Способ разработки нефтяных месторождений по п. 1, отличающийся тем, что когда нефтяные месторождения, занимают большие площади, когда скважинами, расположенными только на одной площадке, охватить разработкой все нефтяное месторождение не удается, строят таких площадок несколько, а основную из них, где производят полную подготовку скважинной продукции, размещают, исходя из обеспечения условий для разработки всего месторождения во все этапы эксплуатации объектов при минимальных затратах средств, максимально используя энергию, накопленную в пластах с самого начала добычи углеводородов, для поддержания ее рациональной величины путем обратной регулируемой закачки добываемой воды и части легких газовых фракций нефти в скважины и в нефтеносные пласты как энергоносителя для добычи, применяя скважинный газлифт или гидростатическое давление части скважинной воды, подаваемой в скважину при помощи дифференциальных универсальных насосов, устанавливаемых как на поверхности земли, так и в скважинах, используя эти же насосы и для внутрипромысловой перекачки различных составляющих добываемой продукции, применяют для их привода также и станки-качалки глубинно-насосных установок, для которых используемые компоненты в качестве энергоносителей поступают из накопительных емкостей, которые являются частью установок по подготовке нефти и которые в зависимости от требований к подготовке, основную установку обеспечивают огневыми подогревателями, а на остальных площадках устанавливают только трубные газоводоотделители, при котором при добыче вязких и эмульсионных газожидкостных смесей для обеспечения необходимого качества подготавливаемой продукции непосредственно в скважины подают деэмульгаторы, производят раздельный подъем и сбор нефти и воды или поступающую на забои скважин продукцию нагревают до рациональных температур при помощи скважинных огневых подогревателей.

4. Комплексная система блочных установок, включающая кусты эксплуатационных нефтяных и нагнетательных скважин, выкидные и приемные трубопроводы, измерительные установки дебитов скважинной продукции, установки по подготовке нефти с нагревательной печью, теплообменниками, отстойниками, накопительными емкостями для разделения и накопления отдельных компонентов добытой скважинной продукции и подготовки для их реализации, системы нагнетательных трубопроводов рабочего агента, перекачивающих его насосных и компрессорных установок, сети электропроводов и линий автоматики, пульта для контроля, отличающаяся тем, что все установки устройства и сооружения установлены отдельными блоками с учетом обеспечения безопасного их обслуживания на одной площадке на поверхности земли на площади, занимаемой нефтяным месторождением, где сосредоточены кусты эксплуатационных и нагнетательных скважин, расположенных рядами, блока комплекса измерительных устройств, где размещены трубные объемно-массовые измерители, расходомеры воды, электросчетчики, датчики давлений и температуры, аппаратуры обработки и передачи данных измерения в диспетчерский пульт контроля и управления, установка по подготовке продукции скважин с путевым огневым подогревателем в комплекте с ромбическими теплообменниками типа "труба в трубе", установленными вертикально с отводами, вертикальный сепаратор-газоводоотделитель, трубный газоводоотделитель со стабилизационными колоннами, головками с поплавковыми регуляторами уровней нефти и воды по их плотности, газоперепускными клапанами, автоматическими средствами контроля и управления за сдачей реализуемых нефти и воды: трубные объемно-массовые измерители, поточные плотномеры в нефтепроводе, в водопроводе водоотделителя, накопительные емкости, силовые агрегаты, устанавливаемые на поверхности земли, наземные или подземные дифференциальные или универсальные насосы, насосы - компрессоры, связывающие отдельные устройства и установки, трубопроводы, электропроводы, блоки управления и контроля.

5. Комплексная система блочных установок по п. 4, отличающаяся тем, что, когда разработку месторождения нефти, занимающего большие площади, производят на нескольких площадках с концентрацией на них блочных комплексных систем установок и сооружений, полная подготовка нефти предусмотрена только в центральной площадке, а на остальных площадках установлены только установки предварительной подготовки нефти, состоящие только из трубного газоводоотделителя, который при добыче высокоэмульгированных и вязких газожидкостных смесей оборудован концевыми вертикальными стабилизационными емкостями, установленными для стабилизации нефти на торце наклонного трубного газоводоотделителя, а для стабилизации воды - ниже нижнего торца газоводоотделителя, которые соединены соответственно с накопителями воды и газа выкидными трубопроводами, а также трубопроводами - со скважинами и системой сбора нефти и газа, а в случаях добычи высоковязких высокоэмульсионных скважинных продуктов в скважины спущено оборудование для внутрискважинного огневого подогрева забойными огневыми подогревателями, а также установленными на поверхности газовыми и воздушными компрессорами, универсальными воздушными и газовыми насосами - компрессорами дифференциального действия, приводимыми в работу силовыми агрегатами и связывающими их трубопроводами.

РИСУНКИ

Рисунок 1